Рециркуляционный измерительный преобразователь время-код

 

РЕЦИРКУЛЯЦИОННЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ВРЕМЯ-КОД, содержащий пять элементов задержки , декадный счетчик, выход которого соединен с входом сдвигающего регистра и через первый элемент задержки с первым входом декадного счетчика, элемент И, первый вход которого подключен к выходу второго элемента задержки, а выход третьего элемента задержки соединен с первым входом элемента ИЛИ, отличающийся тем, что, с целвю уменьшения текущей относительной погрешности в широком диапазоне измеряемых интервалов времени, в него дополнительно , введены три элемента И и инвертор, выход которогоiярдкяючен к входу второго элемента задержки , а вход инвертора соединен с первыми входами первого, второго, и третьего дополнительных элементов И, выходы которых соединены соответственно с. входами третьего, четвертого и пятого элементов задержки, причем выход четвертого элемента задержки соединен с вторым входом элемента ИЛИ, третий вход которого соединен с выходом пятого элемента задержки, а выход элемента ИЛИ подключен к второму входу декадного счетчика и к вторым входам первого, второго и третьего дополнительных элементов И, а третьи входы этих элементов И. подключены к разрядным выходам сдвигающего регистра, при этом четвертый вход элемента ИЛИ соединен с выходом основного элемента И, второй вход которого соединен с входом инвертора . 00 tc 4;

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПОДЕ М 3 (21) 3351996/18-21 (22) 04.11.81 (46) 15.05.83. Бюл, 18 (72) Н.P Êàðïîâ, А,Ф.Кулешов, В.А.Курбасов и А,Д.Паламарчук (53) 621.317(088.8) (56) 1, Авторское свидетельство СССР

N 627586, кл, Н 03 К 13/20, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

N 752798. кл, H 03 K 13/20, 1980. (54)(57) РЕЦИРКУЛЯЦИОННЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ВРЕМЯ"КОД, содержащий пять элементов задержки, декадный счетчик, выход которого соединен с входом сдвигающего регистра и через первый элемент задержки с первым входом декадного счетчика, элемент И, первый вход которого подключен к.выходу второго элемента задержки, а выход третьего элемента задержки соединен с первым входом элемента ИЛИ, о т л и ч а " ю щ и " с я тем,, что,,с целью уменьшения текущей относительной погрешности в широком диапазоне измеря„80„„1018240 А емых интервалов времени, в него дополнительно. введены три элемента

И и инвертор, выход которого1тюдключен к входу второго элемента задержки,-а вход инвертора соединен с первыми входами nepeoro, второго, и тре" тьего дополнительных элементов И, выходы которых соединены соответственно входами третьего, четвертого и пятого элементов задержки, причем выход четвертого элемента задержки соединен с вторым входом элемента

ИЛИ, третий вход которого соединен с выходом пятого элемента задержки, а выход элемента ИЛИ подключен к второму входу декадного счетчика и к вторым входам первого, второго и третьего дополнительных элементов И, а третьи входы этих элементов И подключены к разрядным выходам сдвигающего регистра, при этом четвертый вход элемента ИЛИ соединен с выходом основного элемента И, второй вход которого соединен с входом инвертора .

1018240

Устройство относится к импульсной технике и может быть использова но в радиоизмерительных приборах для измерения временных интервалов в широком диапазоне их изменения.

Известны преобразователи времякод, содержащие блок сравнения, генератор импульсов, интегратор, триггер и селектор периода L1).

Однако это устройство требует большого объема оборудования при технической реализации, а измерение интервалов времени в широком диапазоне сопровождается большой избыточностью информации, что затрудняет согласование измерителя с кана" лами связи и потребителями полученной информации, что существенно ограничивает область применения уст. ройства в сложных информационно-измерительных системах.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является рециркуляционный преобразователь вре" мя-код, содержащий 4 элемента ИЛИ, 5 элементов задержки и элемент И, образующие несколько контуров цир" куляции измеряемого интервала, де", кадный счетчик и регистр сдвига 2) .

Однако это устройство может измерять временные интервале с малой текущей относительной погрешностью только в наносекундном диапазоне изменения измеряемых интервалов. Это объясняется тем, что в известном устройстве диапазон измерения определяется элементом задержки, стоящим в контуре циркуляции, Целью изобретения является уменьшение текущей относительной погреш" ности в широком диапазоне измеряемых интервалов времени, Поставленная цель достигается тем, что в рециркуляционный измеритель" ный преобразователь время-код, содержащий пять элементов задержки, декадный счетчик, выход которого соединен с входом сдвигающего регистра и через первый элемент задержки с первым входом декадного счетчика, элемент И, первый вход которого подключен к выходу второго элемента задержки, а выход третьего элемента задержки, соединен с первым входом элемента ИЛИ, дополнительно введены три.элемента И и инвертор, выход которого подключен к ь,<аду второго элемента задержки, а вход инвертора соединен с первыми входа" ми первого, второго и третьего дополнительных элементов И, выходы которых соединены соответственно с входами третьего, четвертого и

5 пятого элементов задержки, причем выход четвертого элемента задержки соединен с вторым входом элемента

ИЛИ, третий вход которого соединен с выходом пятого элемента задержки, а выход элемента ИЛИ подключен к второму входу декадного счетчика и к вторым входам первого, второго и третьего дополнительных элементов

