Преобразователь последовательности временных интервалов в цифровой код

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ В ЦИФРОВОЙ КОД,- содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к первому входу элемента И-НЕ и к первым входам первого и второго элементов И, выходы rtepsoго и второго элементов И срединены соответственно со счетными входами первого и второго счетчиков импульсов , выход каждого разряда которых подключен к соответствующему информационному входу запоминающего устройства, вторые входы первого и второго элементов И соединены с прямым выходом R5 -триггера включения , при этом пзины Старт и Стоп подключены соответственно к первым входам третьего и четвертого элементов И, вторые входы которых соединены с счетным входом триггера управления и с входом первой линии задержки, a выходи подключены соответственно к 5 и R -входам RS -триггера включения, выход первой линии задержки соединен с первым входом пятого и и;естого элементов И, второй вход пятого элемента И подключен к прямому выходу триггера управления и к третьему входу первого элемента И,, a второй вход шестого элемента И соединен с инверсным выходом триггера управления и третьим входом второго элемента И, выходы пятого и шестого элементов И подключены соответственно к первому и второму входам управления запоминающего устрюйства и через вторую и третью линию задерж ки подключены соответственно к входам установки нуля первого и второго счетчиков импульсов, шина Вход через первый формирователь импульсов соединена с 5-входом RS -триггера, прямйй выход которого подключен к второму входу элемента И-НЕ, выход S которого через второй формирователь импульсов соединен с R -входом RS триггера, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введены два элемента И с запретом, расширитель импульсов, два элемента ИЛИ,5 и дополнительные формирователь импульсов , элемент И и линия задержки, причем первый и второй входы пер вого элемента ИЛИ соединены с выходами переполнения первого и второо ел го счетчико-в импульсов соответст- . венно, a выход первого элемента ИЛИ через дополнительный формирователь о импульсов подключен к прямому входу .САЭ первого элемента И с запретом и входом расширителя импульсов, выход которого подключен к инверсному рходу второго элемента И с запретом и к первому входу дополнительного элемента И, прямой вход второго элемента И с запретом соединен с выходом второго формирователя импульсов и с вторым входом дополнительного элемента И, a выход подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом триггера управления , второй вход через дополнитель

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(5п 5 04 R 10/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3500608/18-21 (22) 15.10 .82 (46) 30.01.84, Вюл. Р 4 (72) В.H.Êèíÿêèí и A.3.Ходоровский (71) Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (53) 621.317 (088.8) (56) 1. Гитис Э.И., Пискунов Е.A.

Аналого-цифровые преобразователи.

М., "Энергия", 1981, с. 141.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 3310518/18-21, кл. G 04 F 10/04, 1981. (54 ) (57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ВРЕМЕНН6!Х ИНТЕРВАЛОВ В

ЦИФРОВОЙ КОД, содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к первому входу элемента

И-НЕ и к первым входам первого и второго элементов И, выходы первого и второго элементов И соединены соответственно со счетными входами первого и второго счетчиков импульсов, выход каждого разряда которых подключен к соответствующему информационному входу запоминающего устройства, вторые входы первого и второго элементов И соединены с-прямым выходом RS -триггера включения, при этом шины "Старт" и

"Стоп" подключены соответственно к первым входам третьего и четвертого элементов И, вторые входы которых соединены с счетным входом триггера управления и с входом перэой линии задержки, а выходы подключены соответственно к S и Р -входам к5 -триггера включения, выход первой линии задержки соединен с первым входом пятого и шестого элементов И, второй вход пятого элемента И подключен к прямому выходу триггера управления и к третьему

