Преобразователь код-временной интервал Советский патент 1984 года по МПК H03K13/20 

1088115

ратного преобразования, а нулевойк первому входу третьего элемента ИЛИ,

выход - с третьим входом первого эле-второй вход которого соед1шен с выхомента И и вторым входом третьего эле-дом четвертого элемента И, а выход мента И, выход которого подключенсо входом второго генератора импульсов.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОД - ВРЕМЕННОЙ ИНТЕРВАЛ, содержаний первьй и второй счетчики импульсов, первый и второй генераторы импульсов, первый и второй триггеры, первый элемент И и первый элемент ИЛИ, выход которого соединен с нулевьми входами первого и второго триггеров, первый вход - с шиной начальной установки, а второй вход - с выходом переполнения первого счетчика импульсов, инверсный установочный вход которого соединен с входной шиной старших раэрядов, входная шина младших разрядов подключена к прямому установочному входу второго счетчика импульсов, выход переполнения которого соединен с единичным входом второго триггера, выход которого подключен к выходной шине временного интервала и первому входу первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго генератора импульсов, а вход первого генератора импульсов подключен к выходу первого триггера. отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей преобразователя, в него введены два триггера, два элемента ИЛИ и пять элементов И, причем шина Пуск соединена с единичным входом третьего триггера, единичный выход которого подключен к первым входам второго и третьего элементов И и к единичному входу первого триггера, нулевой вход - к шине Стоп, а. нулевой выход - к первому входу четвертого элемента И, второй вход которого соединен со входом первого генератора импульсов, выход которого подключен к первому входу пятого, элег мента И, выход которого соединен (Л С с третьим входом первого элемента ИЛИ, первый вход которого подключен к входам сброса первого и второа . го счетчиков импульсов, информационные выходы которых подключены соответственно к выходным шинам младших и старших разрядов, а счетные входы 00 соответственно к выходу второго элемента ИЛИ и выходу второго элемен00 та И, второй вход которого соединен с первым входом пятого элемента И, второй вход которого соединен с выел ходом шестого элемента И и первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу первого элемента И, второй вход которого соединен с первым входом шестого элемента И, второй вход которого подключен к третьему входу четвертого элемента И и единичному выходу четвертого триггера, единичный вход которого соединен с шиной прямого преобразования, нулевой вход - с шиной об

