Преобразователь последовательности временных интервалов в цифровой код Советский патент 1984 года по МПК G04F10/04 

ную линию задержки подключен к выходу дополнительного элемента И, а третий вход соединен с выходом

первого элемента И с запретог, инверсный вход которого подключен к выходу генератора такговых импульсов.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ В ЦИФРОВОЙ КОД,- содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к первому входу элемента И-НЕ и к первым входам первого и второго элементов И, выходы rtepsoго и второго элементов И срединены соответственно со счетными входами первого и второго счетчиков импульсов, выход каждого разряда которых подключен к соответствующему информационному входу запоминающего устройства, вторые входы первого и второго элементов И соединены с прямым выходом R5 -триггера включения, при этом пзины Старт и Стоп подключены соответственно к первым входам третьего и четвертого элементов И, вторые входы которых соединены с счетным входом триггера управления и с входом первой линии задержки, a выходи подключены соответственно к 5 и R -входам RS -триггера включения, выход первой линии задержки соединен с первым входом пятого и и;естого элементов И, второй вход пятого элемента И подключен к прямому выходу триггера управления и к третьему входу первого элемента И,, a второй вход шестого элемента И соединен с инверсным выходом триггера управления и третьим входом второго элемента И, выходы пятого и шестого элементов И подключены соответственно к первому и второму входам управления запоминающего устрюйства и через вторую и третью линию задерж ки подключены соответственно к входам установки нуля первого и второго счетчиков импульсов, шина Вход через первый формирователь импульсов соединена с 5-входом RS -триггера, прямйй выход которого подключен к второму входу элемента И-НЕ, выход S которого через второй формирователь импульсов соединен с R -входом RS триггера, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введены два элемента И с запретом, рас- ширитель импульсов, два элемента ИЛИ,5 и дополнительные формирователь импульсов, элемент И и линия задержки, причем первый и второй входы пер вого элемента ИЛИ соединены с выходами переполнения первого и второо ел го счетчико-в импульсов соответст- . венно, a выход первого элемента ИЛИ через дополнительный формирователь о импульсов подключен к прямому входу .САЭ первого элемента И с запретом и входом расширителя импульсов, выход которого подключен к инверсному рходу второго элемента И с запретом и к первому входу дополнительного элемента И, прямой вход второго элемента И с запретом соединен с выходом второго формирователя импульсов и с вторым входом дополнительного элемента И, a выход подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом триггера управления, второй вход через дополнитель