„.SU„„1070503 А входу первого элемента И,. а второй вход шестого элемента И соединен с инверсным выходом триггера управления и третьим входом второго элемента И, выходы пятого и шестого элементов Й подключены соответственно к первому и второму входам управления запоминакщего устройства и через вторую и третью линию задержки подключены соответственно к входам установки нуля первого и второго счетчиков импульсов, шина "Вход" через первый формирователь импульсов соединена с S --входом Р5 -триггера, прямбй выход которого подключен к второму входу элемента И-FIE выход которого через второй формирователь импульсов соединен с Р -входом РБ триггера, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введены два элемента И с запретом, рас.ширитель импульсов, два элемента ИЛИ, и дополнительные формирователь импульсов, элемент И и линия задержки, причем первый и второй входы первого элемента ИЛИ соединены с выхо- а,) дами переполнения первого и в=орого счетчиков импульсов соответственно, а выход первого элемента ИЛИ (Д через дополнительный формирователь импульсоВ подключен к прямому входу первого элемента И с запретом и СИ входом расширителя импульсов, выход которого подключен к инверсному рходу второго элемента И с запретом и к первому входу дополнительного элемента И, прямой вход второго элемента И с запретом соединен с выходом второго формирователя импульсов и с вторым входом дополнительного элемента И, а выход подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом триггера управления, второй вход через дополнительную линию задержки подключен к выходу дополнительного элемента И, а третий вход соединен с выходом первого элемента И с запретом, инверсный вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов °

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для преобраэования последовательности временных интервалов в цифровой код. 5

Известно устройство, предназначенное для измерения временных интервалов с представлением результатов измерения в цифровой форме, содержащее генератор тактовых импульсов, элемент И, счетчик импульсов, R5 -триггер, S — и R -входы которого подключены к клеммам старт и стоп соответственно, прямой выход к5 -триггера соединен с одним иэ входов элемента И, другой вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, а выход соединен со счетййм входом счетчика иьпульсов, выход каждого разряда которого подключен к соответствующему информационному входу запоминающего устройства (1).

Недостатком данного устройства является низкая точность преобразования, обусловленная воэможностью потери информации при переполнении счетчика в случае измерения длинных интервалов и накоплением случайных составляющих ошибок измерения при определении суммарной длительности последовательности временных интервалов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является преобразователь последовательности временных интервалов в цифровой код, содержащий формирователи входных сигналов, два счетчика импульсов, запоминающее устройство, RS -триггер, триггер управления, RS -триггер вклю- 4О чения, три линии задержки, элемент

И-НЕ, шесть элементов И, кипп-реле и генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к первому входу элемента И-НЕ и первым вхо- 4з дам первого и второго элементов И, вторые входы которых соединены с прямым выходом RS -триггера включения, выходы первого и второго элементов И подключены к счетным вхо- 50 дам первого и второго счетчиков импульсов соответственно, прямой выход триггера управления соединен с третьим входом первого и первым входом третьего элементов И, выход 55

2 последнего подключен к первому входу управления записью запоминающего устройства и через первую линию задержки — к вхоцу установки нуля второго счетчика импульсов, инверсный выход триггера управления соединен с третьим входом второго и первым входом четвертого элементов И выход последнего подключен к второму входу управления записью запоминающего устройства и через вторую линию задержки — к входу установки нуля первого счетчика импульсов, первые входы пятого и шестого элементов И соединены с шинами "Старт" и "Стоп" соответственно, вторые входы этих элементов подключены к выходу кипп-реле, к счетному входу триггера управления Р -входу RS— триггера и к вхоцу третьей линии задержки, выход которой соединен с вторыми входами третьего и четвертого элементов И, выходы пя.ого и шестого элементов И соединены соответственно c R- и 5 -входами

g5-триггера включения, вход формирователя входных сигналов подключен к входной шине, а выход — -< S— входу R5 -триггера, прямой выход которого соединен с вторым входом элемента И-НЕ, выход последнего подключен к входу кипп-реле.

Известное устройство производит преобразование в цифровой код длительностей последовательности временных интервалов. Код длительности всей последовательности временных интервалов определяется суммой кодов отдельных интервалов последовательности, при этом ошибка в измерении длительности всей последовательности не превышает ошибки измерения отдельных интервалов Р7>.

Недостатком указанного преобразователя является низкая точность преобразования, обусловленная возможностью потери информации при переполнении счетчиков импульсов. Это происходит, когда длительность измеряемого интервала такова, что число т ктовых импульсов, укладывающихся в нем, превышает емкость испольэуемых счетчиков.

