Способ повышения быстродействия рециркуляционно-нониусных пвк



Способ повышения быстродействия рециркуляционно-нониусных пвк
Способ повышения быстродействия рециркуляционно-нониусных пвк

 


Владельцы патента RU 2480804:

Абрамов Юрий Геннадьевич (RU)

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в устройствах, в которых необходимо преобразование в цифровой код одиночных коротких временных интервалов, в диапазоне длительностей от несколько единиц наносекунд до несколько сотен наносекунд, с дискретностью преобразования менее одной наносекунды, например в системах радиолокации и радионавигации, лазерной дальнометрии. Изобретение направлено на повышение быстродействия преобразования, что обеспечивается за счет того, что способ повышения быстродействия рециркуляционно-нониусных ПВК основан на рециркуляции исходных калиброванных старт- и стоп-импульсов, представляющих начало и конец преобразуемого временного интервала, в соответствующих им старт- и стоп-рециркуляторах и подсчете числа рециркуляции стоп-импульса ncn в первом и ncn* во втором вариантах со времени его ввода в стоп-рециркулятор и до времени совпадения рециркулирующих старт- и стоп-импульсов, а периоды рециркуляции Tcm и Tcn соответственно старт- и стоп-импульсов выбирают из условия Tcm=Tcn в первом и Тстсп=mτ во втором вариантах, каждый из рециркулирующих старт-импульсов подвергают m-канальной калиброванной временной задержке с дискретностью задержки между каналами, равной дискретности преобразования τ, получают расширенный на величину калиброванной длительности mτ старт-импульса и одновременно осуществляет m-канальную фиксацию совпадений рециркулирующих и расширенных в каждой из рециркуляций на величину калиброванной длительности mτ старт-импульсов с рециркулирующим стоп-импульсом, определяют номер η (область изменения η∈[1; m]) первого из зафиксированных совпадений и выполняют арифметическо-логическое вычисление цифрового результата преобразования N=ncn×m+η+ρ в первом и N=2n*cn×m+η+ρ во втором вариантах, где ρ - цифровое значение длительности исходного калиброванного по длительности старт-импульса, определяют в процессе настройки. 2 ил.

 

Изобретение относится к цифровой измерительной технике и может быть использовано в устройствах, в которых необходимо преобразование в цифровой код одиночных коротких временных интервалов, в диапазоне длительностей от несколько единиц наносекунд до несколько сотен наносекунд, с дискретностью преобразования менее одной наносекунды, например, в системах радиолокации и радионавигации, лазерной дальнометрии.

Известен способ преобразования длительности коротких временных интервалов (ВИ), заданных старт-стоп-импульсами, в котором старт-импульс подвергают многократному временному сдвигу с дискретностью τ, равной дискретности преобразования, а затем осуществляют фиксацию совпадения сдвинутых по времени старт-импульса со стоп-импульсом, и по количеству зафиксированных совпадении определяют цифровой результат преобразования [1].

Недостаток известного способа заключается в большом объеме аппаратурных затрат, значительно возрастающих при повышении точности преобразования или увеличении временного диапазона преобразуемых ВИ.

Известен способ-прототип преобразования длительности одиночных коротких ВИ, основанный на рециркуляции исходных калиброванных по длительности старт- и стоп-импульсов, представляющих начало и конец преобразованного временного интервала, в соответствующих им старт- и стоп-рециркуляторах и подсчете числа рециркуляции ncn стоп-импульса со временем его ввода в стоп-рециркулятор и до времени совпадения рециркулирующих старт- и стоп-импульсов [2].

Недостатком способа - прототипа является низкое быстродействие преобразования. Цель предлагаемого способа состоит в повышении быстродействия рециркуляционно-нониусных ПВК (преобразователей время - код).

Поставленная цель достигается тем, что периоды рециркуляции Tcm и Tcn соответственно старт- и стоп-импульсов выбирают из уровня Tcm=Tcn, каждый из рециркулирующих старт-импульсов подвергают m-канальный калиброванной временной задержке с дискретностью задержки между каналами, равной дискретности преобразования τ, получают расширенный на величину калиброванной длительности mτ старт-импульс и одновременно осуществляет m-канальную фиксацию совпадений рециркулирующего и расширенного в каждой из рециркуляции на величину калиброванной длительности mτ старт-импульса с рециркулирующим стоп-импульсом, определяют номер η (область изменения η∈[1; m]) первого из зафиксированных совпадений и выполняют арифметическо-логическое вычисление цифрового результата преобразования N=ncn×m+η+ρ, где ρ - цифровое значение длительности исходного калиброванного по длительности старт-импульса, определяют в процессе настройки.