Изобретение относится к импульсно технике и может быть использовано, например, для связи вычислительных машин с объектами управления, в имитаторах дальности, для моделирования радиолокационных сигналов. Известен преобразователь кода во временной интервал, содержащий счетчик импульсов, генератор, два тригге ра, два вентиля, элемент ИЛИ, элемент стробирования, дешифратор, элемент сравнения, переключатель диапазонов, при этом старшие разряды счет чика через дешифратор соединены с первым входом элемента сравнения, а младшие разряды подключены ко вторым входам элемента сравнения, генератор импульсов соединен с третьим входом элемента сравнения, выходы вентилей соединены со элемента ИЛИ, вход элемента стробиравання подключен к выходу счетчика, первый вход первого триггера соединен со входом первого вентиля, второй вход первого триггера подключен к выходу элемента сравнения, второй выход первого триг гера соединен со входом второго вентиля, вторые входы вентилей подключены к выходам переключателя диапазо нов, входы которого соединены с другими выходами генератора, выход элемента ИЛИ подключен ко второму входу генератора, выход которого соединен со счетным входом счетчика и со вторым входом элемента стробирования, выход которого подключен к первому входу второго триггера, вторые входы триггеров соединены с входной шиной 1 3. Недостатком данного преобразовате ля .является то что в нем во временной интервал преобразуется не весь диапазон входных кодов, а только те коды, в которых значение кода старших разрядов больше значение кода младших разрядов. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является нониусньй преобразователь кода во временной интервал, содержащий первый и второй счетчики импульсов, первый и второй генераторы импульсов, первый и второй триггеры, первый элемент И и первый элемент ИЛИ, выход которого соединен с нулевыми входами первого и второго триггеров, первый вход - с шиной начальной установки, а второй вход - с выходом переполнения первого счетчика импульсов, инверсный установочный вход которого соединен с входной шиной старших разрядов, входная шина младших разрядов подключена к прямому установочному входу второго счетчика импульсов, выход переполнения которого соединен с единичным входом второго триггера, выход которого подключен к выходной шине временного интервала и первому входу первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго генератора импульсов, вход которого подключен к выходу первого триггера и входу первого генератора импульсов, выход которого соединен со счетным входом второго счетчика импульсов, а шина Пуск подключена к единичному входу первого триггера. В известном преобразователе повьш1е,ние точности преобразования осуществляется за счет уточнения нониусным способом временного положения переднего фронта формируемого интервала. При этом требования к быстродействию элементов схемы не повышаются 2 . Недостатком известного преобразователя является отсутствие возможности прямого преобразования временного интервала в код, что ограничивает его функциональные возможности. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей преобразователя. 31 Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь код - вре менной интервал, содержащий первый и второй счетчики импульсов, первый и второй генераторы импульсов, первы и второй триггеры, первый элемент И и первый элемент ИЛИ, выход которого соединен с нулевыми входами первого и второго триггеров, первый вход - с шиной начальйой установки, а второй вход - с выходом переполнения первого счетчика импульсов, инверсный установочный вход которого соединен с входной шиной старших разрядов, входная шина младших разрядов подклю чена к прямому установочному входу второго счетчика импульсов, выход переполнения которого соединен с еди ничным входом второго триггера, выхо которого подключен к выходной шине временного интервала и первому входу первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго генератора импульсов, а вход первого генератора импульсов подключен-к выходу первого триггера, дополнительно введены два триггера, два элемента ИЛИ и пять элементов И, причем шина Пуск соединена с единичным входом третьего триггера, единичный выход которого подключен к первым вх дам второго и третьего элементов И и к единичному входу первого триггера, нулевой вход - к шине Стоп, а нулевой выход - к первому входу четвер того элемента И, второй вход которого соединен со входом первого генератора импульсов, выход которого под ключен к первому входу пятого элемен та И, выход которого соединен с трет им входом первого элемента ИЛИ, первый .вход которого подключен к входам сброса первого и второго счетчиков .импульсов, информационные -выходы ко.торых подключены соответственно к выходным шинам младших и старших раз рядов, а счетные входы - соответственно к выводу второго элемента ИЛИ и выходу второго элемента И, второй вход которого соединен с первым входом пятого элемента И, второй вход которого соединен с выходом шестого элемента И и первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу первого элемента И, второй вход которого соединен с первым входом шестого элемента И, второй вход которого подключен к третьему входу четвертого элемента И 5 4 и единичному выходу четвертого триггера, единичньм вход которого соединен с шиной прямого преобразования, нулевой вход - с шиной обратного преобразования, а нулевой выход - с третьим входом первого элемента И и вторым входом третьего элемента И, выход которого подключен к первому входу третьего элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом четвертого элемента И, а выход - со входом второго генератора импульсов. На чертеже дана структурная электрическая схема преобразователя. Преобразователь код - временной интервал содержит первый и второй генераторы 1 и 2 импульсов и первый триггер 3, единичный выход которого соединен с управляющим входом первого генератора 1 импульсов и с первым входом элемента И 4, нулевой вход первого триггера 3 подключён к нулевому входу второго триггера 5 и через первый элемент ИЛИ 6 - к шине 7 начальной установки, которая также соединена со входами сброса первого и второго счетчиков 8 и 9 импульсов. Выход переполнения первого счетчи- . ка 8 через первый элемент ИЛИ 6 собдинен с нулевыми входами первого и второго триггеров 3 и 5, выход переполнения второго счетчика 9 подключен к единичному входу второго триггера 5, единичный выход которого соединен с первым входом элемента И 10 и с выходной шиной 11 временного интервала, выход второго генератора 2 подключе.н ко второму входу элемента И 10 и к первому входу элемента И 12, инверсные установочные вхо-, ды первого счетчика 8 соединены с входной шиной 13 старших разрядов, а установочные входы второго счетчика -9 - с входной шиной 14 младших. разрядов для обратного преобразования кода во временной интервал. Шина 15 Пуск соединена с единичным входом третьего триггера 16, а шина 17 Стоп - с нулевьм входом третьего триггера 16, нулевой выход которого подключен к первому входу первого элемента И 4, единичный выход третьего триггера 16 соединен с единичным входом первого триггера 3, с первым входом второго элемента И 18 и с первым входом третьего элемента И 19. Выходы первого генератора 1 импульсов соединен со вторым входом элемента И 18 и с первым 510 входом пятого элемента И 20, выход которого через первый элемент ИЛИ 6 соединен с нулевыми входами первого и второго триггеров 3 и 5. Выход эле мента И 18 подключен к счетному входу второго счетчика 9. Выход элемента И 12 подключен ко второму входу элемента И 20 и через второй элемент ИЛИ 21 - к счетному входу перво го счетчика В. Шина 22 прямого преобразования соединена с единичным входом четвертого триггера 23, единичный выход ко торого подключен ко второму входу элемента И 12 и к третьему входу эле мента И 4, выход которого через третий элемент ИЛИ 24 соединен с управляющим входом второго генератора 2. Шина 25 обратного преобразования под к нулевому входу четвертого триггера 23, нулевой выход которого соединен со вторым входом элемента И 19 и с третьим входом элемента И Ю выход которого через второй элемент ИЛИ 21 подключен к счетному входу первого счетчика 8.Выход элеме через третий элемент ИЛИ 24 соединен с управляющим входом второг генератора 2. Информационные выходы первого счетчика 8 соединены с выход ной шиной 26 младших разрядов.а информационные выходы второго счетчика 9 - с выходной- шиной 27 старших разрядов при прямом преобразовании. Преобразователь работает следующим образом. В начальный момент времени, до подачи сигнала Пуск по пшне 15 и сиг налов установки режима работы по Шинам 22 и 25, на шину 17 подается сигнал Стоп, а затем по шине 7 начальной установки осуществляется сброс в нулевое состояние триггеров 3 и 5 и первого и второго счетчиков 8 и 9. Затем подается сигнал на шину 22 прямого преобразования или на шину 25 обратного преобразования. В зависимости от этого преобразователь осуществляет либо прямое, либо обратное преобразование. Работа преобразователя при обратном преобразовании заключается в следующем. После начальной установки и установки режима работы в первый счетчик 8 по шине 13 записывается инверсный код старших разрядов, а во второй счетчик 9 по шине 14 записывается прямой код младших разрядов. За5. 6 тем на шине 15 подается сигнал Пуск, триггер 16 устанавливается в единичное состояние, так как до начала работы импульсом Стоп он был установлен в нулевое состояние, триггер 3 устанавливается в единичное состояние и открываются элементы И 18 и 19. Так как триггер 23 сигналом с шины 25 обратного преобразования установлен в нулевое состояние, тЬ элемент И 19 открыт также и по второму входу, и сигнал от триггера 16 через элемент ИЛИ 24 поступает на управляющий вход генератора 2 импульсов. Одновременно сигнал с единичного выхода триггера 3 поступает на управляющий вход генератора 1 импульсов. Генераторы 1 и 2 одновременно запускаются потенциалом, т.