Преобразователь интервала времени в цифровой код

 

Союз Соввтскин

Социалистических

Республик (111636646 (6l) Дополнительное к авт. свид-ву% 292173 (22) Заявлеио26.03.76 (2) }2338850/l8-24 с присоединением заявки №(23) Приоритет(43) Опубликоваио05.12.78.Бюллетень № 45 (4б) Дата опубликовании описания 15.l2.78

2 (51) М. Кл

С3 06 D 3/00

Гасударстооннмй наатот

Сооотв Мнннстроо СИР оо долом нэоорвтоннй и отнрытнй (53) УДК 681.325 (088.8) (72) Авторы изобретения

Б. К. Александров, Ю. Е. Болдицкий, Т. A. М (7l) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ИНТЕРВАЛА ВРЕМЕНИ

В ЦИФРОВОЙ КОД

Предлагаемый преобразователь интерв,ала времени в цифровой код может быть использован в различных устройствах контрольно-измерительной и вычислительной техники, в частности, в высокоточных приборах для измерения временного интервала.

Известен преобразователь интервала времени в цифровой код по авт.свид.

N 292173, являюшийся наиболее близким по технической сушности к предложен-10

"ному преобразователю.

Результат преобразования выдается в виде цифрового кода, снимаемого с выхо.дов счетных ячеек старших разрядов счетчика, и кода - e единичных выходов П счетных ячеек младших разрядов.

Результат преобразования можно выразить соотношением:

7 ""N .+ И |, (1} где К вЂ” количество импульсов переноса, поступивших на входную счетную ячейку старших разрядов счетчика:

2 — период эталонной частоты и тактного генератора; — количество единичныхсостояний на выходах П триггеров младших разрядов счетчика;

= -ц -величина сдвига импульсов

Й эталон ои частоты на вв ходах и — тактного генератора относительно друг друга.

В известном преобразователе результат преобразования, снимаемый со старших разрядов- позиционный параллельный двоичный код, а код младших разрядовнепозиционный, в результате суммарный цифровой код - непозиционный, что представляет большое неудобство при обработке результатов преобразователя уст ройствами вычислительной техники, работающими с позиционными кодами. Кро ме того, при нечетном значении И возникает погрешность преобразования, равная ьпР.-(т„" - 7„= м i(n-к11о-3 ь,- i ) (n-к- 11 g.

636640

Целью изобретения является уменьшение погрешности преобразования.

Для этого в преобразователь дополнительно введены дешифратор, первая и . вторая дополнительная группы из (Н -1 )« Ф го элементов И и дополнительная группа из й1 элементов ИЛИ, причем входы дешифратора соединены с единичными и нулевыми выходами и счетных ячеек младших разрядов счетчика импульсов, 16 а (й -1 ) выходов дешифратора соедииены с первыми входами элементов И первой и второй дополнительных групп, вторые входы элементов И первой дополнительной группы подключены к нулевому выходу входной счетной ячейки стар«ших разрядов счетчика импульсов, вторые входы элементов И второй дополнительной группы соединены с )единичным. выходом входной счетной ячейки старших @ разрядов счетчика импульсов, а в первой дополнительной группе выходы первого и второго элементов И соединены со входами первого и второго элементов ИЛИ дополнительной группы соответственно, выход третьего элемента. И - со входами первых двух элементов ИЛИ, ..., выход { и -3)-го элемента И - со входами всех элементов ИЛИ, кроме второго, выход (п-2)-ro элемента И - со входами З@ всех элементов ИЛИ, кроме первого, выход (й -1)-го элемента И - со входами всех элементов ИЛИ, а во второй дополнительной группе выход первого элемента И подключен ко входам всех элементов ИЛИ дополнительной группы, выход второго элемента И - ко входам всех, кроме первого, элементов ИЛИ, выход третьего элемента И - ко входам всех, кроме второго, элементов ИЛИ,..., выход

46 (Д -3)-го, . элемента И- ко входам пер вого и второго элементов ИЛИ, выход (И -2)-го элемента И - ко входам второго элемента ИЛИ, выход (rt -1)«го элемента И - ко входу первого элемен4$ та ИЛИ, причем N 1,2,3...,q 2, На фиг. 1 изображен предлагаемый преобразователь; фиг. 2 - блок-схема варианта преобразователя на примере четырехтактного генератора; фиг. 3- вре-

Ю меннме диаграммы работы преобразователя для двух значений временного интервала 7 и (эпюры 1, 2).

