Преобразователь цифровых кодов в скважность импульсов

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

lu>886235

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 160180 (21) 2873896/18-21 с присоединением заявки М (23) Приоритет (53)pA. Клз

Н 03 К 13/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 301181. Бюляетень 1 19 44 (53) УДК 681. 325 (088 ° 8) Дата опубликования описания 30. 11. 81 (72) Автор изобретения

В.Т. Кондратов (71) Заявитель

Ордена Ленина институт кибернетики

AH Украинской ССР (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЦИФРОВЫХ КОДОВ

В СКВАЖНОСХ Ь ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к цифровой преобразовательной технике и может быть использовано по прямому назна-. чению в цифровых и цифроаналоговых измерительных приборах, времяимпульс= ных вычислительных. устройствах, системах автоматики и управления.

Известен цифровой генератор им.— пульсов, содержащий задающий генера- .1О тор,.два элемента И, триггер, один из входов которого подключен к первому входу второго элемента И, вторые входы которых соединены с выходом задающего генератора, а также два делителя частоты и элемент ИЛИ, при этом выходы первого и второго элементов И подключены.. соответственно к первым входам первого и второго делителя частоты, выходы которых через элемент ИЛИ подключены к счет- 2О ному входу триггера, вход установки нуля которого соединен со вторыми входами делителей частоты (1).

К недостаткам известного преобразователя следует отнести низкую точность преобарзования.

Известен также цифровоаналоговый преобразователь (преобразователь, ". код " lilHN) содержащий генератор импульсов, соединенный выходом со счет- ЗО ным входом реверсивного счетчика импульсов, установочные входы которого подключены к выходам регистра, а выходы — к соответствующим входам первого триггера и элемента ИЛИ, выход которого соединен со входом записи счетчика, входы управления прямым и обратным счетом которого соответственно подключены к прямому и инверсному выходам первого триггера, прямой выход которого соединен со счетным входом второго триггера и к первому входу элемента 2И-ИЛИ, ко второму входу которого:подключен:выход триггера знака, к третьему - выход второго триггера, а к четвертому инверсный выход первого триггера, причем выход элемента 2И-ИЛИ соединен со входом управления импульсного делителя напряжения (2).

В известном устройстве с изменением входного кода в результат преобразования вносится погрешность, связанная с ..прерыванием части периода тактовых импульсов в момент по» дачи входного кода числа. Эта погреш" ность вносит сбои в .результат преобразования цифрового кода в ШИМ и обусловливает снижение точности пре886235 образования ь моменты смены предыдущего кода.

Цель изобретения — повышение точности преобразования цифровых кодов в скважность импульсов.

Поставленная цель достигается тем, что.в преобразователь цифровых кодов в скважность имп,.льсов, содержащий регистр, генератор импульсов, логический элемент ИЛИ, три триггера, трехполюсный ключ и реверсивный счетчик импульсов, входы управления пря

° мым и обратным счетом которого подключены соответственно к первой и второй выходным клеммам, первый выход соединен со входом установки еди-. ницы второго триггера, а второй вы- 15 ход подключен к первому входу логического элемента ИЛИ, дополнительно введены блок логических элементов И, два элемента задержки, одно,вибратор, два формирователя импуль- Щ сов сброса и два логических элемента И-НЕ,первый вход второго логического элемента И-НЕ соединен со входом второго элемента задержки и выходом первого логического элемента И-НЕ,пер- 5 вый вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а второй вход— с выходом первого триггера, вход установки нуля которого подключен к первому выходу трехполюсного ключа, вход которого соединен с шиной опорного напряжения, второй вход второго логического элемента И-НЕ подключен к выходу второго триггера, а выход - ко входу установки нуля второго триггера и счетному входу третьего триггера, инверсный и прямой выхо.ды которого соответственно подключены к первой и второй выходным клем.мам, а вход установки нуля соединен через одновибратор со вторым выходом 40 трехполюсного переключателя и непосредственнО со вторым входом логического элемента ИЛИ, выход которого подключен }co входу первого формирователя импульсов сброса, выход которо- 4

ro соединен со входом установки единицы первого триггера через первый элемент задержки и со входом установки нуля реверсивного счетчика импульсов непосредственно, при этом вход О второго формирователя импульсов сбро-:

1 I са подключен к первому выходу ревер" сивного счетчика импульсов, а выход— к первым входам блока логических элементов И, вторые входы которых соедине ы с выходами регистра, а выходы— с ф установочными входами реверсивного ",счетчика импульсов, счетный вход которого подключен к выходу второго элемента задержки.

На чертеже представлена:структур- 6() ная электрическая схема устройства.