Сущность предлагаемого способа повышения быстродействия рециркуляционно-нониусных ПВК заключается в следующем.

Старт-импульс исходной калиброванной длительности tcm, соответствующий началу преобразуемого ВИ длительностью tx, вводят в старт-рециркулятор с периодом рециркуляции Tcm, где подвергают m- канальной калиброванной временной задержке (фиг.1, б÷г), причем m>1 - целое число, с дискретностью задержки между каналами, равной дискретности преобразования τ (фиг.1, а÷г), первая рециркуляция). Затем расширяют на величину калиброванной длительности mτ (фиг.1, д, первая рециркуляция) и через время Tcm начинают вторую рециркуляцию (фиг.1, а, вторая рециркуляция). В ходе второй рециркуляции старт - импульс также расширяют на величину mτ (фиг.1, д, вторая рециркуляция) и через время Tcm, начинают третью рециркуляцию. Таким образом в стоп - рециркуляторе за ncm рециркуляции вырабатывается импульсная последовательность (фиг.1, д)

Стоп-импульс исходной калиброванной длительности tcn соответствующий концу преобразуемого ВИ длительностью tx, вводят в стоп-рециркулятор с периодом рециркуляции Tcn=Tcm (фиг.1, е, первая рециркуляция), где за

рециркуляции вырабатывается импульсная последовательность (фиг.1, е)

То есть рециркуляцию старт-импульса исходной калиброванной длительности tcm осуществляют с монотонно-убывающей скважностью путем его последовательного расширения в каждой из рециркуляции на величину mτ, а рециркуляцию стоп-импульса исходной калиброванной длительности tcn с постоянной скважностью.

Осуществляя подсчет числа рециркуляции ncn стоп-импульса со времени его ввода в стоп-рециркулятор и до времени совпадения tc рециркулирующих старт- и стоп-импульсов, то есть выполняя равенство fcn(t)=fcm(t) (фиг.1, д÷ж) и одновременно m - совпадений (фиг.1, б÷г, е) производят арифметическо-логическое вычисление цифрового результата преобразования N=ncnm+η+ρ (где ρ - цифровое значение длительности исходного калиброванного по длительности старт-импульс определяют в процессе настройки). Функция преобразования предлагаемого способа имеет вид

tx=(ncn×m+η+ρ)×τ,

а время преобразования (фиг.1, ж)

(фиг.1, е), в то время как в случае способа-прототипа время преобразования

Из сравнения выражения (4) и (5) следует, что время преобразования в предлагаемом способе уменьшается в m раз. Таким образом, цель предлагаемого преобразования повышения быстродействия достигнута.

С целью дальнейшего повышения быстродействия период рециркуляции старт- и стоп-импульсов выбирают из условия

Tcm-Tcn=mτ

Тогда выражения (1) и (3) принимают соответственно вид

, a

(см. фиг.1, з)

Обеспечивая подсчет числа рециркуляции до момента времени выполнения условия (фиг.1, и, момент времени ), определяют длительность преобразуемого ВИ

,

где цифровой результат преобразования получают в результате арифметическо-логического вычисления,

при этом время преобразования (фиг.1, и)

Так как то из сравнения выражений (4) и (6) следует дальнейшее уменьшение времени преобразования в два раза. Таким образом, обеспечивая условия Tcm-Tcn=mτ, можно добиться уменьшения времени преобразования по сравнению со способом - прототипом в 2m раза.

С целью упрощения процесса преобразования период рециркуляции старт-импульса выбирают равным tcm (фиг.2, а÷г), а период рециркуляции стоп-импульса Tcn=Tcm-mτ (фиг.2, д) и одновременно исключают операцию расширения на величину калиброванной длительности mτ каждого из рециркулирующих старт-импульсов (фиг.2, а÷г). При этом цифровой результат преобразования N определяют в процессе арифметическо-логического вычисления

N=ncnm+η.

На (фиг.2, ж÷з) показано, что и в данном случае время преобразования по сравнению со способом-прототипом уменьшается в 2m раз.

Литература

1. А.К.Ковтун, А.Н.Шкуро. Принципы построения цифровых измерителей интервалов времени (обзор). Приборы и техника эксперимента, №1, 1973, с.8., рис.2.

2. А.К.Ковтун, А.Н.Шкуро. Принципы построения цифровых измерителей интервалов времени (обзор). Приборы и техника эксперимента, №1, 1973, с.9., рис.3.