Он содержит И - тактный генератор импульсов эталонной частоты 1, первую

М грушку 6 элементов И, 2, счетные ячейки младших разрядов счетчика импульсов

3, вторую группу из 2х элементов И 4, элемент ИЛИ 5, счетные ячейки старших разрядов счетчика импульсов 6, дешифратор 7, первую и вторую дополнительные группы из (tl -1)-ro элементов И 8,9, дополнительную группу элементов ИЛИ 10.

Рассмотрим работу преобразователя на примере его конкретной реализации для четырехтактного генератора.

Импульсы эталонной частоты с выходов генератора 1, сдвинутые относительно друг друга на величину I g (эпюры 3-6), через пераую группу из 4 элементов И 2, пропускающие импульсы только в течение временного интервала Т, поступают на информационные входы соответствующих триггеров младших разрядов 3, где запоминаются (эпюры 7-10,16). Единичные и нулевые выходы триггеров счетных ячеек младших разрядов 3 подключены ко входам второй группы элементов И 4, на выходах которых образуются импульсы переноса (эпюры l l, 12, 17, 18), которые через элемент ИЛИ 5 (эпюры 13, 19) поступают на информационный вход входной счетной ячейки 6 старших разрядов счетчика.

При этом, если количество импульсов переноса четное, то нулевой выход входной счетной ячейки 6 старших разрядов счетчика после окончания временного интервала будет находиться в единичном состоянии (эпюра l 4), а если нечетноето в нулевом (эпюра 20). Одновременно сигналы с единичных и нулевых выходов триггеров 3 поступают на входы дешифратора 7, содержащего двенадцать элементов И (11-22) и три элемента ИЛИ (23-25), выходы которых являются выходами дешифратора 7 {на фиг. 2 входы дешнфратора обозначены a,â,ñ, d а,в,с, д, а выходы дешифратора -A,B,С).

Дешифратор 7 построен таким образом (1» ОЪсд+ ОЬсд + О5с3 Ф ОЬсД, З*abed+аЬс3+ abed iîÚñd, С =ОЬсд+аЬсд+аЪсд + аЪсд}, Tî на выходе А единичный уровень напряжения образуется только в том случае, если количество импульсов, прошедших через один элемент HepBofl группы элементов

И 2, на единицу больше или меньше количества импульсов, прошедших через все остальные элементы первой группы элементов И 2 (через один элемент проходит

К +1 или К. -1 импульсов, а через остальные - И ). Ha выходе В дешифратора 7 единичный уровень образуется только в

6366 10 том случае, если количество импульсов, прошедших через два элемента первой группы элементов И 2, К +1 или К -1, а через остальные - М и т.д.

Для временного интервала Т соот- % ветствуюшего случаю, когда количество импульсов, прошедших через один элемент первой группы элементов И 2, соответствует и +1 = 5 импульсам, а прошедших через остальные элементы Й =4 импуль- ® сам, на выходе А дешифратора по окончании временного интервала образуется единичный уровень (эпюра 16) и количество импульсов переноса, поступивших на вход входной счетной ячейки 6 старших разрядов счетчика — четное, на выходе первой дополнительной группы элементов

И 8, соединенной с выходом А дешифратора 7 и управляемой нулевым выходом входной счетной ячейки 6 старших разрядов счетчика, образуется единичный уровень, поступающий на вход дополнительного элемента ИЛИ 10, выход которого соответствует 2 двоичного кода или одному дискрету 5y . При этом на всех остальных выходах первой и второй дополнительных групп элементов И 8,9 будут нулевые уровни, в результате чего, выходной двоичный код будет иметь вид

10001, где первая единица справа соответствует состоянию на первом выходе младших разрядов счетчика, что соответствует преобразуемому временному интервалуЧ Х = 4 +1с.