Изобретение относится к импульс ной технике и может ыть использовано для преобразования последовательности временных интервалов в цифровой код. Известно устройство, предназначенное для измерения временных интервалов с представлением результатов измерения в цифровой форме, содержащее генератор тактовых импульсов, элемент И, счетчик импульсов, Р5 -триггер, S - и R -вход которого подключены к клеммам стар и стоп соответственно, прямой выход R5 -триггера соединен с одним из входов элемента И, другой вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, а выход соединён со счётным входом счетчик илтульсов, выход каждого разряда которого подключен к соответствующему информационному входу запоминающего устройства 1. Недостатком данного устройства является низкая точность преобраз вания, обусловленная возможностью потери информации при переполнении счетчика в случае измерения длинных интервалов и накоплением случайных составляющих ошибок измерения при определении суммарной длительности последовательности временных интерйалов. Наиболее близким к предлагаемом по технической сущности является преобразователь последовательности временных интервалов в Цифровой код содержащий формирователи входных сигналов, два счетчика импульсов, запоминающее устройство, RS -тригге триггер управления, R5 -триггер вкл чения, три линии зсщержки, элемент И-НЕ, шесть элементов И, кипп-реле и генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к первому входу элемента И-НЕ и первым входам первого и второго элементов И, вторые входы которых соединены с прямым выходом RS -триггера включения, выходы первого и второго эле ментов И подключены к счетным входам первого и второго счетчиков импульсов соответственно, прямой вы ход триггера управления соединен с третьим входом первого и первш-i входом третьего элементов И, выход последнего подключен к первому входу управления записью запоминающего устройства и через первую линию задержки - к входу установки нуля второго счетчика импульсов, инверсный выход триггера управления соединен с третьим входом второго и первьом входом четвертого элементов и выход последнего подключен к второму входу управления записью запоминающего устройства и через вторую линию задерхски - к входу установки нуля первого счетчика импульсов, первые входы пятого и шестого элементов И соединены с шинами Старт и Стоп соответственно, вторые входы этих элементов подключены к выходу кипп-реле,.к счетному входу триггера управления R -входу R5 триггера и к входу третьей линии задержки, выход которой соединен с вторыми входами третьего и четвертого элементов И, выходы пятого и шестого элементов И соединены соответственно с R- и S -входами RS-триггера включения, вход формирователя входных сигналов подключен к входной шине, et выход - к 5 входу R3 -триггера, прямой выход которого соединен с вторым входом элемента И-НЕ, выход последнего подключен к входу кипп-реле. Известное устройство производит преобразование в цифровой код длительностей последовательности временных интервалов. Код длительности всей последовательности временных интервалов определяется суммой кодов отдельных интервалов.последовательности, при этом ошибка в измерении длительности всей последовательности не превышает- ошибки измерения отдельных интервалов С2. . Недостатком указанного преобразователя является низкая точность преобразования, обусловленная возможностью потери информации при переполнении счетчиков импульсов. Это происходит, когда длительность измеркемо№ интервала такова, что число тактовых импульсов, укладывающихся в нем, превышает емкость испольэ-уемых счетчиков. Цель изобретения - повышение точности преобразования. Поставленная цельдостигается тем, что в преобразователь последовательности временных интервалов в цифровой код, содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к первому входу элемента И-НЕ и к первым входам первого и второго элементов И, выходы которых соединены со счетными входами первого и второго счетчиков импульсов соответственно, выход каждого разряда счетчиков импульсов подключен к соответствующему информационному входу запоминающего устройства,вторые входы первого и второго элементов И соединены с прямым выходом RS -триггера включения, при это шины Старт И Стоп соединены соответственно с первыми входами третьего и четвертого элементов И, вторые входы которых подключены к счетному входу триггера управления и входу первой лин-ии задержки, а выходысоединены с 5- и R-входами R5 -триггера включения соответственно, вьйход пер.вой линии задержки подключен к первым входам пятого и шестого элементов И, второй вход пятого элемента. И соединен с прямым выходом триггера управления и треть им входом первого элемента И, второй вход шестого элемента И подключен к инверсному выходу триггера управления и третьему входу второго элемента И, выходы пятого и шестого элементов И подключены соответственно к первому и второму входам управления запоминакмцего устрой ства и через вторую и третью лини задержки подключены к входам установки нуля первого и второго счетчи ков импульсов соответственно шина Вход через .первый формирователь импульсов соединена с 5-входом КВтриггера, прямой выход которого под ключен к второму входу элемента И-Н выход которого через второй формирователь импульсов соединен с R-входом К5-триггера, введены два элемента И с запретом, расширитель импульсов, два элемента ИЛИ i до-, полнительные формирователь-импульсов, элемент И и линия задержки, пр чем первый и второй входы первого элемента ИЛИ соединены с выходами переполнения первого и второго сч чиков импульсов соответственно, а выход первого элемента ИЛИ через дополнительный формирователь импуль сов подключен к прямому входу первого элемента И с запретом и входом расширителя импульсов, выход котор го подключен к инверсному входу второго элемента И с запретом и к первому входу дополнительного элемента И, прямой вход второго .элемента И с запретом соединен с выхо дом второго формирователя импульсо и с вторым входом дополнительного элемента И, а выход подключен к п вому входу второго элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом триггера управления, второй вход через дополнительную линию задержки подключен к выходу дополнительного элемента И, а третий вход соединен с выходом первого элемента И с запретом, инверсный вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов. На фиг. 1 представлена блок-схема преобразователя последовательности временных интервалов в цифровой код; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясням-чие его работу. Преобразователь содержит генератор 1 тактовьах импульсов фиг. II , выход которого соединен с первыми входами первого 2 и второго 3 элементов И и с первым входом элемента И-НЕ 4, а также с инверсным входом первого элемента И с запретом 5,Выходы первого 2 и второго 3 элементов И подключены к счетным входам первого б и второго 7 счетчиков импульсов соответственно, выход каждого разряда которых соединен с соответствугацим информационным входом запоминающего устройства 8. Третьи входы первого 2 и второго 3 элементов И подключены к прямому и инверсному выходам триггера 9 управления соответственно. Вторые входы первого 2 и второго 3 элементов И соединены с прямым выходом Р5-;триг гера 10 включения. S- и R-входы которого соединены соответственно с выходами третьего 11 и четвертого 12элементов И. Первые входы третьего 11 и четвертого 12 элементов И соединены соответственно с шинами Старт и Стоп, а вторые входы со счетным входом триггера 9 управления, выходом второго элемента ИЛИ 13и входом первой линии 14 задержки, выход которой подключены к первым входам 15 и шестого 16 элементов И, вторые входы которых соединены с прямым и инверсным выходами триггера 9 управления соответственно. Выходы пятого 15 и шестого 16 элементов И подключены соответственно к первому и второму входам управления записью запоминающего устройства 8 и через вторую 17и третью 18 линии задержки - к входам установки нуля первого б и второго 7 счетчиков импульсов. Шина Вход подключена через первый формирователь 19 импульсов к входу5-р5-триггера 20, прямой выход которого соединен с вторым входом элемента И-НЕ 4, выход которого через второй формирователь 21 импульсов соединен с вторым входом дополнительного элемента И 22, с прямым входом второго элемента И с запретом 23 и с входом RS-триггера 20. Инверсный вход второго элемента И с запретом 23 подк 1ен к первому входу дополнительного элемента И 22 и к выходу расшир теля 24 импульсов, а выход соедине с первым входом второго элемента И 13, второй вход которого через доп нительную линию 25. задержки подклю чен к выходу дополнительного элемента И 22,а третий вход соединен с выходом первого элемента И с .запретом 5.Первый и второй входы пер вого элемента ИЛИ 26 подключены к. выходам переполнения первого б и второго 7 счетчиков импульсов соответственно, а выход через дополн тельный формирователь 27 импульсов соединен с входом расширителя 24 импульсов и с прямым входом пер вого элемента И с запретом 5. Устройство работает следугацим образом, В исходном состоянии (до начала счета; на пряьалх выходах R5-триггера 10 включения и RS -триггера 2 устанавливаются нулевые потенциалы счетчики 6 и 7 импульсов обнулены, для чего перед началом измерений внешним сигналом .производится обнуление счетчиков 6 и 7 импульсов, RS-триггера 10 включения и R5-триггера 20 (внешние цепи обнуления счетчиков на чертеже .не показаны ). Изменение начинается при поступлении импульса на шину Старт (фиг. 26 ). Первый пришедший после этого входной импульс (фиг. 2в ), нормализованный формирователем 19 импульсов в прямоугольный импульс заданной длительности и амплитуды (фиг. 2г }, устанавливает R5-триггер 20 в единичное состояние (фиг. 2п), в результате чего на один из входов элемента И-НЕ 4 подается разрешающий, потенциал. Задним фронтом первого тактового импульса (фиг..2а,прошедшего через элемент И-НЕ 4 (фиг. 2е), запускается формирователь 21 импульсов (фиг. 2ух}, вырабатывагадий на выходе прямоугольный импульс заданной длительности. Этот импульс переводит PS -триггер 20 в исходное состояние. Нулевыми потенциалами, формируемьп/ И на выходах расширителя 24 импульсов -(фиг. 2з) и дотюлнительного формирователя 27 импульсов (фиг. 2иJ в начальный момент времени, закрываются дополнительный элемент И 22 (фиг. 2у) и первый элемент И с запретом 5 (фиг 2т ), а второй элемент и с запретом 23 открывается по инверсному входу Поэтому импульс, сформированный фор мирователем 21 импульсов (фиг. 2ж/ проходит через второй элемент И с запретом 23 (фиг. 2к) и через второй элемент ИЛИ 13 (фиг. 2л ) поступает на счетный вход триггера 9 управления, изменля его состояние на противоположное (фиг. 2м, н/. Одновременно этот импульс, пройдя через третий элемент И 11, переводит RS-триггер 10 включения в единичное состояние (фиг. 2 б. В результате, на второй и третий входы первого элемента И 2 подаются раз решающие потенциалы, а на третий вход второго элемента И 3 - запрещагаций потенциал. Поэтому тактовые импульсы, (фиг. 2а) пройдя через первый элемент И 2 (фиг. 2 и), поступают на счетный вход первого счетчика 6 импульсов. В устройстве используются счетчики накапливающего типа с числом внутренних состояний, равным с . При установке всех разрядов счетчика в единичное состояние на выходе переполнения счетчика формируется единичный импульс, указывающий на заполнение счетчика. Предположим, что в процессе измерения первого интервала на счетчик 6 импульсов поступило |U импульсов 1.( А -1 . С приходом второго входного импульса R5 -триггер 20 снова переводится в единичное состояние (фиг. 2д ). ТактовЕлм импульсом, прошедшим через открытый элемент И-НЕ 4, запускается формирователь 21 импульсов (фиг, 2ж). Импульс, снимаемый с выхода формирователя 21 импульсов, устанавливает триггер 20 в исходное состояние и, пройдя через второй элемент И с запретом 23 (фиг. 2к ) .и второй элемент ИЛИ 13 (фиг. 2л},-, изменяет состояние триггера 9 управления (фиг. 2м, нК В результате, на второй вход шестого элемента И 16 и на второй и третий входы второго элемента И 3 (фиг. 2р ) подаются разрешающие потенциалы, а на второй вход пятого элемента И 15 и третий вход первого элемента И 2 - запрещаю1 ие потенциалы. Поэтому на втором интервале подсчет будет осуществляться счетчиком 7 импульсов. Импульс с выхода второго элемента ИЛИ 13 (фиг. 2л /, задержанный первой линией 14 задержки, на время, доста-. точное для окончания переходного процесса в триггере 9 управления, осуществляет после прохождения шестого элемента И 16 перезапись показаний счетчика 6 импульсов в запоминающее устройство 8 и дополнительно задержанный третьей линией 18 задержки на время, достаточное для перезаписи показаний счетчика в запоминающее устройство 8, обнуляет счетчик 6 импульсов. Предположим, что число тактовых импульсов, укладывающихся на втором измеряемом интервале, превышает

емкость второго счетчика 7 импульсо Тогда, после заполнения счетчика на его выходе переполнения появляется единичный импульс, который, пройдя через первый элемент ИЛИ 26 (фиг. 2с), запускает дополнительный формирователь 27 импульсов, вырабатывающий импульс длительностью (фиг. 2и ), поступающий на расширитель 24 импульсов и на прямой вход первого элемента И с запретом 5. В момент окончания тактового импульса, приведшего к переполнению счетчика, на выходе первого элемента И с запретом 5 формируется импульс длительностью (фиг. 2т ), который, пройдя второй элемент ИЛИ 13, перебрасывает триггер 9 управления. После этого происходит перезапись показаний второго счетчика 7 импульсов в запоминающее устройство 8, обнуление второго счетчика 7 импульсов и подключение генератора 1 тактовое импульсов через открытый, первый элемент И 2 к счетному входу первого счетчика 6 импульсов. Одновременно расширитель 24 импульсов 1ФИГ. 2з ) формирует прямоугольный импульс длительностью,. равной периоду повторения тактовых импульсов. Этим импульсом по первому входу открывается дополнительный элемент И 22 (фиг. 2у ) и по . инверсному входу закрывается второй элемент И с запретом 23 (фиг. 2к). Если переполнение счетчика происходит одновременно с приходом очередного входного импульса, то импульс с выхода,формирователя импульсов 21 (фиг. 2ж) проходит через дополнительный элемент И 22, и задержанный на период следования тактовых импульсов дополнительной линией 25 задержки поступает через второй элемент ИЛИ 13 на счетный вход триггера 9 управления. При это в работающем счетчике (в данном случае это первый счетчик б импульсов

