Времяимпульсный преобразователь

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sO 4 С 04 F 10/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

f ha 4/

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (61) 1308979 (21) 4123390/24-24 (22) 24.09,86. (46) 30.06.88. Бюл. N 24 (71) Винйицкий политехнический институт (72) И.В.Троцишин (53) 681.317.77(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1308979, кл. С 04 F 10/04, 1986.

„„Я0„„1406560 д 2 (54) ВРЕМЯИИПУЛЬСНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, (57) Изобретение относится к автоматике и цифровой измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности путем уменьшения по крайней мере в два раза погрешности дискретности за счет введения элемента задержки, осуществляющего соответствующую задержку сигнала входного временного интервала в объединенных втором и четвертом каналах относительно объединенных первого и четвертого каналов. 1 ил.

1406560

Изобретение относится к автоматике и цифровой измерительной технике, может найти применение в устройствах„ использующих времяимпульсное преобразование, и является усовершенствованием известного устройства по авт. св. Р 1308979.

Целью изобретения является повышение точности. 10

На чертеже приведена функциональная схема времяимпульсного преобразователя.

Устройство содержит генератор 1 квантующих импульсов, парафазные 15 выходы которого подключены соответ-ственно к С-входам триггеров 2, 3 и 4, 5, выходы триггеров 3, 5 подключены через элемент ИСКЛ10ЧАК61ЕЕ

ИЛИ 6 к счетному входу счетчика 7, а JK-входы каждого из них подключены соответственно к выходам элементов 2И-ИЛИ 8, 9, элементы ИСКЛЮЧА10ЩЕЕ ИЛИ 10„ 11, элемент 12 задержки, входную шину 13 и выходные ши- 25 ны 14.

Устройство работает следующим . образом.

Канальные импульсы, длительность которых пропорциональна преобразуемым временным интервалам, поступают на входы двух идентичных двухканальных преобразователей. Отличие между ними заключается лишь в том, что квантование в них производится парафаэными фронтами квантующей последовательности квантующих импульсов типа меандр.

Рассмотрим вначале работу элементов 1, 2, 3, 8, 10 при поступлении на входы импульсов временных интервалов. Возможны 3 случая.

1. На обоих входах элемента 10—

"0", при этом на JK-входах триггеров

2 3 — "0"„ и они находятся в режиме

"Хранение" (не реагируют на синхроимпульсы генератора 1), 2. На одном из входов — "1", а на другом — "0" (преобразуется лишь один временной интервал). При этом на .Ж-входах триггера 2 — "1" и он переходит в режим "Счет". Элемент 2И-ИЛИ

8 нри таком сочетании сигналов на входах подключает выход триггера 2 к JK-входам триггера 3, образуя двух-, разрядный синхронный счетчик, который подсчитывает количество тактовых фронтов квантующих импульсов с выхода генератора 1, укладываюшихся в преобразуемом временном интервале .

3. Присутствуют оба временных интервала, т.е. на входах элемента 10—

" 1". При этом триггер 2 блокируется (на JK-входах — "О"), à íà JK-входах триггера 3 — "1" (на третьем и четвертом входах элемента 8 — две а первый и второй входы блокированы "0" с выхода элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 10„ т.е. на выходе элемента 2И-ИЛИ 8 — " 1"). и он переходит в режим "Счет", представляя собой синхронный счетчик считывающий с удвоенным весом кванта (каждое переключение триггера 3 указывает на попадание фронта квантующего импульса в два перекрывающихся временных интервала на входах элемента 10).

Аналогично работает вторая часть схемы, содержащая элементы 1, 4, 5, 9., 11.

Объединение работы обеих частей осуществляется за счет квантования парафазными фронтами (ГКИ-1 имеет парафазные выходы), временных интервалов на входах элементов 10, 11 с последующим их объединением с помощью элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6.

