Способ времяимпульсного преобразования

 

Изобретение относится к области цифровой измерительной техники. Цельповышение точности преобразования за счет уменьшения погрешности дискретности и исключения систематической погрешности, вызываемой конечной длительностью квантующих импульсов (И) . Для ее достижения по способу времяимпульсного преобразования дополнительно квантуют преобразуемый временной интервал одноименными фронтами И квантующей последовательности и параллельно - раздельно обоими разноименны ш фронтами последовательности квантующих И, задержанной на четверть периода следования с последуюделением результатов всех четырех квантований на два. При этом последовательности И, полученные попар но парафазными фронтами, суммируют по модулю два и первую полученную последовательность И задерживают на четверть периода следования квантующих И и делят на два, вторую последовательность И тоже делят на два и подсчитывают количества одноименных счетных фронтов обоих результатов последних делений на два. При этом вес каждого из счетных фронтов результатов последнего деления на два равен двум квантам, а их одновременное появление - четьфем квантам эквивалентной частоты квантования, в четыре раза большей частоты следования квантующих И.1 ил. & (Л со о 00 со 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (511 4 С 04 F 10/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3964594/24-21 (22) 17. 10. 85 (46) 07. 05. 87. Бкл. № 17 (71) Винницкий политехнический институт (72) В.B.Ìàëèöêèé, А.П.Похилюк и И.В.Троцишин (53) 681. 317. 77 (088. 8) (56) Немудров В.Г. и др. Быстродейст, вующие БИС на переключателях тока.-N.:

Радио и связь, 1982, с. 67.

Гитис Э.И. Преобразователи информации для электронных цифровых вычислительных устройств.-M. Энергия, 1975.

Измерители времени и частоты.

Электроника, 1978, № 7, т. 51, с. 25, (54) СПОСОБ ВРЕМЯИМПУЛЬСНОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ (57) Изобретение относится к области цифровой измерительной техники. Цельповышение точности преобразования за счет уменьшения погрешности дискретности и исключения систематической погрешности, вызываемой конечной длительностью квантующих импульсов (И).

Для ее достижения по способу время. SUÄÄ 1308980 А1 импульсного преобразования дополнительно квантуют преобразуемый временной интервал одноименными фронтами И квантующей последовательности и параллельно — раздельно обоими разноименными фронтами последовательности квантующих И, задержанной на четверть периода следования с последующим делением результатов всех четырех квантований на два. При этом последовательности И, полученные попарно парафазными фронтами, суммируют по модулю два и первую полученную последовательность И задерживают на четверть периода следования квантующих И и делят на два, вторую последо- а вательность И тоже делят на два и подсчитывают количества одноименных счетных фронтов обоих результатов последних делений на два. При этом вес каждого из счетных фронтов ре-зультатов последнего деления на два равен двум квантам, а их одновремен- ьа ное появление — четырем квантам эквивалентной частоты квантования, в че.— тыре раза большей частоты следования р. квантующих И.1 ил.

1308980

Изобретение относится к цифровой измерительной технике и может найти применение в устройствах, использующих времяимпульсное преобразование.

Цель изобретения — повышение точности преобразования за счет уменьшения погрешности дискретности и исключения систематической погрешности, вызываемой конечной длительностью квантующих импульсов.

На чертеже приведена структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Устройство содержит элемент ИЛИИЛИ/НЕ 1, парафаэные выходы которого подключены к синхровходам IK-триг геров 2 и 3, выходы которых подключены к входу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ

4, к Е- и К-входам триггеров 2 и 3 подключена шина преобразуемого интервала, вход логического элемента

ИЛИ-ИЛИ/НЕ 1 подключен к выходу генератора 5 квантующих импульсов, элемент t-4 и их связи образуют двухканальный блок 6 квантования. Аналогично устроен другой блок 7 квантования, вход которого через элемент 8 задержки подключен к выходу генератора

5 квантующих импульсов и входу элемента ИЛИ-ИЛИ/НЕ 9, выход элемента

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4 блока 6 через элемент ИЛИ 10 подключен к С-входу счетного триггера 11, выход которого соединен с D-входом D-триггера 12, выход которого подключен к D-входу D-триггера 13 ипервому входу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 14, второй вход которого подключен к выходу D-триггера

13, а С-входы обоих триггеров 12 и

13 подключены к инверсному входу элемента ИЛИ-ИЛИ/НЕ 9.