О

ЗЪ

Для временного интервала Тх соответствующего случаю, когда количество импульсов, прошедших через один элемент первой группы элементов И 2, со40 ответствует К -1=3 импульсам (эпюра

16), а прошедших через остальные эле менты К = 1 импульсам. На выходе А дешифратора 7 также образуется единичный уровень (эпюра 21), но количество импульсов переноса во входную счетную, ячейку 6 старших разрядов счетчиканечетное, поэтому на выходе второй дополнительной группы влементов И 9, соединенной с выходом А дешифратора 7 и управляемой единичным выходом входной счетной ячейки 6 старших разрядов счетчика, образуется единичный уровень, поступаюший на входы всех элементов дополнительной группы элементов ИЛИ 10, в результате чего выходной двоичный код будет иметь вид 01111, где два знака справа соответствуют состоянию двух младших разрядов, а три знака слева — состоянию старших разрядов счетчика, что соответствует интервалу

+ л о

Аналогично происходит работа преобразователя при различных сочетаниях импульсов, прошедших через первую группу элементов И 2.

Таким образом, независимо от величины преобразуемого интервала, преобразователь обеспечивает выдачу результата преобразования в виде параллельного двоичного кода с погрешностью, не превышающей fg .

Использование новых элементов дешифратора, первой и второй дополнительных групп элементов И, дополнительной группы элементов ИЛИ выгодно отличает предлагаемый преобразователь от указанного прототипа, так как, во-первых, устраняет погрешность преобразования, равную пр. = (й — K - l ) 9 g, возникающую при нечетном количестве импульсов Й поступивших во входную счетную ячейку старших разрядов счетчика в результате чего обшая погрешность преобразования уменьшается до величины, не превышающей Lg, и, во-вторых, обеспечивает получение результата преобразования в виде параллельного двоичного кода, необходимого для сопряжения с устройствами вычислительной техники.

Формула иэоб.ретения

Преобразователь интервала времени в цифровой код по авт. свид. Л 292173, отличающийся тем,что,с целью уменыцения погрешности преобразования, в него введены дешифратор, первая и вторая дополнительные группы иэ (Д -1}-го элементов И и дополнительная группа из N элементов HlIH, причем входы дешифратора соединены с единичными .и нулевыми выходами q счетных ячеек младших разрядов счетчика импульсов, а (g -1) выходов дешифратора соединены с первыми входами элементов И, первой и второй дополнительных групп, вторые входы элементов И первой дополнительной группы подключены к нулевому выходу входной счетной ячейки старших разрядов счетчика импульсов, вторые входы элементов И второй дополнительной группы соединены с единичным выходом входной счетной ячейки старших разрядов счетчика импульсов, а в первой дополнительной группе выходы первого и второго элемен636640 п-/

8oi ouni июаАиих

pezp AE счетчика

ВммаУ мтарщегп разряда

ЕсюючигЫ тов И соединены со входами первого и второго элементов ИЛИ дополнительной группы соответственно, выход третьего элемента И - со входами первых двух элементов ИЛИ, ..., выход (t3 -3)-го у элемента И - со входами всех элементов

ИЛИ, кроме второго, выход - (И -2) го элементе И со входами всех элементов

ИЛИ, кроме первого, выход f и -1)-ro элемента И со входами всех элементов l4

ИЛИ, а во второй дополнительной группе выход первого элемента И подклеен ко вюдам асах элементов ИЛИ дополнительной группы, выход второго элемента И4Â ко входам всех, кроме первого, элементов

ИЛИ, выход третьего элемента И- ко входам всех, кроме второго, элементов ИЛИ, ..., выход (0 -3)-го элемента И - ко входам первого и второго элементов ИЛИ, выход (О -2)-ro элемента И ко входам второго элемента ИЛИ, выход (Yt -1)-ro элемента И - ко входу первого элемента

ИЛИ, причем N =1,2,3..., Vl = 2

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

% ° 292173, кл.Q 06 if 3/ОО, 1969.

636640 бах элемента / дои /"

Выл. элемент об,У для интербола 7д/

Aix. элвменто6 Ф

/7

Во/х. элемента 5(инпулосв/ переноса /

Вил. йодной счетнои ячейки старигево раэрлда

Вэи. 4 деисифратора 7

Составитель Н. Шелобанова

Редактор Ю, Челюканов Техред 3. Фанта Корректор С. Гарасиняк

Заказ 6943/40 Тираж 784 Подписное

ЫНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР ло делам изобретений н открытий

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Р t

fy

4

fg в f

Ф а до/л„/а

box //

/5

Во/э /"

///

Вьы „Ф

Вих, элементо6 4

Вьи. элемента 5 (uvnynacai переноса)

Вы». 6эодной счетноа ячейки стар/иеео рвэряда

Ви». 4 деисифратора 7

) Во|я. однова иэ элементоб э влр интервала /xZ