Устройство для преобразования серии импульсов во временные интервалы

 

ОП ИСАНИЕ < 866731

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскии

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 09. 01. 80 (2! ) 2866 42/18-21 (51)М. Кл .

Н 03 1 13/20 с присоединением заявки №9кударстеенный комитет

СССР (23) Приоритет до делам изобретений и открытий

Опубликовано 23.09.81. Бюллетень № 35 (5З) УДК 621. .365(088.8) Дата опубликования описания 25.09.81

П. М. Мадяр и Т. А. Мадяр (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СЕРИИ ИМПУЛЬСОВ

ВО ВРЕМЕННЫЕ ИНТЕРВАЛЫ

Изобретение относится к области радиоизмерительной техники, а именно к устройствам для цифрового измерения средней частоты пачки (серин) импульсов и может быть использовано для получения временных интервалов, пропорциональных числу импульсов в серии непрерывной последовательности пачек.

Известно устройство для формироваtO ния временного интервала, содержащее. формирователь импульсов, линию задержки, триггер, счетчик импульсов, двухполупериодный выпрямитель, блок восстановления фронтов, блок формиФ5 рования корректирующей поправки, ключселектор (12.

Недостатком известного устройства является высокая сложность, особенно в части формирования импульса и его привязки во времени к концу.формируемого интервала.

Известен также преобразователь серии импульсов во временные интервалы, который содержит счетный триг. гер, два элемента И, схему ЗАПРЕТ, счетчики опорного и текущего чисел, выходы которых соединены со входами схемы сравнения, подключенный выходом ко входу сброса сдвигового регистра, Q — выход первой ячейки которого соединен со входом сброса счетчика опорного числа и с первым входом первого элемента И, подключенного выходом ко входу счетчика опорного числа, вторым выходом — к Q-выходу второй ячейки регистра сдвига, а третьим входом — к шине тактовых импульсов, входу триггера и ко второму входу второго элемента И, выход которого соединен со входом счетчика текущего числа, вход сброса которого подключен к выходу схемы 3AIIPET (23.

Недостатком известного устройства является низкая точность формирования временного интервала и сложность схемной реализации.

866731

45

Низкая точность этого устройства обусловлена тем, что конец временного интервала формируется в момент совпадения кодов в счетчиках опорного и текущего числа. Но так как код в счетчике опорного числа является результатом измерения длительности первого периода импульсов преобразуемой серии (пачки) и тактовые импульсы не синхронизированы с импульсами серии, то погрешность этого измерения будет составлять + 1 импульс тактовой частоты, т.е. N = — 1 = п + 1

7 ф w

3 = ;, — 0где ЙЗ вЂ” число импульсов в счетчике опорного числа, Т- — период следоваЬx ния входных импульсов, Т т - период следования тактовых импульсов, и

A целое число от деления Т „ fT гтрк

Конец формирования временного интервала происходит в момент эане- 20 сения в счетчик текущего числа количества импульсов уменьшенной в 2 раза частоты тактовых импульсов, равного числу Nq, Но так как тактовые импульсы, поделенные триггером, не синхрони- 2S зированы со входными импульсами серии, то начало заполнения счетчика с момента окончания последнего импульса пачки может изменяться в пределах одного периода заполняемой частоты.

Таким образом, из вышеприведенного анализа можно записать выражение длительности формируемого интервала следующим образом:

t =(n> -g)TBA+(t6) 1Т +(O+") те и Вх и Aqx Ту1йТ 4(0+ 1) 1 - -и } где n — количество входных импульBX сов в серии Димс кс = nbx Т ° АТЬ

Г" ю мин = и ч Тех 2Т гтрк.

Максимальная абсолютная нестабильность длительности формируемого интервала известного устройства равна

Г» и „= макс-"u мин = о гти

Кроме того1 эа счет конечной длительности „ входных импульсов, формируемый интервал увеличивается на длительность входных импульсов сброса счетчика текущего числа, так как этот счетчик находится в обнуленном состоянии на все время действия импульса сброса. Таким образом, максимальная абсолютная погрешность вре4 менного интервала составляет в известном устройстве Т = 6Т„ д+Т у, Целью настоящего изобретения является повышение точности и упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для преобразования серии импульсов во временные интервалы, содержащее первый и второй счетчики импульсов и триггер, введен элемент И-НЕ, выход которого соединен со счетным входом триггера, первый вход элемента И-НЕ подключен ко входу обнуления первого счетчика импульсов и к выходу триггера, а второй вход — ко входу обнуления второго счетчика импульсов и входной шине, причем счетные входы первого и второго счетчиков импульсов соединены с шиной тактовых импульсов, выход первого счетчика импульсов подключен к выходной шине и к единичному входу младшего разряда первого счетчика импульсов, а выход второго счетчика импульсов соединен с единичным входом триггера.

На фиг. 1 представлена блок-схема предложенного устройства; на фиг. 2 приведены временные диаграммы устройства, поясняющие его работу.

Устройство содержит счетчики 1 и 2, триггер 3, элемент И-НЕ 4, шину источника серии импульсов (вход), шину генератора тактовых импульсов (ГТИ), выходную шину (выход).

Устройство работает следующим образом.