1. Способ повышения быстродействия рециркуляционно-нониусных ПВК, основанный на рециркуляции исходных калиброванных старт- и стоп-импульсов, представляющих начало и конец преобразуемого временного интервала, в соответствующих им старт- и стоп-рециркуляторах и подсчете числа рециркуляции ncn стоп-импульса со времени его ввода в стоп-рециркулятор и до времени совпадения рециркулирующих старт- и стоп-импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия преобразования, периоды рециркуляции Tcm и Tcn соответственно старт- и стоп-импульсов выбирают из условия Tcm=Tcn, каждый из рециркулирующих старт-импульсов подвергают m-канальной калиброванной временной задержке с дискретностью задержки между каналами, равной дискретности преобразования τ, получают расширенный на величину калиброванной длительности mτ старт-импульс и одновременно осуществляет m-канальную фиксацию совпадений, рециркулирующих и расширенных в каждой из рециркуляций на величину калиброванной длительности mτ старт-импульсов с рециркулирующим стоп-импульсом, определяют номер η (область изменения η∈[1; m]) первого из зафиксированных совпадений и выполняют арифметическо-логическое вычисление цифрового результата преобразования N=ncn·m+η+ρ, где ρ - цифровое значение длительности исходного калиброванного по длительности старт-импульса определяют в процессе настройки.

2. Способ повышения быстродействия рециркуляционно-нониусных ПВК, основанный на рециркуляции исходных калиброванных старт- и стоп-импульсов, представляющих начало и конец преобразуемого временного интервала, в соответствующих им старт- и стоп-рециркуляторах и подсчете числа рециркуляции ncn* стоп-импульса со времени его ввода в стоп-рециркулятор и до времени совпадения рециркулирующих старт- и стоп-импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия преобразования, периоды рециркуляции Tcm и Tcn соответственно старт- и стоп-импульсов выбирают из условия Tcm-Tcn=mτ, каждый из рециркулирующих старт-импульсов подвергают m-канальной калиброванной временной задержке с дискретностью задержки между каналами, равной дискретности преобразования τ, получают расширенный на величину калиброванной длительности mτ старт-импульс и одновременно осуществляют m-канальную фиксацию совпадений, рециркулирующих и расширенных в каждой из рециркуляций на величину калиброванной длительности mτ старт-импульсов с рециркулирующим стоп-импульсом, определяют номер η (область изменения η∈[1; m]) первого из зафиксированных совпадений и выполняют арифметическо-логическое вычисление цифрового результата преобразования N=2n*cn·m+η+ρ, где ρ - цифровое значение длительности исходного калиброванного по длительности старт-импульса определяют в процессе настройки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для преобразования одиночных временных интервалов наносекундного диапазона длительностей в цифровой код в системах импульсной радиолокации и радионавигации.

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано для преобразования однократных временных интервалов наносекундной длительности в цифровой код в системах радиолокации и радионавигации.

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в различной аппаратуре, требующей измерения интервалов времени между импульсами в широком диапазоне, например, в импульсной рефлектометрии, эхо- и радиолокации.

Изобретение относится к измерительной технике и автоматике и направлено на обеспечение возможности измерения длительности входных импульсов, подавления помех, действующих на входах измерителя, и возможности оперативной передачи информации в микроЭВМ в процессе измерения, что позволяет увеличивать время измерения без увеличения схемных затрат.

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано для преобразования одиночных временных интервалов наносекундного диапазона длительностей в цифровой код в информационно-измерительной, радиолокационной и другой аппаратуре.

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано для преобразования длительности коротких одиночных импульсов в цифровой код в широком временном диапазоне с нано- и субнаносекундной дискретностью преобразования.

Изобретение относится к области электронного приборостроения и может быть использовано в импульсной локации, в экспериментальной физике, а также других областях техники, где требуется точное измерение временных интервалов.

Изобретение относится к приборостроению и измерительной технике и может быть использовано для преобразования однократных временных интервалов наносекундной длительности в цифровой код.

