Нониусный преобразователь кода во временной интервал

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано , например, для связи вычислительных машин с объектами управления , моделирования радиолокационных сигналов, построения управляемых линий задержки. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет дополнительного нониусного преобразования интервала , в код. В режиме преобразования кода в интервал преобразователь обеспечивает повышенную точность формируемого опорными генератором и счетчиком временного интервала за счет нониусной интерполяции с помощью каналов , включающих нониусные счетчик и генератор импульсов и элементы управляющей логики. В режиме обратного преобразования, осуществляемого с использованием того же оборудования, реализуется преобразование временного интервала в код на основе многократной нониусной интерполяции. Окончание цикла преобразования фиксируется путем формирования сигнала готовности , по которому может считываться информация на шинах выходного кода. 3 ил. § (Л со о со

СО(ОЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А1 (S1) 4 H 03 М 1 82

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. д-1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 395778!/24-24 (22) 23.09.85 (46) 30.06.87. Бюл. 9 24 (71) Таганрогский радиотехнический институт им. В, Д. Калмыкова (72) С. Л. Сироткин, А, Н. Коньков, В. В. Клименко и Ю. А. Куликов (53) 681 . 325 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1034174, кл. Н 03 М 1/82, 1983.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1238242, кл. Н 03 М 1/82, 1985. (54) НОНИУСНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОДА

ВО ВРЕМЕННОЙ ИНТЕРВАЛ (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано, например, для связи вычислительных машин с объектами управления, моделирования радиолокационных сигналов, построения управляемых линий задержки, Целью изобретения является расширение функциональных возможностей эа счет дополнительного нониусного преобразования интервала в код. В режиме преобразования кода в интервал преобразователь обеспечивает повышенную точность формируемого опорными генератором и счетчиком временного интервала за счет нониусной интерполяции с помощью каналов, включающих нониусные счетчик и генератор импульсов и элементы управляющей логики. В режиме обратного преобразования, осуществляемого с использованием того же оборудования, реализуется преобразование временного интервала в код на основе многократной нониусной интерполяции. Окончание цикла преобразования фиксируется путем формирования сигнала готовности, по которому может считываться информация на шинах выходного кода. 3 ил.

1320903

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано, например, для связи вычислительных машин с объектами управления, моделирования радиолокационных сигналов, построения управляемых линий задержки.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет дополнительного режима нониусного преобразования интервала в код.

На фиг. 1 показана структурная электрическая схема преобразователя; на фиг. 2 — временная диаграмма работы в режиме преобразования кода в интервал; на фиг, 3 — то же, в режиме преобразования интервала в код.

Преобразователь содержит опорный генератор 1 импульсов, опорный счетчик 2 импульсов, элементы И 3-6.

D-триггер 7, триггеры 8 и 9, элементы ИЛИ 10 и 11, триггеры 12 и 13 и последовательно соединенные каналы 14 нониусной интерполяции, в каждом из которых содержатся элементы

И 15, 16 и 17, нониусный генератор

18 импульсов, D-триггеры 19, 20 и

21., формирователь 22 импульсов, нониусный счетчик 23 импульсов, элементы ИЛИ 24 и 25 и триггер 26, шины 27 и 28 режима, шину 29 "Вход интервала", шину 30 "Пуск", входную шину 31 старших разрядов, шину 32

"Готовность", шину 33 "Запись", шины 34 выходного кода, шину 35 "Выход интервала", входные шины 36 младших разрядов, Преобразователь работает следующим образом.

В режиме преобразования кода в интервал преобразователь работает аналогично известному устройству.