Элементы 11-14 образуют блок 15 обработки, аналогично выполнен блок

16 обработки, вход которого подключен к выходу блока 7, а С-вход триггера 11 подключен параллельно входам

D-триггеров 12 и 13, выходы блоков

15 и 16 обработки подключены соответственно к первым и вторым входам элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ/НЕ 17 и И/НЕ

18, инверсные выходы которых соответственно подключены к параллельно включенным I- и .К-входам ЕК-триггера 19, элемента И 20 и первому входу элемента ИЛИ 21, второй вход которого подключен к выходу элемента И 20, второй вход которого подключен к выходу IK-триггера 19, выход элемента

ИЛИ 21 подключен к Е- и К-входам

IK-триггера 22, С-вход которого параллельно с С-входом IK-триггера 19 подключен к выходу элемента ИЛИ-ИЛИ/

5 НЕ 9, выходной шиной устройства является выход IK-триггера 22.

Сущность способа заключается в том, что с помощью квадратурнорасположенных в пределах Т„в квантующих последовательностей их положительные и отрицательные фронты осуществляют параллельное квантование (фронтом) в четырех каналах временного интервала.

При этом частота следования квантую15 щих импульсов в каждом канале Т„

Для их объединения в один счетчик в каждом из парафазно-квантуемых временных интервалов производят суммиро2D вание по модулю два (Хmod 2) результатов, предварительно деленных на два. В результате суммирования получают последовательности импульсов, фронты которых несут информацию о квантуемом временном интервале, но сдвинуты на, = (задержка w к6

Tk8 Т

l = задана при квадратуриом расщеплении и . после деления на два и Xmod2 в парафазных каналах она сохраняется).

Таким образом, после суммирования по модулю два период следования импульсов квантования Т, а сдвиг

Ткв между ними с = — — — и сосчитать их

З5 одним счетчиком при обычном объединении нельзя (время разрешения счетчика должно быть Т gzp ц, Ткв/4, т.е. нужно в четыре раза понижать частоту квантования относительно предельной

40 частоты счета) . Введение задержки

Ткв выравнивает оба парафазно4 квантуемые каналы, и фронты квантования или совпадают, или парафазны.Осуществить подсчет подобных фронтов (одним счетчиком) тоже невозможно

< ™ в (Т „в „. 6 — — -) . Поэтому перед под4 счетом одноименных счетных фронтов, несущих информацию о величине квантуемого временного интервала, осуществляют деление на два последовательностей импульсов квантования с фазным (противофазным) расположением фРонтов. После деления фронты квантующих импульсов совпадают (фазные) или сдвинутые на Т в/2 (в результате деления парафазно расположенных фронтов импульсов).

130898

20

40

3

Подсчитать импульсы такой после- довательности (одним хотя и специфическим счетчиком с временем разре- шения Т с„ = Тkz возможно. При этом счетчик должен иметь два входа, од- . новременное появление на обоих входах счетных фронтов должно приводить к переключению старшего его разряда с весом квантования четыре, в случае наличия счетных фронтов на одном из входов переключается младший разряд счетчика с весом кванта два. Отсутствие счетных фронтов не должно изменять состояние счетчика подсчета одноименных фронтов.

Таким образом, идея способа сводится к разнесению квантующих импульсов фронтов на T /4 с последующим их подсчетом в одном счетчике. При этом предельная частота Йк может достигать предельной частоты счета триггерных элементов, т. е. букв кв= 4f«сц а

Становится возможным при наличии од— ного счетчика осуществить квантование эквивалентной частотой в четыре раза выше предельной частоты счета

f,ù „используемой элементной базы.

Устройство работает следующим образом.

Временной интервал подается на параллельно включенные входы IK-триггеров 2 и 3. При подаче на IK-входы триггера логического "0" (положительная логика) триггер переходит в счетный режим и переключается синхронно 35 с отрицательным импульсом на С-входе.