Изобретение относится к измерительной технике и направлено на обеспечение возможности измерения длительности входных импульсов и возможности оперативной передачи информации в микроЭВМ в процессе измерения, что позволяет увеличивать время измерения без увеличения схемных затрат.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерениям длительности периодически следующих временных интервалов (ВИ) и импульсов. .
Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для цифрового преобразования однократных временных интервалов наносекундной длительности, заданных старт- и стоп-импульсами, с нано- и субнаносекундной дискретностью преобразования в системах навигации, управления, определении параметров интегральных схем, исследовании различных физических и технологических процессов

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано в системах навигации, управления, позиционирования для преобразования в цифровой код длительности коротких одиночных(моно) импульсов с нано- и субнаносекундной дискретностью преобразования
Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано для цифрового преобразования однократных временных интервалов наносекундной длительности, заданных старт- и стоп-импульсами, с нано- и субнаносекундной дискретностью преобразования в системах навигации, управления, определения параметров интегральных схем, изучения различных физических и технологических процессов. Способ рециркуляционного преобразования однократных временных интервалов наносекундной длительности в цифровой код, основанный на рециркуляции в одном рециркуляторе старт- и стоп-импульсов исходной калиброванной длительности, соответствующих началу и концу преобразуемого временного интервала, причем с периодом рециркуляции стоп-импульса исходной калиброванной длительности, равным Т. При этом значения длительностей старт- и стоп-импульсов исходной калиброванной длительности в каждой из рециркуляций оставляют неизменными, период рециркуляции старт-импульса исходной калиброванной длительности выбирают равным Т+τ, где τ - дискретность преобразования, подсчитывают число рециркуляций, совершенных стоп-импульсом исходной калиброванной длительности с момента начала рециркуляции и до момента совпадения рециркулирующих старт- и стоп-импульсов, а цифровой результат преобразования представляют подсчитанным числом рециркуляций, совершенных стоп-импульсом исходной калиброванной длительности. Технический результат заключается в повышении надежности преобразования.