Преобразователь содержит трехполюсный --ключ 1, вход которого подключен к шине опорного потенциала

0, одновибратор 2, логический эле- 65 мент ИЛИ 3, формирователь 4 импульсов сброса, элемент 5 задержки, триггер 6, логический элемент И-НЕ 7, перестраиваемый генератор 8 импульсов, элемент 9 задержки, реверсивный счетчик 10 импульсов, регистр 11, блок 12 логических элементов И, формирователь 13 импульсов сброса, триггер 14, логический элемент И-НЕ 15 и триггер 16.

Преобразователь работает следующим образом.

В регистр 11 записывается код числа N, пропорционально которому устанавливается требуемая длительность выходного импульса, а следовательно, н скважность. При емкости регистра 11 и реверсивного счетчика 10 импульсов . N =N N„;—

>ц Мг. Ф

=const, скважиность импульсов определяется выражением

Му

0=

)4 Х (1)

В исходном состоянии трехполюсный ключ 1 находится в положении, при котором первый триггер 6 находится в нулевом состоянии. В результате первый логический элемент И-НЕ 7 . закрыт и импульсы с выхода перестраиваемого генератора 8 импульсов не поступают на его выход.

В режиме преобразования трехполюсный ключ 1 устанавливают в положение, противоположное показанному на чертеже. Потенциал U0 поступает на вход одновибратора 2 и запускает его. Передним фронтом выходного импульса од.новибратора 2 через логический эле1

;мент ИЛИ 3 запускается первый форми рователь 4 импульсов сброса, а задним фронтом выходного импульса одновибратора третий триггер 16 устанавливается в нуль.

Первый формирователь. 4 импульсов сброса формирует импульс сброса (мощностью и длительностью, достаточной для надежной установки реверсивного счетчика 10 в нуль), который поступает как на счетчик, так и на первый элемент 5 задержки.

Реверсивный счетчик 10 импульсов сбрасывается в нуль и формирует на своем первом выходе (0 ) импульс, который устанавливает второй триггер 14 в единичное состояние и одновременно запускает второй форми,рователь 13 импульсов сброса. В результате на вторые входы блока 12 логических элементов И поступает с выхода формирователя 13 потенциал, разрешающий в течении времени (, за1 пись входного кода числа N в реверсивный счетчик 10 импульсов.

Через время задержки С Г на выходе первого элемента 5 задержки появляется импульс, который устанавливает триггер 6 в единичное состояние. Логический элемент И-НЕ 7 открывается, и с выхода перестраиваемо886235.

ro генератора 8 импульсов импульсы с частотой следований f поступают на второй элемент 9 задержки.

Одновременно эти импульсы посту" пают и на первый вход второго логического элемента И-НЕ 15, открытого по первому входу. Первый из отмеченных импульсов с выхода логического элемента И-НЕ 15 поступает на вход установки нуля второго триггера 14 и на счетный вход третьего .тригге- 1й ра 16. В результате триггер 14 устанавливается в нулевое состояние и запрещает прохождение других импуль-. сов через логический элемент И-НЕ 15, а триггер 16 устанавливается в единичное состояние, при котором ревер15 сивный счетчик 10 импульсов устанавливается в режим обратного счета.

Второй элемент 9 задержки осуществляет задержку прохождения импульсов с выхода генератора 8 на вре- мя С9, достаточное для осуществления операций сброса счетчика в нуль, записи кода числа N < и установки требуемого режима работы счетчика. Время задержки меньше или равно полови- 35 не периода наибольшего значения частоты foгенератора 8, т.е. С <1/2 f

Задержанные на время 7. ймпульсй поступают на счетный вход реверсив-: ного счетчика импульсов и осуществля- ЗО ют считывание числа N< . При поступлении Ng импульсов через время, ta ..(1 к 1) 4 ь (2) реверсивный счетчик 10 ймпульсов устанавливается в нулевое сбстояние и на его первом выходе (0 ) появ- . ляется импульс переполнения, который устанавливает триггер 14 в единичное состояние и запускает второй формирователь 13 импульчов сброса.

Через время 4 = ;- — 1:9 на первый 40 вход логического элемента И-HE 15 поступает импульс, который переводит триггер 16. в нулевое состояние. В результате на его прямом выходе формируется прямоугольный импульс дли- ф5 тельмостью 0 =С + =(.— +С )+(-С ) = — (3) о о 1о пропорциональный входному коду чис- 5() ла NX

Выходной импульс формирователя 13 повторно разрешает запись входного кода числа NX в реверсивный счетчик

10 импульсов. Процесс перезаписи завершается до перевода счетчика 10 выходным импульсом с инверсного выхода триггера 16 в режим прямого счета.