В этом режиме подается сигнал на шину 28 режима, устанавливающий триггер 13 режима в нулевое состояние, а также сигнал на шину 37

"Сброс", осуществляющий сброс всех счетчиков.и установки триггеров 8 и 9 в нулевое состояние, через эле.мент ИЛИ 10 — триггера 12 пуска и триггеров 26 всех блоков 14 нониусной интерполяции в нулевое состояние, а через элемент ИЛИ 25 — первого D-триггера 19 всех каналов 14 нониусной интерполяции в нулевое со стояние. Затем подачей сигнала на шину 33 "Запись" осуществляется запись кода старших разрядов с шины 31

II0

55 в опорный счетчик 2 и кода младших разрядов с шин 36 в нониусные счетчики 23 каналов 14 иониусной интер" поляции. По сигналу, подаваемому на шину 30 "Пуск", триггер 12 устанав-. ливается в единичное состояние и сигнал с его единичного выхода, пройдя открытый элемент И 5 и элемент

ИЛИ 11, запускает опорный генератор 1. Так как элемент И 4 закрыт, то нулевой сигнал с его выхода установит D-триггер 7 в нулевое состояние и поэтому элемент И 6 будет закрыт. Первый и каждый последующий импульсы с выхода генератора 1, поступая на инверсный (импульсный) вход записи D-триггера 7, задними фронтами записывают в него нулевой сигнал и подтверждают его нулевое состояние. Элементы И 3 и 6 закрыты и на суммирующий и вычитаю1ций входы опорного счетчика 2 счетные импульсы не поступают, Одновременно с сигналом "Пуск" через элемент И 5 и элемент ИЛИ 24 запускается нониусный генератор 18 первого канала 14 нониусной интерполяции, импульсы которого через открытый элемент И 15 поступают на вычитающий вход своего нониусного счетчика 23.

Предварительно в этом счетчике записан код,старшей группы младших разрядов входного кода, поэтому через время, пропорциональное этому входу, нониусный счетчик 23 первого канада 14 нониусной интерполяции обнуляется,. Его импульс ббнуления переводит триггер 26 этого канала в единичное состояние ° В этом режиме элемент И 17 закрыт и на суммирующий вход нониусного счетчика 23 первого канала 74 импульсы не посту" пают, Аналогично в этом режиме зак.— рыты элементы И 17 всех каналов 14 нониусной интерполяции и на суммирующие входы всех нониусных счетчиков

23 импульсы не поступают.

Сигнал с единичного выхода триггера 26 первого канала нониусной интерполяции поступает на вход элемента И 15 и через элемент ИЛИ 24 запускает нониусный генератор 18 второго канала 14 нониуеной интерполяции, Импульсы этого генератора 18 через открытый элемент И 15 начинают поступать на вычитающий вход своего нониусного счетчика 23- до его обнуления. Импульс обнуления счет1320903 чика 23 второго канала 14 переводит свой триггер 26 в единичное состояние. Сигнал с единичного выхода триггера 26 второго канала 14 запускает нониусный генератор 18 третьего канала.14 и т.д. до последнего N-го канала 14. В последнем канале 14 нониусной интерполяции после обнуления счетчика 23 сигнал с единичного выхода триггера 26 формирует начало выходного интервала на шине 35

"Выход интервала" и.открывает элемент И 3, Импульсы опорного генератора.! начинают поступать на вычитающий вход опорного счетчика 2 до его обнуления. Импульс обнуления опорного счетчика 2 через элемент ИЛИ 10 обнуляет триггеры. 26 всех каналов 14 нониусной интерполяции и триггер 12.

Сигналы с входов опорного генератора 1 и всех нониусных генераторов

18 снимаются и они перестают вырабатывать импульсы. Импульс обнуления опорного счетчика 2 снимает сигнал с шины 35 "Выход интервала" и образует конец формируемого временного интервала. На этом цикл преобразования кода во временной интервал заканчивается.

Применейие многократной нониусной интерполяции в данном режиме позволяет сократить время на формиро вание переднего фронта выходного интервала без снижения точности преобразования.

На фиг. 2 представлена временная диаграмма работы преобразователя в режиме преобразования кода в интервал для случая преобразования десятичного кода 2, 12 в интервале с двумя каналами нониусной интерполяции до одному десятичному разряду в каждом, где с„„, — выходной интервал; Т, — период опорного генератора 1; Т „, и Т„ - периоды нониусных генераторов 18 первого и второго каналов 14 нониусной интерполяции соответственно, В режиме преобразования временного интервала в код преобразователь работает следующим образом.