е. генерируют импульсы при подаче на их управляющие входы высокого потенциала. Так как элемент И 18 открыт, импульсы от генератора 1 поступают на счетный вход второго счетчика 9 и он начинает их подсчитывать. Импульс переполнения счетчика 9 переводит триггер 5 в единичное состояние и образует передний фронт формируемого временного интервала. Элемент И 10 открывается, и импульсы от генератора 2 через элемент ИЛИ 21 поступают на счетный вход первого счетчика 8. Счетчик 8 начинает подсчитывать импульсы от генератора 2. Первоначально в первый счетчик 8 записан инверсный код старших разрядов, поэтому переполнение счетчика 8 наступит через время, пропорциональное прямому коду старших разрядов входного кода. Импульс переполнения счетчика 8 переводит триггер 5 в нулевое состояние, образуя конец формируемого временного интервала. Повышение точности преобразования кода во временной интервал осуществляется уточнением нониусным способом временного положения переднего фронта формируемого интервала. Уточнение длительности формируемого временного интервала происходит за счет того, что период первого генератора Т отличается от периода второго генератора Т на цену деления младшего разряда цифрового эквивалента разности ДЬу между длительностью формируемого интервала и суммарной длительностью периодов второго гене- ратора 2, число которых зафиксировано счетчиком 8. 710 Результат преобразования определя ется формулойI I, r O -fcx- lb °(2n.axN2) где N- число импульсов, зафиксированное счетчиком 8 до момен та его переполнения; число импульсов, зафиксированное счетчиком 9 до момен та его переполнения; максимальное число импульсо фиксируемое счетчиком 9; ti - основание системь счисления 0. - число младших разрядов вход ного кода, вьщеленное для нониусной интерполяции При прямом преобразовании временного интервала в код преобразователь работает следующим образом. После подачи сигнала Стоп на ши ну 1 7 и сигнала начальной установки на шину 7 осуществляется установка режима прямого преобразования времен ного интервала в код подачей сигнала на шину 22. Триггер 23 устанавливает ся в единичное состояние, открьтает элементы И 12 и подает сигнал на пер вый вход элемента И 4. Затем сигналом до шине 15 Пуск, определяющим начало преобразуемого временного интервала, триггер 16 устанавливается в единичное состояние, открьшаютс элементы И 18 и 19 и триггер 3 переводится в единичное состояние. Сиг нал с единичного выхода триггера 3 поступает на второй вход элемента И и на управляющий вход генератора 1. Генератор 1 начинает генерировать импульсы, которые поступают на первый вход элемента И 20 и через открытый элемент И 18 - на счетньй вход счетчика 9. СчеТчик 9 начинает подсчет импульсов от генератора 1. По окончании преобразуемого временного интервала по шине 17 подается сигнал Стоп, триггер 16 устанавливается в нулевое состояние, сигнал с его нулевого выхода подается на третий вход элемента И 4, элемент И срабатывает и сигнал с его выхода через элемент ИЛИ 24 поступает на . управляющий вход генератора 2. Генератор 2 запускается и его импульсы через открытый элемент И 12 и элемент ИЛИ 21 поступают на счетный вход счетчика 8. Одновременно закрывается элемент И 18 и прекращается 8 поступление импульсов от генератора 1 на счетчик 9. Имаульсы от генерато- ра 2 через элемент И 12 также поступают на один вход элемента И 20, на другой вход которого поступают импульсы от генератора 1. Счетчик 8 подсчитывает импульсы до момента совпадения импульсов на входах элемента И 20, так как сигнал с выхода элемента И 20 через элемент ИЛИ 6 устанавливает в нулевое состояние триггер 3, сигнал с упра.вляющего входа генератора 1 снимается. Одновременно, так как закрывается элемент И 4, снимается сигнал с управляющего входа генератора 2. Генераторы 1 и 2 перестают генерировать импульсы, и показания счетчиков 8 и 9 будут соответствовать младшим и старшим разрядам выходного кода на шинах 26 и 27 соответственно. Таким образом, осуществляется нониусное преобразование временного интервала в код. При этом повышение точности преобразования происходит без повьщ1ения требований к быстродействию элементов схемы. Повьш1ение точности преобразования при прямом преобразовании происходив так же, как и при обратном преобразовании, за счет того, что период следования импульсов первого генератора 1 Т отличается от периода слет дования импульсов второго генератора 2 Т2 на цену деления младшего разряда цифрового эквивалента разности (A)tx между длительностью преобразуемого интервала и суммарной длительностью периодов генератора 1, число которых зафиксировано счетчиком 9. Результат преобразования определяет по совокупности показаний основного и нониусного счетчиков: I где N, - число импульсов, зафиксированное счетчиком 9; 2 - число импульсов, зафиксированное счетчиком 8; i Ь - основание системы счисления; oi- - число разрядов цифрового эквивалента преобразуемой величины, вьщеленное для нониусной интерполяции. Электронньй нониус повьш1ает точность преобразования без существенного пов.ьш1ения требований к быстродействию элементов схемы (в частности, счетчиков), поскольку периоды

генераторов близки между собой и имеют длительность примерно в ti раз большую цены деления младшего оцениваемого разряда.

Предлагаемый преобразователь с помощью одних и тех же двух генераторов и двух счетчиков, наиболее емких по оборудованию, позволяет с высокой точностью преобразовывать как временной интервал в код, так и код во временной интервал, что существенно

%1

- 1 J: го

ящ

f3

Д

19

ширяет его функциональные возможности. При этом добавляются лишь несколько элементов И, ИЛИ и два триггера.

За счет использования одних и тех же счетчиков и. генераторов как для прямого, так и для обратного преобразования экономится оборудование и уменьшается номенклатура и число преобразователей, применяемых для комплектации ЭВМ при сопряжении с реальной аппаратурой.

18

/;

-

1л

ю