Цель изобретения — повышение точности преобразования.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь последо1070503 вательности временных интервалов в цифровой код, содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к первому входу элемента

H HE и к первым входам первого и второго элементов И, выходы которых 5 соединены со счетными входами первого и второго счетчиков импульсов соответственно, выход каждого разряда счетчиков импульсов подключен к соответствующему информационному входу запоминающего устройства,вторые входы первого и второго элементов И соединены с прямым выходом R5 -триггера включения, при этом шины "Старт" и "Стоп" соединены 35 соответственно с первыми входами третьего и четвертого элементов И, вторые входы которых подключены к счетному входу триггера управления и входу первой линии задержки, а выходы соединены с 5 — и Р-входами р5 -триггера включения соответственно, выход первой линии задержки подключен к первым входам пятого и шестого элементов И, второй вход пятого элемента. И соединен с прямым выходом триггера управления и третьим входом первого элемента И, второй вход шестого элемента И подключен к инверсному выходу триггера управления и третьему входу второ- ЗО

ro элемента И, выходы пятого и шестого элементов И подключены соответственно к первому и второму входам управления запоминающего устройства и через вторую и .третью линии 35 задсржки подключены -к входам установки нуля первого и второго счетчиков импульсов соответственно шина

"Вход" через первый формирователь импульсов соединена с S -âõîäîì Б — 4p триггера, прямой выход которого подключен к второму входу элемента И-HE выход которого через второй формирователь иМпульсов соединен с

Р-входом R5-триггера, введены два элемента И с запретом, расширитель импульсов, два элемента ИЛИ и до-. полнительные формирователь .импуль- . сов, элемент .И и линия задержки, причем первый и второй входы первого 50 элемента ИЛИ соединены с выходами переполнения первого и второго счетчиков импульсов соответственно, а выход первого элемента ИЛИ через дополнительный формирователь импульсов подключен к прямому входу пер55 вого элемента И с запретом и входом расширителя импульсов, выход которо.-.о подключен к инверсному входу второго элемента И с запретом и к первому входу дополнительного эле- 60 мента И, прямой вход второго .элемента И с запретом соединен с выходом второго формирователя импульсов и с вторым входом дополнительного элемента И, а выход подключен к пер-65 вому входу второго элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом триггера управления, второй вход через дополнительную линию задержки подключен к выходу дополнительного элемента И, а третий вход соединен с выходом первого элемента

И с запретом, инверсный вход которого подключен к выходу генератора тактовыс импульсбв.

На фиг. 1 представлена блок-схема преобразователя последовательности временных интервалов в цифровой код; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие его работу.

Преобразователь содержит генератор 1 тактовых импульсов 1фиг. 1i, выход которого соединен с первыми входами первого 2 и второго 3 элементов И и с первым входом элемента

И-НЕ 4, а также с инверсным входом первого элемента И с запретом 5,Выходы первого 2 и второго 3 элементов И подключены к счетным входам первого б и второго 7 счетчиков импульсов соответственно, выход каждого разряда которых соединен с соответствукщим информационным входом запоминающего устройства 8.

Третьи входы первого 2 и второго 3 элементов И подключены к прямому и инверсному выходам триггера 9 управления соответственно. Вторые входы первого 2 и второго 3 элементов

И соединены с прямым выходом Rs-триг гера 10 включения. 5 — и R -входы которого соединены соответственно с выходами третьего 11 и четвертого

12 элементов И. Первые входы третьего 11 и четвертого 12 элементов И соединены соответственно с шинами

"Старт" и "Стоп", а вторые входы— со счетным входом триггера 9 управления, выходом второго элемента ИЛИ

13 и входом первой линии 14 задержки, выход которой подключены к первым входам пятого 15 и шестого 16 элементов И, вторые входы которых соединены с прямым и инверсным выходами триггера 9 управления соответ-. ственно. Выходы пятого 15 и шестого

16 элементов И подключены соответственно к первому и второму входам управления записью запоминающего устройства 8 и через вторую 17 и третью 18 линии задержки — к входам установки нуля первого 6 и второго

7 счетчиков импульсов. Шина "Вход" подключена через первый формирователь

19 импульсов к входу5-85-триггера

20, прямой выход которого соединен с вторым входом элемента И-НЕ 4, выход которого через второй формирователь 21 импульсов соединен с вторым входом дополнительного элемента

И 22, с прямым входом второго элемента И с запретом 23 и с входом

R5-триггера 20. Инверсный вход вто1070503 тупает на счетный вход триггера

9 управления, изменяя его состояние на противоположное (фиг. 2м, н ).