Сначала подается сигнал .с шины 27 режима на единичный вход триггера 13 и открывается элемент И 4. Затем подается сигнал на шину 37 ".Сброс", устанавливающий в нулевое состояние триггер 8, триггер 12 пуска, триггер

9 готовности, опорный счетчик 2 и в каждом канале 14 нониусной интерполяции нониусные счетчики 23, триггеры 26 и первые D-триггеры 19 °

Началом преобразования интервала

5 в код является подача сигнала в виде преобразуемого интервала на шину 29

"Вход интервала", Этот сигнал, пройдя открытый элемент И 4, устанавливает в единичное состояние триггер 8, сигнал с единичного выхода которого через элемент ИЛИ 11 запустит опорный генератор 1, Импульсы опорного генератора 1 начинают поступать на формирователи

22 импульсов всех каналов 14 нониусной интерполяции. На выходе формирователя 22 в первого канала 14 формируются импульсы с периодом Т, где

Т вЂ” период опорного генератора l а длительность этих импульсов выбирается, например, по формуле

1 ос к

К=1

7 = Т ° h где h — основание системы счисления; аЬ„ — число разрядов в К-м канале 14 нониусной интерполяции.

Например, для десятичной системы . счисления длительность импульса первого формирователя 22, =0,1Т д я второго 02 = оу01 то ° д я третье. го = 0,001 Т и т.д. до последнего канала 14, 35

По окончании первого импульса опорного генератора 1 в D-триггер 7 запишется единица,,так как у него на информационном входе единица уже

40 установлена, После установки в единичное состояние D-триггера 7 открывается элемент И 6 и импульсы опорного генератора 1, кроме первого,.начинают поступать на суммирующий вход опорного счетчика 2. Первый импульс опорного генератора 1 необходимо устранять из счета для точного соответствия интервала коду. На вычитающий вход опорного счетчика 2 в этом режиме импульсы не поступают, так как элемент И 3 закрыт. После окончания преобразуемого интервала на шине 29 "Вход интервала" на информационном входе D-триггера 7 установится ноль, который запишется в него по окончании входного интервала, элемент И 6 закроется и прекратится поступление импульсов на суммирующий вход опорного счет1 320903 чика 2. В последнем зафиксируется код, пропорциональный целому числу периодон опорного генератора 1, укладывающихся в преобразуемом интервале. По окончании преобразуемого 5 ицтервапа в перный D-триггер 19 первого канала нониусной интерполяции запишется единица, которая по" ступит с нулевого выхода третьего

D-триггера 21 первого канала 14, 1О

D-триггер 21 в начальный момент находится н нулевом состоянии, так как элемент И 16 закрыт и на его выходе нет сигнала. D-триггер 20 в каждом канале 14 в начальный момент времени находится в нулевом состоянии, элемент И 17 закрыт, поэтому импульсы формирователей 22 на суммирующие входы нониусных счетчиков 23 не поступают. По окончании 20 преобразуемого интервала D-триггер

19 первого канала 14 устанавливается в единичное состояние, на информационном входе D-триггера 20 устанавливается единица и открывается эле- 25 мент И 16 . Сигнал с единичного выхода D-триггера 19 через элемент

ИДИ 24 запускает нониусный генератор 18. Периоды нониусных генераторов выбираются, например, по форму- 30 ле —,> ос

k=4

Т„. = To(r h ).

Например, для десятичной системы

35 счисления период первого нониусного генератора 18 Т„, = 0,9 Т:, для второго TH = 0,99 Т и т.д. до последнего нониусного генератора 18.

