Преобразователь длительность-код

 

Изобретение относится к электронике и предназначено для использования в устройствах измерения временных интервалов. Техническим результатом является повышение разрешения преобразования. Устройство содержит двоичный счетчик, информационный триггер. 2 ил.

Изобретение относится к электронике и предназначено для использования в устройствах измерения временных интервалов.

В устройствах измерения широко применяются преобразователи величин, представленных в непрерывной или аналоговой форме в код, например, см. Словарь радиолюбителя/ Под ред. Л.П. Крайзмера. Изд. 4-е, перераб. - Л.: Энергия, 1972, стр. 380, 381, которые могут выполнять измерение интервалов времени после приведения их к виду электрического сигнала, в частности напряжения на конденсаторе, заряжаемом постоянным током в течение преобразуемого времени. Такие устройства обеспечивают высокую достоверность преобразования только в случае использования прецизионных аналоговых элементов, что существенно их усложняет и, поэтому, является недостатком.

Этого недостатка лишен преобразователь длительность - код, вариант которого описан, например, в книге Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники: В 3-х томах: Т. 3. Пер. с англ. - 4-е изд. перераб. и доп. - М.: Мир, 1993, стр. 296, рис.15. 31. Это устройство по технической сущности наиболее близко патентуемому изобретению.

Наиболее близкий аналог содержит двоичный счетчик, тактовый вход прямого счета которого подключен к тактовому входу устройства, вход разрешения счета соединен со входом сигнала преобразуемой длительности, а выходы счетчика являются выходами соответствующих разрядов кода.

Устройство - аналог работает следующим образом.

Оно выполняет преобразование времени присутствия высокого логического уровня напряжения на входе преобразуемой длительности. Высокий уровень с этого входа, поступая на вход разрешения счета счетчика, позволяет ему увеличивать свое состояние на единицу при каждом переключении вверх уровня тактового сигнала. Таким образом, если до появления измеряемого импульса счетчик был обнулен, его состояние после окончания импульса будет соответствовать цифровому выражению длительности в единицах, определяемых периодом тактовых импульсов.

Недостатком устройства - аналога является низкое разрешение преобразования.

Задачей изобретения является достижение технического результата, заключающегося в повышении разрешения преобразования вдвое. Поставленная задача решается в преобразователе длительность-код, содержащем двоичный счетчик, тактовый вход прямого счета которого подключен к тактовому входу устройства, вход разрешения счета соединен со входом сигнала преобразуемой длительности, а выходы счетчика являются выходами разрядов кода, введением информационного триггера, вход разрешения записи которого подключен ко входу сигнала преобразуемой длительности, а информационный вход соединен с тактовым входом устройства, инверсный выход информационного триггера и выходы счетчика соответственно являются выходами младшего разряда и старших разрядов кода.

Указанное выполнение преобразователя длительность - код позволяет определять длительность измеряемого импульса с разрешением, соответствующим половине периода тактовых импульсов.

Отличительным признаком изобретения является то, что в устройство введен информационный триггер, предназначенный для определения младшего разряда кода длительности.

Проведенные патентные исследования подтвердили новизну изобретения, а также показали, что в литературе отсутствуют данные, указывающие на влияние отличий патентуемого изобретения на достижение технического результата. Поэтому следует считать, что патентуемое изобретение соответствует критериям новизны и изобретательского уровня.

Изобретение поясняется чертежами, на которых изображены функциональная электрическая схема устройства (фиг.1) и временная диаграмма входных и выходных сигналов (фиг.2).

Преобразователь длительность-код содержит информационный триггер 1, инверсный выход которого является выходом Q₀ младшего разряда кода, и двоичный счетчик 2, выходы которого являются выходами Q₁-Q_n старших разрядов кода. Вход Е разрешения записи информационного триггера 1 и вход С разрешения счета двоичного счетчика 2 подключены ко входу сигнала преобразуемой длительности, а информационный вход D триггера 1 и тактовый вход +1 прямого счета двоичного счетчика 2 соединены с тактовым входом устройства.

Устройство работает следующим образом.

Высокий уровень сигнала преобразуемой длительности, поступая на вход С разрешения счета двоичного счетчика 2, позволяет счетчику 2 увеличивать свое состояние на единицу при каждом следующем после повышения уровня на входе С переключении вверх уровня тактового сигнала на входе +1 прямого счета. Если до появления измеряемого импульса счетчик 2 был обнулен, его состояние после окончания импульса будет соответствовать цифровому выражению длительности в единицах, определяемых периодом тактовых импульсов. Состояние счетчика 2 определяет уровни на выходах Q₁-Q_n старших разрядов кода.

В присутствии высокого уровня на вход Е разрешения записи информационный триггер 1 отслеживает уровень сигнала на входе тактовых импульсов. Если измеряемый импульс заканчивается во время высокого уровня на входе тактовых импульсов, информационный триггер 1 фиксирует на выходе Q_О низкий уровень и наоборот, если во время спада уровня на входе Е уровень тактового сигнала оказался низким. Это определяет вес младшего разряда кода на выходе Q_О равным половине периода тактовых импульсов. Очевидно, что наибольшая точность работы устройства достигается при равенстве длительностей интервалов высокого и низкого уровней тактового сигнала и совпадении фронтов измеряемых и тактовых импульсов.

Таким образом разрешение выполняемого устройством преобразования длительности в код составляет половину периода следования тактовых импульсов.

Формула изобретения

Преобразователь длительность - код, содержащий двоичный счетчик, тактовый вход прямого счета которого подключен к тактовому входу устройства, вход разрешения счета соединен со входом сигнала преобразуемой длительности, а выходы счетчика являются выходами разрядов кода, отличающийся тем, что в него введен информационный триггер, вход разрешения записи которого подключен ко входу сигнала преобразуемой длительности, а информационный вход соединен с тактовым входом устройства, инверсный выход информационного триггера и выходы счетчика соответственно являются выходами младшего разряда и старших разрядов кода.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2