Нониусный преобразователь кода во временной интервал Советский патент 1983 года по МПК H03K13/20 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано, например, для связи вычислительных машин с объектами управления, в имитаторах дальности, для моделирования радиолокационных сигналов и для построения управляемых линий задержки. . . .

Известен преобразователь, содержащий эталонный генератор импульсов счетчик импульсов , триггер, управляющий вентилем, дешифратор, схему сравнения, дополнительный триггер, дополнительный генератор и схему сравнения. Вход счетчика через эле-мент ИЛИ и вентили соединен с выходами основного и дополнительного генераторов. Информационные выходы счетчика соединены с входами схемы сравнения и дешифратора. Дыход схемы сравнения подключен к входу дополнительного генератора, к входам основного и дополнительного триггеров. Выход счетчика соединен с другим входом дополнительного,триг-гераи с одним входом схемыСтробирования,другой вход которой соединен , с выходом дополнительного генератора СИ.

В данном преобразователе за счет применения нониусной интерполяции повьошена точность преобразования без повьциения требований к быстродействиюлогических элементов, нов данном преобразователе основной генератор не засинхронизирован с сигналом , что вносит погрешность в пределах кванта. Кроме того, во временной интервал преобразуется не весь диапазон входных кодов, а только те ко,ды,, в- которых значение кода старших разрядов больше значения кода младших разрядов.

Известен также преобразователь кода во временной интервал, содержащий счетчик ймпуЛьсов, генератор, два триггера, два вентиля, элемент ИЛИ, элемент стробирования, дешифратор, элемент сравнения, переключатель диапазонов, при этом старшие разряды счетчика через дешифратор соединены с первым входом элемента сравнения, а младшие разряды подключены к вторым входам элемента сравнения, генератор импульсов соединен с- третьим входом элемента- сравнения выходы вентилей соединены с элементом ЙЛИу вход элемента стробирования подключен к выходу счетчика, . выход первого триггера соединен с входом первого вентиля, вход первого триггера подключен к выходу элемента сравнения, второй выход первого триггера соединен : входом второго вентиля, вторые входы вентилей подключены к выходам переключателя диапазонов, входы которого соединены С другими выходами генератора,

второго триггера соединен с первым выходом генератора, выход элемента ИЛИподключен к второму входу генератора, выход которого соединен со счетным входом,счетчика и со вторым входом элемента стробирования, выход которого подключен к первому входу второго триггера и вторые входы триггеров .соединены с входной шиной Перед началом работы преобразуемый обратный код старших разрядов записывается в счетчик. Прямой код младших разрядов от внешнего регистра подается на входы элемента сравнения. Импульсом Пус.к, определяющим

.начало преобразуемого временного интервала, триггеры устанавливаются в единичное состояние и запускается генератор импульсов на первую частоту. Счетчик подсчитывает эти импульсы. Когда в младших разрядах счетчика установится число, равное числу в младших разрядах кода, а в остальных разрядах счетчика установятся единицы, что фиксируется дешифратором, срабатывает элемент сравнения и происходит переключение частоты генератора на другую частоту, период которой отличается от периода прежней частоты на минимальный дискретный шаг преобразования. Счетчик продолжает подсчет импульсов с новой.частотой до момента переполнения, которым определяется конец, формируемого временного интервалаГ23

едостат;{ом данного прЪобразвателя является то, что.-во временной интервал преобразуется не весь диапазон входных кодов, а только те коды, в которых значение кода старших разрядов больше значения кода младших разрядов,..что ограничивает его функциональные возможности.

Цель изобретения - расширение диапазона преобразования.

Поставленная цель достигается тем, что в нониусный преобразователь кода во временной интервал, содержащий опорный счетчик ирлпульсов инверсные установочные входы которого подключены к шине старших разрядо входного кода. Два триггера, элемент И, элемент ИЛИ и опорный гене.ратЬр импульсов, управляющий вход которого соединен с единичным выходом первого триггера,, единичный вход .которого подключен к шине Пуск введены нониусный генератор импульсс в и нониусный счетчик импульсов, причем управляющий вход нониус ного генератора импульсов подключен к единичному выходу первого триггера, а выход - к счетному входу нониусно.го счетчика импульсов, выход переполнения которого соединен с еди.ничным входом второго триггера, единичный выход которого подключен к выходной шине и первому входу злемента И, второй вход которого соединен-с выходом опорного генератора импульсов, а выход - ео счетным входом опорного счетчика импульсов, выход переполнения которого подключен к первому входу элемента ИЛИ, Ёторой вход которого соединен с шиной начальной установки, а выход - с ну- левыми входами первого и второго триггеров, причем установочные входы нсзниусного счетчика подключены к шине Ю младших разрядов входного кода.

На черте)йе изображена структурная электрическая схема предлагаемого преобразователя.

Преобразователь содержит опорный, 15 1 и нониусный 2 импульсов, управляющие входы которых соединены с единичным выходом первого триггера 3, выход нониусного генератора 2 . соединен со счетным входом нониус- .. 20 ного счетчика 4, выход переполнения которого подключен к единичному входу второго триггера 5. Единичный выход триггера 5, являющийся выходом б преобразователя, соединен с 25 первым входом элемента И 7, второй вход .которого соединен с выходом опорного генератора 1 импульсов. Выход элемента И 7 подключен к счетному входу опорного счетчика 8 импульсов, выход переполнения которого и шина 9 начальной установки через элемент ИЛИ 10 соединены с нулевыми входами .первого 3 и второго-5 триггеров. Установочные входы нониусного счетчика 4 подключены к шине 11 35 младших разрядов входного кода, а инверсные установочные входы опорного счетчика 8 -.к шине 12 старших разрядов входного кода. Шина Пуск 13 соединена с единичным входом 40 первого триггера 3.

Преобразователь работает следуюим образом.

в начальный момент времени, до.подачи сигнала Пуск, по шине 9 jj начальной установки осуществляется сброс в нулевое состояние триггеров 3 и 5., в нониусный счетчик 4 записывается прямой код младших разрядов входного кода, а в опорный счетчик в) « инверсный код старших разрядов вход- Hcffo кода. Затем по шине Пуск 13 триггер 3 изменяет свое состояние на противоположное и запускает одновременно опорный 1 и нониусный 2 генераторы импульсов, которые имеют 55 потенциальный запуск, т.е. генерируют импульсы только при подаче .на их управляющие входы высокого потенциала. Импульсы нониусного генератора 2 заполняют нойиусный счетчик 4,импульс -60 переполнения которого переводит второй триггер 5 в единичное состояние и образует передний фронт формируемого временного интервала. Так как генераторы 1 и 2 запускаются 5

одновременно и в нониусный счетчик 4 первоначально записан код младших разрядов, то в момент переполнения этого счётчика разность фаз между импульсами нониусного. 2 и о.порного 1 генераторов пропорциональна обратному кйду младших разрядов, т-.е. чем меньше значение кода, записанного в счетчике 4, тем больше времени проходит до момента его переполнения и тем ближе начало формируемого временного интервала к первому импульсу опорного генера- тора .1, поступившему в опорный счетчик 8. Таким образом, происходит уточнение временного положения.переднего фронта формируемого временного интервала. После установки в единичное состояние триггера 5 открывается элемент И 7 и опорный счетчик 8 начинает .заполняться импульсами опорного генератора 1. Первоначально в опорный счетчик 8 записывается инверсный код старших разрядов вход.ного кода, поэтому переполнение счетчика 8 наступает через время, пропорциональное прямому коду старших разрядов входного кода. Импульс пере;прлнения счетчика 8 переводит триггер 5 в нулевое состояние, формируя конец временного интервала.

Таким образом, повышение точности преобразования кода во временной интервал осуществляется за счет уточнения нониусным способом временного положения переднего фронта формируемого интервала.

Уточнение длительности формируемаго временного интервала происходит за счет того, что период следования импульсов нониусной последовательности Тц отличается от периода следования импульсов опорной последовательности TO на цену деления младшего разряда цифрового эквивалента разности t между длительностью формируемого интервала и суммарной длительностью периодов ;опорной последовательности, число которых зафиксировано опорным счетчиком 8.

Результат преобразования определяется формулой

л--to ut V,- (NH и,о,-Мц),

где NQ .- число импульсов, зафиксированное опорным счетчиком 8 до момента его переполнения

N - число импульсов, зафиксированное нониусным счетчиком 4 до момента его переполнения; . N. - максимальное число импульсов фиксируемое нониусным счетчиком 4;

h - основание системы счисления;; ci - число младишх разрядов входного кода, выделяемое для иоииусной интерполяции.

Электронный Нониус увеличивает точность преобразования без пов.ыше- , имя требований к быстродействию элементов (в частности счетчиков) поскольку периоды опорной и нониусг ной последовательностей близки между собой и имеют длительность примерно в h раз больше цены деления младшего разряда входного кода, т.е. в h раз больше величины тактового интервала опорной частоты, необходимой для получения такой же точности преобразования при отсутствии нониусной интерполяции.

В отличие от известного преобразо вателя.позволяющего преобразовывать во временной интервал только коды, в которых значения старших разрядов

больше значения младших разрядов, предлагаемый преобразователь осуществляет преобразование во временной интервал весь диапазон кодов.

Кроме того, использование триггера 5 с элементом И 7 позволяет отказаться- от использования схемы сравнения Кодов и регистра хранения младших разрядов кода. Синхронный запуск основного и нонйусного генераторов позволяет избежать погрешностей от перестройки одного генератора и от срабатывания схемы сравнения кодов. При этом последовательная работа счетчиков позволяет компенсировать погрешность, возникающую из-за задержек в схемах переноса счетчиков, так как момент переполнения но«иусного счетчика определяет начало выходного импульса, а момент переполнения опорного счетиика - конец выходного импульса.

-НОЙИУСНЫй: ПРЕОБРАЗО ВАТЕЛЬ КОДА ВО; аРБМЕННОЙ ИНИВРВАЛ, содержащий опорняй ечетчик импульсов, Htk; BepcHbie установочные вход)ы которого подколочены к шине старших разрядов входного кода, два триггера/ элемент И, элемент ИЛИ и опорный генератор импульсов, управляющий вход кото рргр соединен с единичным выходом первого триггера, единичный вход которого подключен к шине Пуск, : о т л и ч а :ю щ и и с я тем, что с целью расширения диапазона преобразования, в него введены нониусный генератор импульсов и нониусный счетчик импульсов, причем управляющий вхЬд нониусного генератора импульсов подключен кединичному выходу первого триггера, а выход - к счетному входу нониусного счетчика импульсов, выход переполнения которого соединен с единичным входом второго триггера,единичный выход которого подключен к выходной шине и первому входу элемента И, второй вход которого соединен с выходом опорного генератора импульсов, а выход - со счетным входом ;ОпорНого счетчика импульсов, выход Q переполнения которого подключен, к О) первсжу входу элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с шиной начальной установки, а выход - с нулевыми входами первого и второго триг- . геров, причем установочные входы но-2 ниусного счетчика подключены к шине младщих разрядов входного кода. м 4 4;