По переднему фронту каждого импульса нониусного генератора 18 осуществляется запись информации в

D-триггер 21 только при появлении сигнала на выходе элемента И 16. В противном случае D-триггер 21 по инверсному входу сброса удерживается в нулевом состоянии, поэтому в каждом интервале 14 нониусной интерполяции в D-триггер 21 записывается единица только в том случае, если передний фронт импульса нониусного генератора 18 совпадает с импульсом, вырабатываемым формирователем 22. По заднему ФРонту пеРвого импульса нониусного генератора 18 в D-триггер

20 запишется единица и, следовательно, элемент И 17 откроется только после окончания первого импульса

HoBHycHoro генератора 18 и импульс с формирователя 22 будут суммироваться на нониусном счетчике 23 до момента совпадения импульсов формирователя 22 с передним фронтом импульсов нониусного генератора 18, В момент их совпадения в D-триггер

21 запишется единица, сигнал с его выхода снимается, D-триггер 19 ус тановится в нулевое состояние, генератор 18 прекратит генерацию импульсов, D-триггер 20 установится в нулевое состояние, элементы И 17 и

16 закроются, счетчик 23 остановится и D-триггер 21 сиона установится в нулевое состояние. Код, установившийся на нониусном счетчике 23 первого канала 14, пропорционален коду старшей группы младших разрядов входного кода, подаваемого на шину 36 данного канала 14. При переходе D-триггера 21 первого канала 14 нониусной интерполяции в единичное состояние в D-триггер 19 второго канала 14 нониусной интерполяции записынается единица, следовательно, запускается нониусный генератор 18 этого канала и, как и впервом канале 14, нониусный счетчик 23 заполняется до момента совпадения переднего фронта импульса нониусного генератора 18 с импульсом формирователя 22 этого канала 14. В счетчике 23 второго канала 14 нониусной интерполяции эафиксируется число> пропорциональное коду второй группы младших разрядов входного кода. При переходе D-триггера 21 второго канала н единичное состояние запускается нониусный генератор 18 третьего канала 14. и т.д. до последнего N-го канала, При установке D-триггера 21 последнего канала

14 в единичное состояние триггер 9 готовности переводится в единичное состояние и вырабатывается сигнал готовности, поступающий на шину 32

"Готовность". Сигнал готовности сигнализирует о том, что цикл преобразования интервала. в код закончен и можно считывать информацию с выходом всех счетчиков на шины 34 выходного кода, Таким образом, в режиме преобразования интервала в код осуществляется преобразование временного интервала на шине 29 "Вход интернала" в код с использованием многократной нониусной интерполяции.

На фиг. 3 представлена временная диаграмма преобразователя в режиме

1320903 преобразования интервала в код для случая преобразования интервала в десятичный код 2,21 при использовании двух каналов нониусной интерполяции по одному десятичному разряду в каждом, где t„ — преобразуемый временной интервал; Т вЂ” период опорного генератора 1; Т „ и Т„ — периоды нониусных генераторов 18 первого и второго каналов 14 ноничсной интерполяции; ь, н 7 — длительности импульсов, вырабатываемых формирователями 22 первого и второго каналов 14 нониусной интерполяции.

В режиме преобразования интервала в код с многократной нониусной интерполяцией (как и в первом режиме) уменьшается время преобразования без снижения точности.

Таким образом, предлагаемый преобразователь на основе многократной нониусной интерполяции осуществляет преобразование кода в интервал в одном режиме и интервала в код в другом режиме. При этом используется одно и то же основное оборудование: опорный и нониусные генераторы и опорный и нониусные счетчики, причем соотношение частот генераторов 1 и

18 выбирается одинаковым как в режиме прямого преобразования, так и в режиме обратного преобразования, формула изобретения

Нониусный преобразователь кода во временной интервал, содержащий опорный генератор импульсов, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с вычитающим входом опорного счетчика импульсов, информационный вход которого является входной шиной старших разрядов, а выход обнуления подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, второй вход которого является шиной "Сброс", а выход соединен с нулевым входом первого триггера, единичный вход которого является шиной "IIycx", и N каналов нониусной интерполяции, каждый из которых выполнен на нониусном генераторе импульсов, триггере и нониусном счетчике импульсов, информационный вход которого. является соответствующей входной шиной младших разрядов, выход обнуления соединен с единичным входом триггера соответствующего канала нониусной интерполяции, нулевые входы триггеров всех каналов нониусной интерполяции объединены и подключены к выходу первого элемента ИЛИ, входы записи нониусных счет5 чиков импульсов всех каналов нониусной интерполяции объединены с входом записи опорного счетчика импульсов и являются шиной Запись", а выход триггера последнего канала нониусной интерполяции является шиной