Работу схемы объединения рассмотрим при наиболее сложном случае присутствия (перекрытия) всех четырех канальных сигналов. При этом триггеры 3, 5 считают с удвоенным весом кванта, но переключаются от противофазных фронтов (триггер 3— заднего, а триггер 5 — переднего) одной квантующей последовательности импульсов типа меандр, работая как делители на два. На выходе каждого из триггеров 3, 5 имеем последовательности импульсов, следующих со сдвигом 90 (270 ) в зависимости от .исходного состояния тригнеров 3, 5 вследствие противофазной работы синхронных делителей на два. При этом в принятой системе обозначений рабочим (счетным) является отрицательный фронт импульсов на выходе триггеров 3, 5, которые следуют с периодом 2 Тк» гДе Т „8 период следования квантующих импульсов. После сложения по модулю два на элементе ИСКЛЮЧАКЩЕЕ ИЛИ 6 на его выходе получим последовательность импульсов с периодом Т (за счет умножения частоты), при котором

1406560 на Т на счетчик 7 проходит один счетный фронт с весом четыре кванта (т.е. присутствуют четыре временных ,интервала во время квантующих фронтов). При любом другом сочетании входных сигналов (возможно еще 15 вариантов) устройство работает аналогичным образом (только сигнал на входе счетчика будет квазнпериодическим, так, 2 временных ингервала дают импульсы с периодом следования—

Ткв ° 3 и 3/4 Ткь 1 и 1/4 Ткбэ при этом всегда наличие попадания четырех (начиная с исходного состояния) квантующих фронтов в канальные временные интервалы вызывает появление счетного импульса на входе счетчика 7. Как видно из наиболее тяжелого режима работы (присутствуют все 4 интервала), частота сигналов в схеме не превышает f = 1/Тк °

Подача одного временного интервала параллельно на все четыре канальных входа позволит достичь эквивалентной частоты квантования f <<

2fк, при этом погрешность квантования равна Тк /2 (квантование парафазными фронтами в триггерах 3, 5 и счет результата младшего разряда с выхода ИСКЛЮЧАКЩЕЕ ИЛИ 6) .

Так как в этом случае работают только вторые разряды счетчиков, то выигрыш незначителен, Подачей временного интервала на попарно включенные входы каналов непосредственно и через элемент 12 задержки с временем задержки =Т„ /4 обеспечивается квадратурный режим квантования (квантующие фронты относительно преобразуемого временного интервала расположены в квадратуре). Квантование во втором и третьем каналах осуществляется относительно временного интервала,. задержанного на Тк /4 со сдвигом .на Ткз/4, что эквивалентно квантованию времен5 ного интервала во втором канале относительно первого квантуюшим фронтом, сдвинутым на 90, а третьего канала относительно первого фронтом, а сдвинутым на 180 + 90 270

Таким образом, устройство позво,ляет выполнять времяимпульсное преоб 1 разование с погрешностью Тк /4, т.к. за период Т <з в каждом из каналов

15 присутствует один из квадратурно расположенных фронтов квантующих импульсон. Вес кванта равен Т к /4, и выход элемента ИСКПЮЧАЙЩЕЕ ИЛИ 6 может служить младшим разрядом счетчи20 ка с весом 2 (дополнительной выходной шиной) . При .:этом в качестве элемента 12 задержки можно использовать куски коаксиального кабеля, а также цепочки из и логических элементов, обеспечивающих задержку 7 = Тк /4 +

+ и TKs °

Формула изобретения

30 Времяимпульс ный преобразователь по авт. св. Ф 1308979, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повнпения точности, в него введен элемент задержки, вход которого объединен с

35 первым и вторым входами соответственно первого и третьего элементов

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и является входной шиной, при этом второй и первый вхо-, ды соответственно первого и третьего

40 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИПИ объедине- ны и подключены к выходу элемента задержки, а выход второго элемента

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ является дополнительной выходной шиной.

1406560

Составитель В . Войтов

Техред М.Дидык Корректор Н.Король

Редактор М.Циткина, Заказ 3192/43

Тираж 373

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

l)3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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