Преобразователь временного интервала в цифровой код

 

-""«".,".с ил 1

=«бл ;с. тэ a ill «г-;,, О П И С А Н И Е (((65?609

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистицеских

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 10.12.76 (21) 2428105/18 — 2! с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— г (51) М. Кл.

Н 03 К 13/20

Государственной комитет

СССР оо делаи нзооретеннй и открытий

Опубликовано 15.04.79. Бюллетень № 14 (53) УДК 681.325. .53 (088.8) Дата опубликования описания 19.04.79 (72) Автор изобретения

В. В. Калинкин (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ВРЕМЕННОГО ИНТЕРВАЛА

В ЦИФРОВОЙ КОД (3 =Q +Q, 8) Изобретение относится к области преобразования и кодирования информации и может быть использовано в устройствах измерения временных интервалов, Известен цифровой автомат для измерения длительности временного интервала, содержащий 5 генератор тактовых импульсов, схему совпадения, счетчик, триггер и вентили (1).

Недостатком его является низкая точность измерения временных интервалов.

Известно устройство, содержашее счетчик, пер- 10 вый триггер, первый и второй элементы совпадения, линию задержки, два сумматора, устройство сравнения и генератор импульсов, выход которого соединен с первым входом первого элемента совпадения, второй вход и выход которого т5 соединенът соответственно с выходом первого триггера и входом счетчика, соединенного выходом с выходом устройства, а первый вход второго элемента совпадения соединен с выходом устройства сравнения, два входа которого го соединены через первый и второй сумматоры соответственно с первой и второй группами отводов линии задержки (2j.

В счетчике данного устройства производится подсчет количества импульсов с выхода генератора импульсов в интервале времени между импульсами "Старт" и "Стоп". Данное устройство обладает более высокой стабильностью и точностью преобразования вследствие фиксации импульса "Стоп" по центру тяжести.

Точность преобразования и кодирования информации в известном устройстве можно характеризовать дисперсией случайной ошибки измерения временного интервала через дисперсии случайных ошибок. возникающих при фиксации импульсов "Старт" и "Стоп", для которой справедливо следующее соотношение

2 г где б, Π— дисперсии случайных ошибок фиксации моментов поступления импульсов

"Старт" и "Стоп" соответственно.

В известном устройстве вследствие использования временной фиксации импульса "Стоп" по центру тяжес ти достигнуто уменьшение значения

Og

2 2 2

657609 2 2+ 2 иьв s z пот

55 нако <риксация импульса "Старт" произвопится по его переднему фронту, что приводит к возрастанию дисперсии G„no отношению к ее ми2 нимальному (потенциалъному) значениюб, д, т.с.б >О „и, С учетом этого соотношение

2 2

2 (1) для дисперсии 0> случайной ошибки измерения интервала в известном устройстве можно записать следующим образом

Так как для известного устройстваб., >О, „ то из соотношения (2) следует, что в известном, устройстве невозможно достичь потенциально возможной точности преобразования и кодирова ния информации, что является его недостатком.

С целью повышения точности измерения временных интервалов в известное устройство, содержащее счетчик, первый триггер, два элемента совпадения, линию задержки, два сумматора, устройство сравнения и генератор импульсов, вы ход которого соединен с первым входом первого элемента совпадения, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом первого триггера и входом счетчика, соединенного выходом с выходом устройства, а первый вход второго элемента совпадения соединен с выходом устройства сравнения, два входа которого соединены через первый и второй сумматоры соответственно с первой и второй группами

Ьтводов линии задержки, дополнительно введены третий и четвертый элементы совпадения, второй триггер и элемент ИЛИ, выход которого соеди нен с входом линии задержки, первый вход— с первыми входами устройства и второго триггера, второй вход — с вторыми входами устройства и второго триггера, первый и второй в1 ходы которого соединены с первыми входами соответственно третьего и четвертого элементов совпадения, соединенных выходами соответственно с

% первым и вторым входами первого триггера, вторыми входами — с выходом второго элемента совпадения, второй вход которого соединен с центральным отводом линии задержки.

На чертеже приведена структурная схема предлагаемого преобразователя временного интервала в цифровой код.

Предлагаемый преобразователь содержит генератор 1 импульсов, элемент 2 совпадения, триггер 3, счетчик 4, выход 5 устройства, элемент 6 совпадения, устройство 7 сравнения, сумматоры

8 и 9, линию задержки 10, элемент ИЛИ 11, первый вход 12 устройства, триггер 13, второй вход

14 устройства и элементы совпадения 15 и 16.

