Преобразователь время-код рециркуляционного типа

Авторы патента:

H03M1/40 - Кодирование, декодирование или преобразование кода вообще (с использованием гидравлических или пневматических средств F15C 4/00; оптические аналого-цифровые преобразователи G02F 7/00; кодирование, декодирование или преобразование кода, специально предназначенное для особых случаев применения, см. в соответствующих подклассах, например G01D,G01R,G06F,G06T, G09G,G10L,G11B,G11C;H04B, H04L,H04M, H04N; шифрование или дешифрование для тайнописи или других целей, связанных с секретной перепиской, G09C)

Владельцы патента RU 2483438:

Абрамов Юрий Геннадьевич (RU)

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для преобразования длительности одиночных временных интервалов (ВИ) наносекундного диапазона, представленных старт- и стоп-импульсами, в цифровой код. Технический результат заключается в повышении быстродействия преобразования. Преобразователь время-код рециркуляционного типа содержит первую схему ИЛИ, первый вход которой соединен с выходом первой линии задержки, второй вход подключен к входу первой линии задержки, к выходу первой схемы И и к первому входу второй схемы ИЛИ, третий вход первой схемы ИЛИ соединен с выходом второй схемы И, с С-входом D-триггера и со счетным входом счетчика импульсов, а четвертый и пятый входа первой схемы ИЛИ подключены соответственно к шинам «Стоп-импульс» и «Старт-импульс» преобразователя, а выход - через вторую линию задержки к счетному входу RS-триггера к первому входу первой схемы И и к первому входу второй схемы И, вторые входы которых объединены и соединены с инверсным выходом D-триггера, D-вход которого подключен к выходу второй схемы ИЛИ, второй вход которой соединен с первым входом первой схемы ИЛИ, а шина «Уст. О» преобразователя подключена к управляющему входу счетчика импульсов, к R-входу D-триггера и к R-входу RS-триггера, прямой выход которого соединен с третьим входом второй схемы И, а инверсный - с третьим входом первой схемы И. 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для преобразования длительности одиночных временных интервалов (ВИ) наносекундного диапазона представленных старт- и стоп-импульсами в цифровой код.

Известен преобразователь (аналог), содержащий два раздельных рециркулятора, один из которых служит для рециркуляции старт-импульса, а второй - стоп-импульса преобразуемого ВИ [1].

Недостатком преобразователя является низкое быстродействие преобразования.

Известен также преобразователь (прототип), имеющий один рециркулятор, используемый для рециркуляции старт- и стоп-импульсов и образованный первой схемы ИЛИ, выход которой подключен через первую линию задержки к первому входу второй схемы ИЛИ и через вторую линию задержки ко второму входу второй схемы ИЛИ, выход которой соединен с первым входом первой схемы ИЛИ и через делитель импульсов со счетным входом счетчика импульсов, а шина вход преобразователя подключена ко второму входу первой схемы ИЛИ [2].

Недостатком данного преобразователя является низкое быстродействие преобразования, так как период рециркуляции должен быть , где - наибольшее значение длительности преобразуемого ВИ.

Целью настоящего изобретения является повышение быстродействия преобразования.

Поставленная цель достигается тем, что старт- и стоп-импульсы подвергаются рециркуляции в одном и том же рециркуляторе, однако длительность старт-импульса в каждой из рециркуляции последовательно расширяется на калиброванную величину, а длительность стоп-импульса остается неизменной в каждой из рециркуляции.

На фиг.1 приведена функциональная схема преобразователя время-код рециркуляционного типа, а на фиг.2 - временные диаграммы его работы.

Преобразователь время-код рециркуляционного типа содержит первую схему ИЛИ1, первый вход которой соединен с выходом первой линии задержки 2, а второй вход подключен к входу первой линии задержки 2, к выходу первой схемы И3 и к первому входу второй схемы ИЛИ4, а третий вход первой схемы ИЛИ1 соединен с выходом второй схемы И6, с С-входом D-триггера 7 и со счетным входом счетчика импульсов 5, а четвертый и пятый входа первой схемы ИЛИ1 подключены соответственно к шине 8 «Стоп-импульс» и шине 9 «Старт-импульс» преобразователя, а выход - через вторую линию задержки 10 к счетному входу RS-триггера 11, к первому входу первой схемы И3 и к первому входу второй схемы И6, вторые входы которых объединены и соединены с инверсным выходом D-триггера 7, D-вход которого подключен к выходу второй схемы ИЛИ4, второй вход которой соединен с первым входом первой схемы ИЛИ1, а шина 12 «Уст. О» преобразователя подключена к управляющему входу счетчика импульсов 5, к R-входу D-триггера 7 и к R-входу RS-триггера 11, прямой выход которого соединен с третьим входом второй схемы И6, а инверсный - с третьим входом первой схемы И3.

Рассмотрим работу предлагаемого преобразователя.