И, а третьи входы этих элементов И " подключены к разрядным выходам сдвигающего регистра, при.этом четвертый вход элемента ИЛИ соединен с выходом основного элемента И, второй вход ко" торого соединен с входом инвертора, Сущность изобретения заключается в том, что в процессе измерения устройство адаптируется под величину входного интервала, т.е. осуществляется выравнивание масштабов (в

25 пределах выбранного критерия) из" меряемой величины и шага дискретизации.Изменение шага дискретизации обеспечивается соответствующим изменением контура циркуляции импульЗо сов квантования. Причем с начала используется контур с наименьшим временем циркуляции импульсов (первый поддиапазон устройства). Если в процессе измерения оказывается, что шаг квантования слишком мал для измерения поступившего интервалапроисходит автоматическое переключение на второй поддиапазон, т.-е. увеличивается шаг квантования, 8

40 этом случве в- формировании шкалы измерения участвует второй контур с временем циркуляции в и раз превышающим время циркуляции первого контура (где и - основание приня». той системы счисления), Далее процесс измерения происходит аналогично в пределах возможностей измерителя, На чертеже представлена блок-схе50 ма предлагаемого рециркуляционного, измерительного преобразователя время-код.

Рециркуляционный измерительный преобразователь время-код содержит элементы 1-4 И, инвертор 5, элемен ты задержки 6-10, декадный счетчик

11 элемент 12 ИЛИ, сдвигающий регистр 13, 3 10

Устройство работает следующим образом, В исходном состоянии декадный счетчик .11 обнулен, а во всех, кроме первого, разрядах сдвигаащего регистра 13 записаны нули. Выходными сигналами сдвигающего регистра блокированы элементы 2 и 3 И и открыт элемент 4 И, Преобразуемый интервал. времени в виде прямоугольного импульса длительностью

Для автоматического переключения периода квантования критерием выбора шага квантования является эа". пись текущего кода, соответствующе, го измеряемой величине, во всех разрядах декадного счетчика 11. Заполнение счетчика при этом будет лежать в пределах от 10 до 1003 его полной емкости, В зависимости от длительности измеряемого интервала возможны два случая: измеряемый временной интервал таков, что при шаге квантования Т счетчик заполняется меньше, чем íà 1003 его полной емкости и измеряемый интервал таков, что декадйый счетчик 11 переполня-. ется.

18240 4

43

16

И

Последний случай свидетельствуфт о том, что шаг квантования Т мал; а импульс пер полнения декадного счетчика 1Ф является сигналом к переключению шага квантования на больший. С выхода декадного счетчика 11 импульс переполнения продается на сдви» гающий регистр 13 и осуществляет сдвиг единицы во второй разряд регистра 13 и запись в его первый разряд нуля, Этот же импульс переполнения проходит через элемент 10 задержки на первый триггер последней декады декадного счетчика 11 и записывает единицу старшего разряда, Тогда показания счетчика являются такими же, как при квантовании временного интервала с шагом 10 К Т.

Таким обраэош, блокированы нулевым уровнем напряжения стают элемен- ты 2 и 4 И, а элемент 3 И - открыт, Импульс обращения начинает циркулировать по замкнутому контуру из элементов 3, 8 и 12, причем элемент

8 задержки обеспечивает величину периода обращения равным 10Х Т, Изменение масштаба в предложенном иэ "ерительном преобразователе происходит без потери информации о измеряемом интервале.

Единичным сигналом с выхода ссдвигающего регистра 13 осуществляется масштабирование полученной цифровой информации путем переноса занятой в отсчетном устройстве.

При циркуляции с периодом 103 Т возможны те же два случая. Если период обращения окавывается:снова малым, то процесс передвижения на один разряд единицы в регистре 13 и увеличение еще в десять раз периода циркуляции повторится.

Процесс циркуляции происходит в замкнутом контуре 2, 7 и 12, с перио. дом обращения 100Х Т и т,д, в преде" лах возможностей измерителя.

Предлагаемое устройство позволяет измерять временные интервалы с малой текуцей относительной погрешностью в широком диапазоне изменения измеряемой величины, Автоматизация процесса адаптации в предложенном устройстве существенно расширяет область его применения и позволяет исключить традиционную для известных многодиапазонных измерителей операцию "ручного" выбора диапазона измерения, 018240

Составитель В. Муляр

Редактор А,Химчук Техред М.Тепер Корректор А, Ильин

Заказ 3561/54 Тйраж 936 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, N-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r Ужгород, ул. Проектная, По сравнению с известными, предложенный преобразователь позволяет осуществлять преобразование вида интервал-код в широком диапазоне изменения временных интервалов. В устройстве-прототипе диапазон измерения ограничен максимальной величиной задержки, создаваемой элементом задержки, Создание стабильных временных задержек даже порядка 5

500 нс является сложной технической задачей, что и ограничивает диапазон преобразования в известных устройствах.

6, Предлагаемый преобразователь с такими же точностными характеристиками перекрывает диапазон работоспособности известных устройств и согласно предложенному алгоритму работы при максимальном элементе задержки в 500 нс верхняя граница диапазона преобразования составляет

50000 нс, т.е. в 1(9 раэ больше, 10 Увеличение диапазона преобразования в 100 раз в предлагаемом устройстве не вызывает увеличения объема оборудования для технической реализации преобразователя.