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано для преобразования однократных временных интервалов наносекундной длительности в цифровой код в системах радиолокации и радионавигации. Способ рециркуляционно-нониусного преобразования время-код основан на рециркуляции старт- и стоп-импульсов, представляющих начало и конец преобразуемого временного интервала, в соответствующих им старт- и стоп-рециркуляторах с периодом рециркуляции Тст+τ старт-импульса и периодом рециркуляции Тсп=Тст-τ стоп-импульса, где τ - дискретность преобразования, и подсчете числа рециркуляции стоп-импульса со времени его ввода в стоп-рециркулятор и до времени совпадения рециркулирующих старт- и стоп-импульсов, причем в каждой из рециркуляции длительности старт-импульса и стоп-импульса оставляют неизменными, а период рециркуляции старт-импульса увеличивают на значение дискретности преобразования. Технический результат заключается в повышении быстродействия преобразования в два раза.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в информационных, управляющих и навигационных системах для преобразования длительности коротких одиночных временных интервалов, заданных старт- и стоповым импульсами, в цифровой код с нано- и субнаносекундной дискретностью преобразования. Изобретение направлено на повышение быстродействия преобразования, что обеспечивается за счет того, что способ рециркуляционного преобразования коротких одиночных временных интервалов в цифровой код включает рециркуляцию старт-импульса преобразуемого временного интервала в старт-рециркуляторе с периодом рециркуляции Тст и подсчет числа n рециркуляций старт-импульса до момента прихода стоп-импульса преобразуемого временного интервала. При этом согласно изобретению линию задержки, задающую период рециркуляции старт-рециркулятора, выполняют m-отводной с дискретностью задержки между отводами, равной дискретности преобразования τ, причем необходимо выполнение условия m·τ=Тст, и осуществляют в каждой из рециркуляций фиксацию в (m-1)-входовом регистре памяти совпадений рециркулирующего старт-импульса со стоп-импульсом, по номеру (m-1)-входового регистра памяти, отметившему первым момент совпадения, определяют результат преобразования β (область изменения β∈[1÷(m-1)]), а длительность преобразуемого временного интервала вычисляют как tx=(n·m+β+η)·τ, где η - цифровое значение длительности старт-импульса преобразуемого временного интервала. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике. Преобразователь состоит из рециркулятора старт-импульса, рециркулятора стоп-импульса, первого и второго счетчиков импульсов, а также RS-триггера. При этом рециркулятор старт-импульса содержит схему ИЛИ, первый вход которой соединен с шиной «Старт-импульс» преобразователя и с S-входом RS-триггера, прямой выход которого подключен к первому входу первой схемы И, инверсный - к первому входу второй схемы И, выход которой соединен с третьим входом схемы ИЛИ и через дополнительную линию задержки со вторым входом схемы ИЛИ, четвертый вход которой подключен к выходу первой схемы И и к счетному входу первого счетчика импульсов, а выход к первому входу третьей схемы И, выход которой соединен с С-входом D-триггера и через линию задержки старт-импульса со вторыми входами первой и второй схемами И. Рециркулятор стоп-импульса содержит схему ИЛИ, первый вход которой подключен к шине «Стоп-импульс» преобразователя и R-входу RS-триггера, а выход к первому входу схемы И, выход которой соединен со счетным входом второго счетчика импульсов, с D-входом D-триггера и через линию задержки стоп-импульса со вторым входом схемы ИЛИ, а второй вход схемы И подключен ко второму входу третьей схемы И и к инверсному выходу D-триггера, R-вход которого соединен с управляющими входами первого и второго счетчиков импульсов и с шиной «Управление» преобразователя. Технический результат - повышение быстродействия преобразования. 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения времени задержки распространения сигнала цифровых интегральных микросхем. Формируют стартовый и стоповый импульсы заданной длительности и с заданной длительностью интервала между ними, превышающей длительность стартового импульса. Стартовый и стоповый импульсы подают на два параллельных канала, каждый из которых содержит схему ИЛИ и регулируемую линию задержки. Контролируемую микросхему включают в канал стопового импульса. При одном цикле рециркуляции стартовый импульс проходит канал, первый коммутатор, общую линию задержки, второй коммутатор и возвращается на схему ИЛИ канала. Стартовый импульс управляет коммутаторами, которые переключают общую линию задержки к каналу стопового импульса. Аналогичный путь проходит стоповый импульс, только по каналу с контролируемой микросхемой. Стоповый импульс также управляет коммутаторами, которые переключают общую линию задержки к каналу стартового импульса. Предварительно регулируемыми линиями задержки добиваются равенства задержек, вносимых параллельными каналами без подключенной контролируемой микросхемы. Измеряют длительность временного интервала между передними или задними фронтами стартового и стопового импульса при завершении всех циклов рециркуляции, по которой и определяют искомую величину. Длительность между передним фронтом стартового импульса и задним фронтом стопового импульса в конце всех циклов рециркуляции не должна превышать время задержки, вносимой общей линией задержки. Технический результат заключается в уменьшении погрешности измерения. 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для прецизионного измерения однократных интервалов времени. Устройство содержит кольцевой генератор импульсов, один из выходов которого присоединен к первому входу счетчика импульсов, первый и второй регистры с объединенными информационными входами, выходами связанные через соответственно первый и второй шифраторы с соответствующими входами блока вычитания, а также триггер, один вход которого соединен с зажимом сигнала «Старт», а второй - с зажимом сигнала «Стоп» и тактовым входом третьего регистра, у которого информационные входы подключены к выходам счетчика импульсов, вторым входом присоединенного к выходу триггера. Также дополнительно введены арифметический блок, четвертый регистр, информационные входы которого соединены с соответствующими выходами кольцевого генератора импульсов, а выходы - с соответствующими объединенными информационными входами первого и второго регистров, вентиль ИЛИ, посредством которого тактовый вход четвертого регистра связан с зажимами сигналов «Старт» и «Стоп», и блок контроля периода кольцевого генератора импульсов, вход которого объединен с первым входом счетчика импульсов. При этом тактовые входы первого и второго регистров подключены к зажимам сигналов соответственно «Старт» и «Стоп» через ответствующие первый и второй элементы задержки, а выходы блока вычитания, третьего регистра и блока контроля периода кольцевого генератора импульсов присоединены к соответствующим цифровым входам арифметического блока. Технический результат заключается в повышении точности преобразования интервала времени в цифровой код. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к технике измерения интервалов времени, в частности к устройствам для преобразования длительности однократных импульсов в цифровой код. Устройство содержит кольцевой генератор импульсов, множеством своих выходов связанный с информационными входами первого регистра, одним из выходов - с первым входом счетчика импульсов, выходы которого подключены к соответствующим информационным входам второго регистра. Цифровые выходы первого и второго регистров соединены с соответствующими цифровыми входами арифметического блока. Причем выход первого регистра присоединен через шифратор, а второго регистра - непосредственно; триггер, выходом присоединенный к второму входу счетчика импульсов, и входные зажимы сигналов «Старт» и «Стоп». Дополнительно введен блок контроля периода кольцевого генератора импульсов, цифровым выходом присоединенный к соответствующему цифровому входу арифметического блока, а сам кольцевой генератор импульсов снабжен входом блокировки, подключенным к первому входу триггера и через первый формирователь импульсов - к входному зажиму сигнала «Старт». При этом входной зажим сигнала «Стоп» через второй формирователь импульсов подключен к тактовым входам обоих регистров и второму входу триггера, а первый и второй входы блока контроля периода кольцевого генератора импульсов соединены соответственно с одним из выходов кольцевого генератора импульсов и с выходом триггера. Технический результат заключается в повышении точности преобразования интервала времени в цифровой код и упрощении структуры. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх