Многостоповый преобразователь временных интервалов в цифровой код Советский патент 1986 года по МПК G04F10/04 

Изоб ретение относится к оборУдова нию для автоматизации научных исследований в области ядерной физики, в частности к временным спектрометрам и может быть использовано в ряде ней тронно-физических экспериментов, использующих- время-пролет яую методику измерений. Известен многостоповый преобразователь временньрс интервалов в цифровой код, содержащий таймер, генератор тактовых импульсов, сдвиговый регистр из п триггеров, п схем совпа дений с двумя входами и счетчиками. Указанный преобразователь обладае рядом недостатков: во-первых, при не Идеальном фазировании стоповых сигналов с импульсами тактового генератора имеет место недостоверность результата измерения; во-вторых, объем аппаратурных средств находится в пря мой зависимости от числа измеряемых интервалов времени, т.е. от числа сигналов СТОП.: Наиболее близким по технической сущности к изобретению является преобразователь, содержащий генератор тактовых импульсов, формирователь таймерной серии, п-разрядный последо вательный, счетчик времени, п-разряд- ный буферный регистр, формирователь импульса перезаписи кода со счетчика времени в буферный регистр и блок за держки в цепи перезаписи кода. Причем, первые входы формирователя таймерной серии и формирователя импульс перезаписи объединены между собой и соединены с выходом генератора тактовых импульсов, выход формирователя таймерной серии соединен с входом п-разрядного последовательного, счет.чика времени, п выходов которого под .ключены к соответствующим п информащ онным входам п-разрядного буферного регистра, выход формирователя импульса перезаписи соединен с- входом задержки, п выходов которого подключены соответственно к п синхронизирующим входам п-разрядного буферного регистра. . Основным недостатком преобразователей такого типа является довольно высокая вероятность недостоверного результата измеренияj связанная с неидеальностыо фазирования сигнала Суоп с .тактовыми импульсами генератора. В результате неидеального фазирования на выходе формирователя импуль.са перезаписи возникает реза601 ..2 . ный импульс т. е. импульс с энергией, недостаточной для осуществления правильной перезаписи в буферней регистр.При этом в извест,ном преобразователе с задержкой в цепи перезаписи кода, выполненной на линии с распределенными параметрами либо на логических элементах, невозможно в реальном масштабе времени или после окончания процесса перезаписи осуществить контроль кода, получаемого в буферном регистре. Веро ятность недостоверного измерения приводит к искажению временного спектра и при данном быстродействии используемой элементной базы находится в прямой зависимости от соотношения временной области, в пределах которой возникает резаный импульс при фазировании, и частотой следования тактовых импульсов. При повьшенйи . точности измерения, т.е.. при повышении частоты следования тактовых импульсов генератора, задача уменьшения вероятности возникновения искаженного кода при перезаписи становится весьма актуальной. Цель изобретения - повьш1еиие точности путем уменьшения вероятности получения искаженного результата измерения.. Поставленная цель достигается тем, что в многостоповый преобразователь временнЬ1х интервалов в ,цифровоЗ код, содержащий генератор:тактовых импульсов, выход которого соединен с первыми входами формирователя таймерной серии.и формирователя импульсов перезаписи, вторые входы которых подключены соответственно к шинам Старт и Стоп импульсов, выход формирователя таймерной серии соединен со счетным входом счетчика импульсов, выходы разрядов которого подключены к соответствующим D-BXOдам буферного регистра, выход формирователя импульсов перезаписи соедикнен с входом блока задержки, выходы которого подключены к соответствующим С-входам буферного регистра, введены элемент И, элемент задержки, блок формирования решения и элемент ИЛИ, причем шина Стоп импульса через элемент задержки подключена.к первому входу блока фop a poвaния решения второй вход которого подключен к выходу элемента И, входы которого соединены с выходами блока задержки, первый вход элемента ИЛИ сое- 310 динен с первым выходом блока формирования решения, второй выход которого подключен к установочному входу буферного регистра непосредственно и через элемент ИЛИ к установочно му входу блока задержки, кроме того блок формирования решения содержит инвертор и два элемента И, причем первые входы элементов И соединены с первым входом блока, второй вход которого соединен с вторым входом первого элемента И непосредственно и с .вторым входом второго, элемента И инвертор, выходы первого и второго элементов И являются соответственно первьм и вторым выходами блока. Нафиг. 1 изображена структурная схема многостопового преобразователя временных интервалов в цифровой йод; на фиг,2 - временная диаграмма. Преобразователь содержит генератор 1 тактовых импульсов, формирова тель 2 таймерной серии, счетчик 3 им пульсов, буферный регистр 4, формиро ватель 5 импульсов перезаписи, блок 6 задержки, вьшолненный, например, в виде п-разрядного последовательного счетчика перезаписи, элемент 7 И с п входами, элемент 8 задержки, блок 9 формирования решения, в состав которого входят инвертор 10 и элементы 11, 12 И, элемент 13 ИЛИ. Принцип работы многостопового пре образователя временных интервалов в цифровой код заключается в следующем .В исходном состоянии триггеры . счетчика 3 и буферного.регистра 4 на ходятся в состожнии О, триггеры (счетчика перезаписи) блока 6 - в состоянии 1. По сигналу Старт (см. фиг, 2,а) с выхода формировател 2 таймерной серии (см. фиг, 2,6) на вход счетчика 3 поступают тактовые . импульсы генератора.1. По сигналу .Стоп (см. фиг. 2,в) на выходе формирователя 5 вырабатывается импульс перезаписи (см.фиг. 2,г). Этот импульс, поступая на вход блока 6, находящегося в состоянии 1, последовательно устанавливает каждый тригг гер этого счетчика в состояние О. При переходе каждого триггера счет-чика перезаписи в состояние О осуществляется задержка импульса перезаписи и происходит перезапись кода со счетчика 3 в буферный регистр 4. 1 В том случае, когда формирователем 5 импульса перезаписи вырабатывается полноценный сигнал (на фиг.2 он формируется по второму сигналу Стоп), после окончания перезаписи кода-в буферный регистр 4 на выходе элемента 7 вырабатывается сигнал, подтверждающий нулевое состояние всех триггеров блока 6. В результанте этого на одном из выходов -блока 9 формирования решения (см. фиг. 2,ж) в момент поступления на его вход сигнала Стоп, задержанного с помощью элемента 8. задержки на время установки в О счетчика перезаписи (см. фиг. 2,д), вырабатывается сигнал, по которому происходит чтекие правильного, результата измерения, полученного на буферном регистре 4, и установка через элемент 13 ИЛИ счетчика перезаписи 6 в состояние .1 (см. фиг. 2,з). В случае, когда формирователем 5 импульса перезаписи вырабатьшается резаный сигнал (на фиг.2 он формиг-. руется по первому стоповому сигналу), который не устанавливает хотя 6|)i г один из триггеров блока 6 в состояние ,на втором выходе блока 9 формирования решения (см.фиг.2,а) в момент поступления на его вход задержанного сигнала Стоп, вырабатывается сиг«.нал, по которому происходит сброс буферного регистра 4 и установка через элемент 13 ИЛИ блока 6 в состояние 1. Результат измерения принимается в этом случае недостоверным. Таким образом, счетчик перезаписи блока 6 выполняет роль элемента задержки для импульса перезаписи и устройства,.по состоянию которого в нереальном масштабе времени определяется достоверность результата измере . ния. Для того, чтобы времй задержки . триггеров .счетчика перезаписи блока 6 практически бьто бы равно задержке, триггеров счетчика 3, эти счетчики -достаточно выполнить на одной и той же элементной базе. Таким образом, в настоящем преобразователе удалось уменьшить вероят ность получения искаженнбго р.езультата измерения путем контроля процесса перезаписи кода счетчика времени в буферный регистр. Использование предлагаемого устройства в качестве измерительного позволяет получить более качествевда 5 ные временные распределения изучаемых процессов при мертвом времени,. 1061601 4 не зависящем.от частоты генератора тактовых импульсов.

1. ,МНЬГОСТОПОВЬЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ В-ЦИФРО ВОЙ КОД, содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с первыми входами формирователя таймерной серии и формирователя импульсов перезаписи, вторые входы которых подключены соответственно к шинам Старт и Стоп импульсов, вы ход формирователя таймерной серии соединен со -счетным входом счетчика импульсов, выходы разрядов которого подключены к соответствующим Ц-вХодам буферного регистра, выход форми1 рователя импульсов перезаписи соединен с входом блока задержки, выходы которого подключены к соответствующим С-входам буферного регистра, о тл и ч а ю щ и и с я тем, что с целью повышения точност путем уменьшения вероятности получения искажен ного результата измерения, в него. введены Элемент И, элемент задержки, блок формирования решения и элемент . ИЛИ, причем шина Стоп импульса через элемент задержки подключена к первому входу блока формирования решения, второй вход которого подключен к выходу элемента И, входы которого соединены с выходами блока задержки, первый вход элемента ИЛИ :соединен с первым выходом блока формирования решения, втррой выход которого подключен к установочному входу буферного регистра непосредственно и через элемент ШШ к/установочному § входу блока задержки. .. 2. Преобразователь по п.1, о т -. личающийся. тем, что блок О) формирования решения содержит инвертор и два элемента И причем первые входы элементов .И брединены с первым входом блока, второй вход которого соединен с вторым входом первого элемента И непосредственно и с втойьм входом вторрго элемента И через инвертор, вькоды первого и второго элементов И являются соответственно дервым и вторым выходами блока.

S .