При включении питания и подаче тактирующих импульсов ГТИ, устройство самоустанавливается в исходное состояние. т.е. в результате заполне-. ния счетчика 2 тактовыми импульсами

ГТИ, на его выходе появится сигнал единичного уровня, который установит триггер 3 по управляющему входу в состояние логической "I" (U г на фиг,2}.

С выхода. триггера 3 сигналом "1" счетчик 1 по всем разрядам устанавливается в состояние "О" (О на фиг. 2), а элемент И-НЕ 4 будет открыт и на счетном входе триггера 3 будет сигнал единичного уровня (00 на фиг. 2).

Триггер 3 срабатывает по счетному входу при изменении сигнала с "О" на

"1", т.е. по положительному фронту импульса.

Первьиа импульсом иэ серии пачки (0ц на фиг. 2) в момент времени t счетчик 2 обнуляется независимо от

86673! того, в каком состоянии он находился (U на фиг. 2) и на управляющем входе триггера 3 появляется сигнал нулевого уровня. Первый импульс пачки, пройдя через открытый элемент

И-НЕ 4, задним фронтом в момент переведет триггер 3 в нулевое состояние (U на фиг. 2), при котором элемент И-НЕ 4 закроется, и на управляющем входе счетчика 1 появляется сиг- ip нал единичного уровня, который удерживает его в обнуленном состоянии.

С момента t < счетчики 1 и 2 начинают заполняться импульсами высокой частоты от генератора тактовых импульсов ГТИ. Счетчики 1 и 2 одинаковы и их информацйонная емкость выбрана такой, чтобы эа период входных импульсов Т „ они заполнялись не более чем на половйну своей емкости, т.е. чтобы до поступления следующего входного импульса серии на их выходе не появился сигнал единичного уровня °

Вторым импульсом из серии счетчик 2 вновь обнуляется, в то время как счет. чик l продолжает заполняться импульсами ГТИ. Когда счетчик l заполнится на половину своей емкости, например, при четырех разрядных двоичных счетчиках — в момент занесения в не30

ro восьмого импульса ГТИ, на выходе его старшего разряда появится сигнал единичного уровня (U< на фиг. 2 в момент t ). Этот сигнал закроет счетчик 1 по входу и поступит на выход устройства (0* на фиг. 2 в момент

). Содержимое в счетчике 1 осгается неизменным.

По окончании серии импульсов с момента с4 счетчик 2 заполняется до по- 4О ловины своей емкости аналогично счетчику 1 и в момент времени й5 на его выходе появится сигнал единичного уровня (0е на фиг. 2 в момент й5), который переведет по управляющему

45 входу триггер 3 в состояние ")" (О,) на фиг. 2). Сигнал единичного уровня с выхода триггера 3 открывает элемент И-НЕ 4, обнуляет все разряды счетчика 1 и на выходе устройства установится сигнал нулевого уровня (Од на фиг. 2 в момент й5) .

Таким образом, по окончании серии импульсов с момента t< устройство . вновь приходит в исходное состояние и готово к приходу следующей серии (пачки) импульсов. На выходе счетчика l (выход устройства) формирует1

1ся сигнал единичного уровня, длительность которого, с точностью периода

Т„ игенератора тактовых импульсов, равна сумме периодов импульсов в серии, т.е. равна длительности серии.

Из анализа работы устройства и временных диаграмм фиг. 2 видно, что начало и конец формирования выходного сигнала задержаны относительно заднего фронта, соответственно, первого и последнего импульса серии, на время заполнения счетчиков ) и 2 тактовыми импульсами на половину их емкости.

Из-за возможности асинхронности и отсутствия кратности входных импульсов ГТИ, максимальная абсолютная ошибка формирования длительности выходного импульса в предлагаемом устройстве не может превышать периода

Тгт частоты тактирующих импульсов.

Так как триггер 3 запускается задним фронтом первого импульса серии, что является началом момента заполнения счетчика 1 импульсами ГТИ, счетчик 2 заполняется с момента окончания (заднего фронта) последнего импульса серии, то длительность входного импульса ь ))y (импульса сброса счетчика 1) не влияет на длительность формируемого устройством выходного импульса.

Таким образом, при значительном упрощении схемной реализации абсолютная ошибка преобразования серии импульсов во временной интервал не зависит от длительности импульсов в серии (от длительности импульса обнуления счетчика 1) и существенно меньше погрешности известных устройств.

Формула изобретения

Устройство для преобразования серии импульсов во временные интервалы, содержащее первый и второй счетчики импульсов и триггер, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и упрощения устройства, в него введен элемент

И-НЕ, выход которого соединен со счетным входом триггера, первый вход элемента И-НЕ подключен ко входу обнуления первого счетчика импульсов и к выходу триггера, а второй вход — ко входу обнуления второго счетчика импульсов и входной шине, причем счетные входы первого и второго счетчиков импульсов соединены с

866731

9>иг. 1

Иб

Составитель В, Войтова

Редактор О. Половка Техред Ж.Кастелевич Корректор Н Швыдкая

Заказ 8100/80 Тйраж 991 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж вЂ” 35 Раушская наб. д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 шиной тактовых импульсов, выход первого счетчика импульсов подключен к выходной шине и к единичному входу младшего разряда первого счетчика импульсов, а выход второго счетчика импульсов соединен с единичным входом триггера.

Источники информации„ принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 556390, кл. G 01 R 23/10, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 653742, кл. Н 03 К 13/20, 25.12.76 (прототип).