Способ рециркуляционного преобразования коротких одиночных временных интервалов в цифровой код


 


Владельцы патента RU 2496130:

Абрамов Юрий Геннадьевич (RU)

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 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.

Известен способ преобразования коротких одиночных временных интервалов в цифровой код, основанный на одновременной рециркуляции старт- и стоп импульсов в одном рециркуляторе, причем в каждой рециркуляции их расширяют на значения дискретности преобразования τ и подсчете числа рециркуляций до момента совпадения рециркулирующих старт- и стоп-импульсов [1].

Недостаток известного способа состоит в низком быстродействии преобразования.

Известен способ (прототип) преобразования коротких одиночных временных интервалов в цифровой код, заключающийся в рециркуляции старт- и стоп-импульсов с периодами рециркуляции соответственно Тст и Тсп=Тст - τ в старт- и стоп-рециркуляторах и подсчете числа рециркуляций старт-импульса до момента совпадения рециркулирующих старт- и стоп-импульсов [2, 3].

Недостатком известного способа-прототипа является также низкое быстродействие преобразования.

Цель предлагаемого изобретения заключается в повышении быстродействия преобразования.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом способе преобразования коротких одиночных временных интервалов в цифровой код используется только рециркуляция старт-импульса преобразуемого временного интервала (ВИ) с периодом рециркуляции Тст в старт-рециркуляторе, а линию задержки, задающую период рециркуляции Тст, выполняют m-отводной с дискретностью задержки между отводами, равной дискретности преобразования τ, причем необходимо выполнение условия m·τ=tст, 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.

Работает предлагаемый способ следующим образом.

Старт-импульс длительностью tст подают в старт-рециркулятор, в котором на m выходе его m-отводной линии задержки вырабатывается импульсная последовательность fст(t)=f(tст+nТст), где n - число рециркуляций, а Тст<tx (tx - длительность преобразуемого ВИ, заданного старт- и стоп-импульсами. Одновременно на (m-1) выходах m-отводной линии задержки старт-рециркулятора вырабатываются импульсные последовательности fcтi(t)=fст(t)+i·τ (где i=1, 2, 3, …, m-1) с дискретностью задержки относительно друг друга, равной τ. С приходом стоп-импульса tсп преобразуемого ВИ процесс рециркуляции в старт-рециркуляторе останавливается, а число рециркуляций n, представляющее грубый результат преобразования, фиксируется в счетчике импульсов. При этом в (m-1)-входовом регистре памяти также фиксируются совпадения импульсных последовательностей fcтi(t) со стоп-импульсом tсп и по номеру (m-1)-входового регистра памяти, отметившему первым момент совпадения, определяют точный результат преобразования β (область изменения β∈[1÷(m-1)]).

Функция преобразования предлагаемого способа преобразования имеет вид

tx=tcт+nTcт+βτ.

Принимая tcт=η·τ, где η - цифровое значение длительности старт-импульса преобразуемого ВИ, определяется в процессе настройки, длительность преобразуемого временного интервала вычисляется как tx=(η+n·m+β)·τ=N·τ.

Время преобразования предлагаемого способа Tпр=tx.

А в случае способа-прототипа

Тпр*=tx+Тм,

где Тм - дополнительные временные затраты на определение результата преобразования, причем Тм>tx.

Следовательно, предлагаемый способ имеет в k=(1+Тм/тх) раз выше быстродействие, чем известный способ рециркуляционного преобразования коротких одиночных временных интервалов в цифровой код.

Полагая Тм=mТст, а tx=nТст, k=1+m/n. Так как по условию работоспособности предлагаемого способа m≤n, то следует ожидать значения 1<k≤2.

Таким образом, цель предлагаемого изобретения - повышение быстродействия - достигнута.

На фигуре представлена функциональная схема преобразователя, реализующая предлагаемый способ рециркуляционного преобразования коротких одиночных временных интервалов в цифровой код.

Работает преобразователь следующим образом.

В старт-рециркуляторе, образованном логическим 1 элементом «ИЛИ», m-отводной линией задержки 2 и логическим 3 элементом «И», вырабатывается импульсная последовательность fст(t), а счетчик импульсов 4 осуществляет фиксацию числа рециркуляций n, представляющего результат преобразования «грубо», причем область изменения n∈[1÷nmax].

Результат преобразования «точно» β фиксируется в (m-1)-входовом регистре памяти 5 в момент прихода на его управляющий С-вход стоп-импульса преобразуемого временного интервала. Шифратор 6 преобразует унитарный (параллельный единичный) код в позиционный двоичный код. RS-триггер 7 формирует импульс длительностью tx, который управляет работой старт-рециркулятора.

Число разрядов счетчика импульсов 4, фиксирующего результат преобразования «грубо», определяется как αr=log2(nmax+1), где nmax=txm/Тст, txm - наибольшее значение преобразуемого временного интервала, а число разрядов регистра памяти 5-αT=log2(m+1).

Литература

1. Авторское свидетельство СССР №654932 кл. G04F 10/00. Способ измерения временных интервалов / Н.Р. Карпов; заяв. 11.07.77; опубл. 30.03.79, Бюл. №12.

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

3. Мелешко Е.А. Наносекундная электроника в экспериментальной физике. M.: Энергоатомиздат, 1987, с.142÷143, рис.5.11.

Способ рециркуляционного преобразования коротких одиночных временных интервалов в цифровой код, заключающийся в рециркуляции старт-импульса преобразуемого временного интервала в старт-рециркуляторе с периодом рециркуляции Тст и подсчете числа n рециркуляций старт-импульса до момента прихода стоп-импульса преобразуемого временного интервала, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия преобразования, 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.



 

Похожие патенты:

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 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.

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 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 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 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 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