Одновременно этот импульс, пройдя через третий элемент И 11, переводит RS-триггер 10 включения в единичное состояние (фиг. 2 á). В результате, на второй и третий входы первого элемента И 2 подаются раз решающие потенциалы, а на третий вход второго элемента И 3 — запрещающий потенциал. Поэтому тактовые импульсы, (фиг. 2а) пройдя через первый элемент И 2 (фиг. 2 и), поступают на счетный вход первого счетчика б импульсов. В устройстве используются счетчики накапливающего типа с числом внутренних состояний, равным )а . При установке всех разрядов счетчика в ециничное состояние на выходе переполнения счетчика формируется единичный импульс, указывающий на заполнение счетчика.

Предположим, что в процессе измерения первого интервала на счетчик б импульсов поступило . импульсов (а; < о- -1 ). С приходом второго входного импульса Ю -триггер

20 снова переводится в единичное состояние (фиг. 2д ). Тактовым импульсом, прошедшим через открытый элемент И-НЕ 4, запускается формирователь 21 импульсов (фиг. 2ж ). Импульс, снимаемый с выхода формирователя 21 импульсов, устанавливает триггер 20 в исходное состояние и, пройдя через второй элемент И с запретом 23 (фиг. 2к ).и второй элемент ИЛИ 13 (фиг. 2л);.изменяет состояние триггера 9 управления (фиг. 2м, н ). В результате, на второй вход шестого элемента И 16 и на второй и третий входы второго элемента И 3 (фиг. 2р ) подаются разрешающие потенциалы, а на второй вход пятого элемента И 15 и третий вход первого элемента И 2 — запрещающие потенциалы. Поэтому на втором интервале подсчет будет осуществляться счетчиком 7 импульсов. Импульс с выхода второго элемента ИЛИ 13 (фиг. 2л ), задержанный первой линией 14 задержки, на время, доста= точное для окончания переходного процесса в триггере 9 управления, осуществляет после прохождения шестого элемента И 16 перезапись показаний счетчика 6 импульсов в запоминающее устройство 8 и дополнительно задержанный третьей линией

18 задержки на время, достаточное для перезаписи показаний счетчика в запоминающее устройство 8, обнуляет счетчик б импульсов.

Предположим, что число тактовых импульсов, укладывающихся на втором измеряемом интервале, превышает

30 рого элемента И с запретом 23 подклю ген к первому входу дополнительного элемента И 22 и к выходу расширителя 24 импульсов, а выход соединен. с первым входом второго элемента ИЛИ

13, второй вход которого через дополнительную линию 25. задержки подключен к выходу дополнительного элемента И 22га третий вход соединен с выходом первого элемента И с запретом 5.Первый и второй входы первого элемента ИЛИ 26 подключены к, выходам переполнения первого б и второго 7 счетчиков импульсов соответственно, а выход через дополнительный формирователь 27 импульсов соединен с входом расширителя

24 импульсов и с прямым входом первого элемента И с запретом 5.

Устройство работает следующим образом. 20

В исходном состоянии (до начала счета) на прямых выходах RS-триггера 10 включения и РВ -триггера 20 устанавливаются нулевые потенциалы, счетчики 6 и 7 импульсов обнулены, 25 для чего перед началом измерений внешним сигналом .производится обнуление счетчиков б и 7 импульсов, RS-триггера 10 включения и Р5-триггера 20 (внешние цепи обнуления счетчиков на чертеже не показаны ).