Преобразователь содержит рециркулятор, имеющий два контура рециркуляции: первый контур образован первой схемой ИЛИ1, второй линией задержки 10, первой схемой И3 и первой линией задержки 2, а второй - первой схемой ИЛИ1, второй линией задержки 10 и второй схемой И6.

В первый контур рециркуляции через шину 9 и первую схему ИЛИ1 вводится «старт-импульс» калиброванной длительности t_ст, а во второй контур рециркуляции через шину 8 и первую схему ИЛИ1 - «стоп-импульс» калиброванной длительности t_сп.

Старт- и стоп-импульсы должны иметь калиброванные значения длительности соответственно и , где , - суммарное время переключения логических элементов соответственно первого (первая схема ИЛИ1 и первая схема И3) и второго (первая схема ИЛИ1 и вторая схема И6) контуров рециркуляции, а τ-калиброванная величина длительности, представляет собой дискретность преобразования и задается временем задержки первой линией задержки 2.

В каждой из рециркуляции, имеющей период рециркуляции , на выходе первой схемы ИЛИ1 (см. фиг 2а) «старт-импульс» имеет последовательно возрастающую (прогрессирующую) длительность , где i=1, 2, 3, …, N_t - порядковый номер рециркуляции.

Время задержки t_лз задается второй линией задержки 10.

В тоже время «стоп-импульс» рециркулирует во втором рециркуляторе с периодом рециркуляции , но при этом его исходная длительность t_сп остается неизменной (см. фиг.2а), то есть . Для обеспечения условия необходимо, чтобы t₃=t₆, то есть время переключения первой схемы И3 должно быть равным времени переключения второй схемы И6. В тоже время для преобразования длительности ВИ в диапазоне , необходимо чтобы . В каждой из рециркуляции импульсы и t_сп объединяются первой схемой ИЛИ1, а затем после задержки на время второй линии задержки 10 вновь разделяются посредством RS-триггера 11, работающим в режиме делителя импульсов с коэффициентом деления равного двум, первой 3 и второй 6 схемами И и вводятся каждый в свой контур рециркуляции (см. фиг.2б, в). D-триггер 7 и вторая схема ИЛИ4 осуществляют фиксацию момента совпадения импульсов, рециркулирующих в первом и втором контурах рециркулятора (см. фиг.2б, г, д) и закрывают первую 3 и вторую 6 схемы И, тем самым останавливают процесс рециркуляции в обоих контурах рециркуляции.

Счетчик импульсов 5 осуществляет подсчет числа импульсов рециркуляции в первом рециркуляторе с момента подачи в него «старт-импульса» и до момента срабатывания D-триггера 7. Область изменения числа рециркуляции n_t∈[1; N_t]; где .

Функция преобразования предлагаемого преобразователя имеет вид

Полагая, что , где целое число m>1, то

Значение нетрудно определить в процессе настройки предлагаемого преобразователя как

где N* - цифровой результат определения значения t_p.

Тогда выражение (1) предстает в виде

t_x=(n_t+m+N*)τ.

Перед началом преобразования, сигналом начальной установки «Уст. О», подаваемого на шину 12 преобразователя, RS-триггер 11 и D-триггер 7 по своим инверсным выходам устанавливаются в состояние логического нуля, а в счетчик импульсов 5 записывается число (m+N*). По окончании процесса преобразования в счетчике импульсов 5 будет записано число, равное (m+N*+n_t), которое и представляет собой цифровой результат преобразования.

Время преобразования предлагаемого преобразователя описывается выражением

T_пр≥N_tt_ц,

в то время как в случае преобразователя-прототипа

Следовательно, быстродействие предлагаемого преобразователя повышается в два раза.

Литература

1. Мелешко Е.А. Интегральные схемы в наносекундной ядерной электронике. - Изд. 2-е, доп. М.: Атомиздат, 1978. - с.146-147, рис.3.15.

2. Авторское свидетельство СССР №654932, кл. G04F 10/00

Преобразователь время-код рециркуляционного типа, содержащий первую схему ИЛИ, первый вход которой соединен с выходом первой линии задержки, а также счетчик импульсов и вторую линию задержки, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия преобразования, второй вход первой схемы ИЛИ подключен к входу первой линии задержки, к выходу первой схемы И и к первому входу второй схемы ИЛИ, третий вход первой схемы ИЛИ соединен с выходом второй схемы И, с С-входом D-триггера и со счетным входом счетчика импульсов, а четвертый и пятый входы первой схемы ИЛИ подключены соответственно к шинам «Стоп-импульс» и «Старт-импульс» преобразователя, а выход - через вторую линию задержки к счетному входу RS-триггера, к первому входу первой схемы И и к первому входу второй схемы И, вторые входы которых объединены и соединены с инверсным выходом D-триггера, D-вход которого подключен к выходу второй схемы ИЛИ, второй вход которой соединен с первым входом первой схемы ИЛИ, а шина «Уст.0» преобразователя подключена к управляющему входу счетчика импульсов, к R-входу D-триггера и к R-входу RS-триггера, прямой выход которого соединен с третьим входом второй схемы И, а инверсный - с третьим входом первой схемы И.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах контроля и управления в совокупности с арифметическими устройствами, которые реализуют арифметические процедуры над аргументами, имеющими позиционно-знаковую структуру аргументов аналоговых сигналов.