Устройство работает следующим образом, Импульс "Старт", поступающий на вход 12 устройства, через элемент ИЛИ 11 поступает на вход линии задержки 10 и на первый вход т(иг- . гера 13, устанавливая его в единичное состояние, при котором на его первом выходе формируется сигнал, разрешающий прохождение через элемент совпадения 15 сигнала, поступающего на его втэрой вход. Выборки амплитуды импульса "Старт", проходящего по линии задержки 10, поступают с ее первой и второй групп отводов на входы сумматоров 8 и 9. Суммы выборок с выходов сумматоров 8 и 9 подаются на входы устройства сравнения 7, где происходит их непрерывное сравнение. В момент равенства взвешенной суммы выборок значений огибающей импульса "Старт", снимаемой с выхода сумматора 9, сумме выборок значений огибающей импульса "Старт", снимае мой с выхода сумматора 9, на выходе устройства 7 сравнения формируется импульс, проходящий через элемент совпадения 6 (разрешение на прохождение этого импульса дает сам импульс

"Старт", задержанный, с целью выравнивания временных соотношений в линии задержки 10 и снимаемый с ее центрального отвода) и элемент совпадения 15 (разрешение на прохождение импульса через элемент совпадения 2 дает сигнал с первого выхода триггера 13) на первый вход триг. гера 3 и устанавливающий íà его выходе сигнал, разрешающий прохождение тактовых импульсов с выхода генератора импульсов 1 на вход счетчика 4.

В счетчике 4 производится подсчет количества тактовых импульсов с выхода генератора 1 импульсов, прошедших через элемент 2 совпадения за интервал времени, в течение которого на второй вход элемента 2 совпадения поступает разрешающий сигнал с выхода триггера 3, причем начало отсчета соответствует моменту фиксации временного положения импульса

"Старт", которая осуществляется линией задержки 10, сумматорами 8, 9, устройством 7 сравне-. ния и элементом 6 совпадения. Момент окончания временного интервала, когда триггер 3 устанавливается в исходное состояние, запрещая прохождения тактовых импульсов с выхода генератора 1 импульсов на вход счетчика 4, соответствует моменту фиксации центра тяжести импульса "Стоп", поступающего на вход 14 устройства, при этом импульс "Стоп" устанавливает триггер 13 в исходное состояние, формируя на его втором выходе сигнал, разрещающий прохождение через элемент 16 совпадения импульса с выхода элемента 6 совпадения.

Одновременно импульс "Стоп" через элемент

ИЛИ 11 поступает на вход линии задержки 10. В момент фиксации центра тяжести импульса "Стоп", которая осуществляется аналогично фиксации центра тяжести импульса "Старт", на выходе элемента 6 совпадения формируется импульс, проходящий через элемент 16 совпадения на второй вход триггера 3 и устанавливающий на

657609

Составитель Д. Новицкий

Техред Э.Чужик Корректор И.Муска

Редактор Т. Янова

Заказ 1822/57 "a"

Тираж 1059 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 его выходе сигнал, запрещающий прохождение тактовых импульсов с выхода генератора 1 импульсов на вход счетчика 4.

Таким образом, после прихода импульса

"Стол" на выходе счетчика 4 и выходе 5 устройства формируется двоичный код временного интервала между моментами поступления на входы

12 и 14 устройства импульсов "Старт" и "Стоп".

Формула изобретения

Преобразователь временного интервала в цифровой код, содержащий счетчик, первый триггер, первый и второй элементы совпадения, линию задержки, два сумматора, устройство сравнения, и генератор импульсов, выход которого соединен с первым входом первого элемента совпадения, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом первого триггера и входом счетчика, соединенного выходом с выходом устройства, а первый вход второго элемента совпадения соединен с выходом устройства сравнения, два входа которого соединены через первый и второй сумматоры соответственно с первой и второй группами отводов линиизадержки,отл ичающийся тем, что, с целью повышения точности измерения временных интервалов, в него введены третий и четвертый элементы совпадения, второй триггер и элемент ИЛИ, выход которого соединен с входом линии задержки, первый вход — с первыми входами устройства и второго триггера, второй вход — с вторыми входами устройства и второ1О го триггера, первый и второй выходы которого соединены с первыми входами соответственно третьего и четвертого элементов совпадения, соединенных выходами соответственно с первым и вторым входами первого триггера, вторыми вхо15 дами — с выходом второго элемента совпадения, второй вход которого соединен с центральным отводом линии задержки.

Источники информации, принятые во внима20 ние при экспертизе

1, Авторское свидетельство К 218545, кл. H 03 К 13/20, 1965.

2. Цихоки Я. С., Овчинников Н. И. Импульсные и цифровые устройства, "Сов. радио", 1972, 25 с. 543-545, рис. 19.