Изменение начинается при поступлении импульса на шину "Старт" (фиг. 2б ). Первый пришедший после этого входной импульс (фиг. 2в ), 35 нормализованный формирователем 19 импульсов в прямоугольный импульс заданной длительности и амплитуды (фиг. 2г ), устанавливает RS -триггер 20 в единичное состояние 40 (фиг. 2д ), в результате чего на один из входов элемента И-НЕ 4 подается разрешающий потенциал.

Задним фронтом первого тактового импульса (фиг..2а ),прошедшего через элемент И-НЕ 4 (фиг. 2е ), запускается формирователь 21 импульсов (фиг. 2ж J, выраб атывающий на выходе прямоугольный импульс заданной длительности. Этот импульс переводит RS -триггер 20 в исходное состояние. Нулевыми потенциалами, формируемыми иа выходах расширителя 24 импульсов -(фиг. 2з) и дополнительного формирователя 27 импульсов (фиг. 2и ) в начальный мо- 55 мент времени, закрываются дополнительный элемент И 22 (фиг. 2у) и первый элемент И с запретом 5 (фиг.

2т ), а второй элемент И с запретом

23 открывается по инверсному входу. 60

Поэтому импульс, сформированный формирователем 21 импульсов (фиг. 2ж) проходит через второй элемент И с запретом 23 (фиг. 2к) и через второй элемент ИЛИ 13 (фиг. 2л ) пос1070503

30 емкость второго счетчика 7 импульсов.

Тогда, после заполнения счетчика < на его выходе переполнения появляется единичный импульс, который, пройдя через первый элемент ИЛИ 26 (фиг. 2с ), запускает дополнитель- 5 ный формирователь 27 импульсов, вырабатывающий импульс длительностью

Если переполнение счетчика проиеходит одновременно с приходом очередного входного импульса, то импульс с выхода формирователя импульсов 21 (фиг..2ж) проходит через дополнительный элемент И 22, и за- .40 держанный на период следования тактовых импульсов дополнительной линией 25 задержки поступает через второй элемент ИЛИ 13 на счетный вход триггера 9 управления. При этом 45 в работающем счетчике (в данном случае это первый. счетчик 6 импульсов ) регистрируется только один импульс.

Тем самым исключается неоднознач-ность счета в случае совпадения моментов окончания измеряемого интервала и переполнения счетчика. Далее процесс преобразования протекает аналогично. Количество записей, произведенных в запоминакхцее устройство при . работе без переполнения счетчиков, определяется числом измеряемых интервалов. В случае переполнения счетчиков соответствующий интервал разбивается на подынтервалы, количество которых зависит от длительности интервала, частоты следования тактовых импульсов и максимального числа внутренних состояний используемых счетчиков. При считывании информации из запоминающего устройства признаком разбиения интервала на подынтервалы служит снятие кода, состоящего только из единиц. Поступление за одной,из таких записей .иного кода означает, что измерения интервала заканчиваются, а данный подынтервал. является последним. 7яительность всего интервала в этом случае равна сумме длительностей всех его подынтервалов.

Процесс преобразования заканчивается при поступлении на устройст- . во сигнала "Стоп" (фиг. 2ф ),после прихода которого очередной входной импульс или импульс переполнения с выхода второго элемента ИЛИ 1 3 проходит через четвертый элемент И

12 и переводит й5 -триггер 10 включения в нулевое состояние (фиг.2о ), тем самым закрывая первый 2 и второй 3 элементы И.

Таким образом, в предлагаемом устройстве, осуществляющем преобразование в цифровую форму последовательности временных интервалов, исключена возможность потери информации при переполнении счетчиков и тем самым повыаена точность преобразования по сравнению с известными устройствами.

1070503

ВНиИПИ Заказ 11б79/44 1ираж 408 Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

ФРХ. f а гти Тгтр

КЬ аХп и в и алз л- —

Cmapin

6 8ru г Вых 19 д йи2 е дмх4 ж Ы21

Рыхл ц алых 27

K ВМХ23

ВммО

ЮР

" дыхЗ

Ng8epc

g ЮМОРА и Й/х2

Йх5

С ВыхЖ щ Й/х5

У ВЫХ22

dvi.2