Способ и система преобразования данных // 2480902

Изобретение относится к области преобразования данных и может быть использовано для выполнения нелинейного преобразования данных над оцифрованным сигналом переменного тока.

Способ автоматического обнаружения сигналов // 2480901

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к способам обнаружения сигналов. .

Адаптивное сжатие обратной связи канала, основанное на статистике канала второго порядка // 2478258

Изобретение относится к передаче обратной связи состояния канала в сети мобильной связи и, более конкретно, к способу и устройству для сжатия обратной связи состояния канала адаптивным способом.

Аналого-цифровой преобразователь (ацп) // 2477564

Изобретение относится к устройствам параллельного преобразования аналогового сигнала в цифровые сигналы (коды) и может быть использовано в составе систем обработки и управления сигналами.

Способ автоматического обнаружения сигналов // 2473169

Изобретение относится к способам обнаружения радиосигналов (PC). .

Многоканальный преобразователь аналоговых сигналов в импульсную последовательность, модулированную по времени // 2471287

Изобретение относится к многоканальным системам преобразования и передачи информации с уплотнением по времени и может быть использовано в измерительной технике и устройствах связи.

Твердотельное устройство формирования изображения и система формирования изображения // 2471286

Цифроаналоговый преобразователь на основе одномодовых интегрально-оптических волноводов // 2471218

Изобретение относится к волоконно-оптическим системам связи и обработки информации. .

Способ и устройство для обработки сигналов широтно-импульсной модуляции // 2467476

Изобретение относится к процессору сигналов с масштабированным аналоговым сигналом. .

Аналого-цифровой преобразователь с расширенным динамическим диапазоном // 2485680

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в цифровых системах оперативного контроля для измерения аналоговых величин

Цифроаналоговый преобразователь // 2485681

Изобретение относится к измерительной технике, автоматике, а также к технике преобразования цифровых величин в аналоговые

Способ амплитудно-фазовой модуляции высокочастотного сигнала и устройство его реализации // 2488957

Способ цифрового преобразования угла // 2488958

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники

Преобразователь входного напряжения в длительность импульсов // 2488959

Изобретение относится к информационно-измерительной технике, в частности к преобразователям напряжения в длительность импульсов

Кодовая шкала // 2490790

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к аналого-цифровому преобразованию, а именно к кодовым шкалам преобразователей угла поворота вала в код

Многоканальный преобразователь напряжений в шим-сигналы // 2491714

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в системах автоматического управления

Скоростной преобразователь "аналог - цифра - аналог" с бестактовым поразрядным уравновешиванием // 2491715

Изобретение относится к области вычислительной техники и может использоваться в системах автоматизации для прямого и обратного преобразования аналогового сигнала в цифровой код

Интегрирующий аналого-цифровой преобразователь // 2496228

Изобретение относится к области вычислительной техники и может использоваться в системах управления технологическими процессами, в частности в автоматизированном электроприводе. Техническим результатом является повышение быстродействия устройства. Устройство содержит генератор счетных импульсов, двоичные суммирующие счетчики, дешифратор, логический элемент «n ИЛИ», генератор пилообразного напряжения, сумматор, интегратор, релейный элемент, компараторы, инвертор, логические элементы «3И», элемент задержки, одновибратор, регистры памяти, арифметическо-логическое устройство (АЛУ), вход для подключения к источнику синхроимпульсов, входную и выходную клеммы. 7 ил.

Кодовая шкала // 2497275

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к аналого-цифровому преобразованию, и может быть использовано для преобразования угла поворота вала в код. Техническим результатом является обеспечение осуществления обработки информации в обычном двоичном коде. Кодовая шкала содержит m информационных кодовых дорожек и n=2m считывающих элементов, все информационные кодовые дорожки выполнены в соответствии с символами двоичной последовательности 0011 длиной 4, причем i-я информационная кодовая дорожка (i=1,2…,m) выполнена в соответствии с символами N=4(i-1) периодов двоичной последовательности, вдоль каждой из информационных кодовых дорожек размещены по два считывающих элемента с угловым шагом, кратным δ1=360°/4i, за исключением кратности 4δi где δi величина кванта i-й информационной кодовой дорожки, а δm одновременно величина кванта кодовой шкалы, m двухвходовых сумматоров по модулю два. 1 ил., 3 табл.