Подача " 1" на IK-входы переводит триггер в режим хранения и он не реагирует на синхроимпульсы. Элементы 1 в блоках 6 и 7 обеспечивают парафазность поступления квантующих фронтов, т.е. позволяют осуществить квантование положительным и отрицательными фронтами квантующих импульсов, поступающих с генератора 5. Элемент 4 (блоков 6 и 7) осуществляет операцию суммирования по модулю два (ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ). Блоки 6 и 7 идентичны и осуществляют квантование парафазными фронтами с последующим суммированием по модулю два. Элементы 8 и 10 внос. Ткв сят задержку = ††-- (частота re4 нератора 5 fкв = — —, где 7 з—

4 время задержки логического элемента, выбрана с целью упрощения схемы). Элемент 11 (блоков 15 и 16) осуществляет деление на два. Эле0

4 менты 19-22 осуществляют подсчет одноименных отрицательных счетных фронтов. D-триггеры 12 (блоков 15 и 16) являются триггерами синхронизации, которые привязывают фронты импульсов квантования на выходах делителей

11 блоков 15 и 16 к положительному фронту синхроимпульсов, подаваемых с генератора 5 через согласующий элемент 9, устраняя тем самым воз— можный их разброс на Т„ /2. На их выходе частота импульсов квантования кратна Ткв, а фронты совпадают (в фазе или в противофазе). Элементы 13 и 14 блоков 15 и 16 являются элементами памяти с задержкой на такт.

Идея работы этой части схемы заключается в следующем: если происходит переход (положительный или отрицательный) в одной иэ последовательностей импульсов квантования на выходах триггеров 11 блоков 15 и 16 в синхронный параллельный счетчик 19, 22 с элементами 20 и 21 управления прибавляется единица, если происходят два перехода в обеих последовательностях, то в синхронный счетчик

19, 22 прибавляется двойка (единица во второй разряд). С учетом деления триггером 11 их вес соответственно два и четыре кванта эквивалентной частоты квантования 3К8 „в = 4йкв . Если переходоВ не происходит, синхронный счетчик сохраняет свое состояние неизменным.

Анализируя по диаграммам Вейча все возможные состояния триггеров

12 и 13 блоков 15 и 16 путем минимизации, получают,что одному переходу в одной из последовательностей импульсов квантования соответствует "1" на выходе элемента 14 блоков 15 и 16 и элемента 17, а двум одновременным переходам — " 1" на выходе элемента

18.

Последовательности импульсов квантования с выходов элементов 17 и 18 с помощью элементов 20 и 21 осуществляют управление синхронным счетчиком 19-22, который переключается по отрицательным фронтам синхроимпульсов на С-входе.

Счетчик 19-22 работает следующим образом. Если переход квантующей последовательности один, то триггер

19 в счетном режиме последовательно с триггером 22 образует синхронный счетчик. Перенос осуществляется че5 130898 рез элементы 20 и 21. При одновременном переходе обоих квантующих последовательностей с выхода триггера

19 блокируется (ТК = " 1"), второй триггер 22 (второй разряд) считает с удвоенным весом, если переходов нет, оба триггера 19 и 22 заблокированы (ХК вЂ” "1").

В зависимости от задержек элементов в блоках 6, 7, 15 и 16 тактовые 10 фронты могут подбираться положительными или отрицательными. Подбором

1 задержек обеспечивают Г

1 "> 15

0 "25 МГц, г ° «экв 4.125= йс

= 500 ИГц. Максимальное быстродействие устройства достигается при форме квантующих импульсов близких к меандру и симметрии задержек в каналах. 20

Формула изобретения

Способ времяимпульсного преобразования, заключающийся в квантовании преобразуемого временного интервала одним из одноименных фронтов импульсов квантующей последовательности с последующим подсчетом результата квантования, отличающийся З0 тем, что, с целью повышения точности

0 6 преобразования, преобразуемый временной интервал дополнительно квантуют другими одноименными фронтами импульсов квантуюшей последовательности, причем параллельно квантуют его раздельно обоими разноименными фронтами задержанной на четверть периода следования последовательности квантующих импульсов с последующим делением результатов всех четырех квантований на два, при этом последовательности импульсов, полученные при квантовании попарно парафазными фронтами, объединяют, суммируя по модулю два, первую из полученных таким образом последовательностей импульсов задерживают на четверть периода следования квантующих импульсов и делять на два, вторую из полученных при суммировании по модулю два последовательностей также делят на два и производят подсчет количества одноименных счетных фронтов обоих результатов последних делений на два, при этом вес каждого из счетных фронтов результатов последнего деления на два равен двум квантам, а их одновременное появление — четырем квантам эквивалентной частоты квантования, в четыре раза большей частоты следования квантующих импульсов.

Составитель Л. Плетнева

Редактор М.Бланар Техред А.Кравчук Корректор Е.Рошко

Заказ 1796/39 Тираж 37 1 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4