регистрируется только один импульс. Тем самым исключается неоднознач-ность счета в случае совпадения моментов окончания измеряемого интервала и переполнения счетчика. Далее процесс преобразования протекает аналогично. Количество записей, произведенных в згшоминакщее устройство при работе без переполнения счетчиков, определяется числом измеряемых интервалов. В случае переполнения счетчиков соответствующий интервал разбивается на подынтервалы, количество которых зависит от длительности интервала, частоты следования тактовых импульсов и максимального числа внутренних состояний используемых счетчиков. При считывании информации из запоминающего устройства признаком разбиения интервала на подынтервалы служит снятие кода, состоящего только из единиц. Поступление за одной .из таких записей иного кода означает, что измерения интервала заканчиваются, а данный подынтервал, является последним. Дпительность всего интервала в этом случае равна сумме длительностей всех его подынтервалов.

Процесс преобразования заканчивается при поступлении на устройство сигнала Стоп (фиг. 2ф ;,после прихода которого очередной входной импульс или импульс переполнения с выхода второго элемента ИЛИ 13 проходит через четвертый элемент И 12 и переводит R3 -триггер 10 включения в нулевое состояние (фиг.2o, тем самым закрывая первый 2 и второй 3 элементы И. .

Таким образом, в предлагаемом устройстве, осуществляющем преобразование в цифровую форму последовательности временных интервалов, исключена возможность потери инфор.мации при переполнении счетчиков и тем самым повышена точность преобразования по сравнению с известными устройствами.