Последний устанавливается через время йо1 при перебросе триггера 16 в нулевое состояние. 60

Импульсы с выхода элемента 9 задержки продолжают поступать на счетный вход реверсивного счетчика 10 импульсов, работающего уже в режиме прямого счета. При поступлении N -NX б5 импульсов счетчик переполнится и на его втором выходе () 9 ) через время

N -Ы - (4) появляется импульс, который, через логический элемент ИЛИ 3 запускает первый формирователь 4 импульсов сброса.

Последний сбрасывает счетчик 10 в нулевое состояние. В результате на первом выходе (0 ) счетчика 10 формируется импульс, который запуска- ет второй формирователь . 13 и устанавливает в единичное состояние вто. Рой триггер 14" разрешая; тем самым ) прохождение импульсов с выхода логического элемента И-НЕ 7 на выход логического элемента И-НЕ 15. До прихода через время Си = (Ц вЂ” Г ) первого импульса с выхода логического элемента И-НЕ 7 формирователь 13 формирует импульс разрешения перезаписи кода числа N В результате до прихода первого импульса на первый вход логического элемента И-НЕ 15 в реверсивном счетчике 10 импульсов записывается код числа NX и счетчик готов для последующих преобразований. Первый прошедший импульс поступает на вход установки нуля второго триггера 14 и на счетный вход третьего триггера 16. Триггер 14 устанавливается в нулевое состояние, запрещая прохождение других импульсов, а триггер 16 переводится в единичное ! состояние.

Время, по. истечении которого триггер 14 изменяет свое состояние по прямому, равно — +х - м. *=., + Ъ >

Й -) -4 4 М о2 02 ф f 5 у

Выходной потенциал с прямого выхода триггера 16 устанавливает реверсив-. ный счетчик 10 импульсов в режим обратного счета. Далее процесс преобразования повторяется.

В результате периодической рабо9ы реверсивного счетчика импульсов, управляемого триггером 16, на выходе последнего формируется последовательность прямоугольных импульсов длительностью t „ (3) с периодом следования

T=t +t = +

ы ы -и» ы

О4 . oa Хо 10 ХО (6)

Скважность выходных импульсов

Т "4а ых Nrn

Q (7) О о Хо "Х зависит от входного кода числа 8).

Частота следования импульсов

F= — =f jN

Т . О (8) в Н раз меньше частоты. следования выходных импульсов перестраиваемого генератора 8 импульсов.

Поскольку, преобразование кодз) в скважиость осуществляется после. окончания текущего периода, сбои и

886235

Составитель B.Âîéòîâ

Редактор В.Петраш ТехредМ.Рейвес Корректор В.Бутяга

Тираж 991 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 10.559/7 7

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 погрешности, связанные с возможным изменением входного кода в произ вольный момент времени, устраняются.

При этом устройство менее чувствительно к воздействию импульсных помех при переходных процессах.

Формула изобретения

Преобразователь цифровых кодов в скважность импульсов, содержащий регистр, генератор импульсов логичес- кий элемент ИЛИ, три триггера, трех (} полюсный ключ и реверсивный счетчик импульсов, входы управления прямым и обратным счетом которого "подключены соответственно к первой и. второй выходным клеммам, первый выход соединен со входом установки единицы второго триггера, а второй выход подключен к первому входу логического элемента ИЛИ, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повыше- .20 ния точности преобразования, в не го введены блок логических элементов

И, два элемента задержки, одновибратор, два формирователя импульсов сброса и два логических элемента 25 . И-НЕ,первый вход второго логического элемента И-НЕ соединен со входом второго элемента задержки и выходом первого логического элемента И-НЕ, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а второй вход — с выходом первого триггера, вход установки нуля которого подключен к первому выходу трехполюсного ключа, вход которого соединен с шиной опорного напряжения, второй вход второго логического элемента И-НЕ подключен к выходу второго триггера, а выход — ко входу установки нуля второго триггера и счетному входу третьего триггера, инверсный и прямой выходы которого соответственно подключены к первой и второй выходным клеммам, а вход установки нуля соединен через одновибратор со вторым выходом трехполюсного переключателя и непосредственно co.âòoðûì входом логического элемента ИЛИ, выход которого подключен ко входу первого формирователя импульсов сброса, выход которого соединен со входом установки единицы первого триггера через первый элемент задержки и со входом установки нуля реверсивного счетчика импульсов непосредственно, при этом вход второго формирователя импульсов сброса подключен к первому выходу реверсивного счетчика импульсов, а выход — к первым входам блока логических элементов И, вторые входы которых соединены с выходами регистра, а выходы — с установочными входами реверсивного счетчика импульсов, счетный вход которого подключен к выходу второго элемента задержки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 624352, кл. Н 03 К 13/02, 1977 °

2. Авторское свидетельство. СССР

Р 690624, кл. Н 03 К 13/02

01,02.77 (прототип) .