"Выход интервала" и подключен к второму входу первого элемента И, о т— л и чающий с, я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет дополнительной функции нониусного преобразования временного интервала в код, в него введен второй, третий и четвертый триггеры, D-триггер, второй элемент

20 ИЛИ, второй, третий и четвертый элементы И, а в каждый канал нониусной интерполяции введены три D-триггера, три элемента И, два элемента ИЛИ и формирователь импульсов, вход которого объединен с входами формирователей импульсов всех остальных каналов нониусной интерполяции, инверсным входом записи D-триггера и первым входом четвертого элемента И и подЗ0 ключен к выходу опорного генератора импульсов, вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом третьего триггера, а второй вход

35 объединен с первыми входами первых элементов И и ИЛИ первого канала нониусной интерполяции и подключен к выходу третьего элемента И, первый вход которого соединен с выходом пер40 вого триггера, а второй вход подключен к нулевому выходу второго триггера, единичный и нулевой входы которого являются соответственно первой и второй шинами режима, а еди45 ничный выход соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого является шиной "Вход интервала", а выход подключен к единичному входу третьего триггера, нулевой

50 вход которого объединен с входом сброса опорного счетчика, нулевым входом четвертого триггера, входами сброса нониусных счетчиков и первыми входами вторых элементов ИЛИ всех каналов нониусной интерполяции и является шиной "Сброс", при этом информационные выходы опорного счетчика импульсов и ноннусных счетчиков им- . пульсов всех каналов нониусной ин13209 терполяции являются соответствующими шинами выходного кода, выход четвертого триггера является шиной "Готовность, а инверсный единичный вход четвертого триггера подключен к выходу третьего D-триггера последнего канала нониусной интерполяции, суммирующий вход опорного счетчика импульсов соединен с выходом четвертого элемента И, второй вход которо- 10 го соединен с выходом D-триггера, информационный вход и вход сброса которого объединены с инверсным входом записи первого D-триггера первого канала нониусной интерполяции и подключен к выходу второго элемента И, причем первые входы первых элементов И и ИЛИ каждого, кроме первого канала нониусной интерполяции объединены и подключены к выходу 20 триггера соответствующего предшествующего канала нониусной интерполяции, информационный вход первого D-триггера каждого канала нониусной интерполяЦии объединен с вторым входом второго элемента ИЛИ соответствующего канала нониусной интерполяции, инверсным входом записи первого Dтриггера последующего канала нониусной интерполяции и подключен к выходу З0 соответствующего третьего D-триггера, вход записи которого объединен с инверсным входом зациси соответствую03 10 щего второго D-триггера н вторым входом соответствующего первого элемента И и подключен к выходу соответствующего нониусного генератора импульсов, вход которого соединен с выходом соответствующего первого элемента ИЛИ, второй вход которого объединен с информационным входом и входом сброса. соответствующего второго

D-триггера, первым входом соответствующего второго элемента И и подключен к выходу соответствующего первого D-триггера, информационный вход и вход сброса третьего D-триггера каждого канала нониусной интерполяции обьединены и подключены к выходу соответствующего второго элемента И, второй вход которого объединен с первым входом соответствующего третьего элемента И и подключен к выходу соответствующего формирователя имлуль" сов, выход второго элемента ИЛИ каждого канала нониусной интерполяции соединен с входом сброса соответствующего первого D-триггера, второй вход третьего элемента И каждого канала нониусной интерполяции соединен с выходом соответствующего вто- . рого D-триггера, а выход — с суммирующим входом соответствующего нониусного счетчика импульсов, вычитающий вход которого соединен с выходом состветствующего первого элемента И.

1320903

1320903

8-д имератор 18

Е &р у

Юо лю бико инаер3апе Я

Составитель В. Войтов

Редактор M. Петрова Техред В.Кадар Корректор Г, Решетник

Заказ 2667/56 Тираж 901

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г ° Ужгород, ул. Проектная, 4