Устройство для формирования временных интервалов Советский патент 1986 года по МПК G04F10/04 

Изобретение относится к технике слулсбы времениJ созданию точных временных шкал, хронометрических сис тем, а также к измерительной технике „

Цель изобретения - повышение точ- ности и стабильности формирования временных интервалов и расширение функциональных возможностей устрой- :ства.

На фиг, 1 нриведена структурная схема устройства для формирования временных интерваловj на фиг, 2 - схема, синхронизатора; на фиг. 3 - один из вариантов реализации преобразователя кодов с

Устройство для формирования вре. менных интервалов содержит управля- ,емый опорный генератор I, многотакт- ный генератор 2, триггер 3 управле- .ция, синхронизатор 4, счетчик 5 приращения периодов опорной частоты, регистр 6 памяти, счетчик 7 формирования временных интервалов,, преобразователь 8 кодов, шину 9 точногх) времени, шину 10 предварительной установки.

Выход управляемого опорного генератора подключен ко входу генератора 2, выходы которого соединены с тактовыми входами синхронизатора 4, управляющий вход которого соединен с выходом триггера 3, первый вход которого соединен с шиной 9 точного времени, а второй вход - с шиной 0 предварительной установки, установочными входами счетчиков 5 и 7, регистра 6 и синхронизатора 4, информационные выходы которого соединены с входами младших разрядов регистра 6, входы старших разрядов которого подключены к выходам счетчика 5, а выходы через преобразователь 8 кодов подклЕочены к входам управления частотой генератора 1, сигнальный выход синхронизатора 4 соединен со счетными входами счетчиков 5 и 7, кодовые шины устройства подключег-а к входам предварительной установки счетчика 7, выходы которого являются выходами устройства.

Синхронизатор 4 содержит m триг- геротз 1 1 ,, m логических элементов И 12, логический элемент ШЖ 13, установочный вход, 14 синхронизатора, управляющий вход 15, информационные выходы 16 синхронизатора, сигнальный выход 17 синхронизатора, причем вхо-

1

,

246045 ды

10

15

.20

35

запуска каждого из m триггеров 11 являются тактовыми входами синхронизатора и соединены с первыми входами соответству ощих логических, элементов И 12, установочные входы всех триггеров I1 объединены и являются установочным входом 14 синхронизатора, управляющий вход 15,которого подключен к объединенным .управляющим входам всех триггеров, прямой выход каждого триггера If, начиная со второго, соединен со вторым входом предыдущего логического элемента И 12 и является информационным выходом 16 синхронизатора, инверсный выход каждого триггера 11 соединен с третьим входом соответствующего логического элемента И 1 2 и с управляющим входом запрещения предьщущего триггера 1 1 ., прямой вьпсод первого триггера 1 1 соединен со вторым входом т-го. логического элемента И 12, является информационным выходом 1 б , инверсный выход пе р- Borci триггера 1 1 соединен с управляющим входом запрещения т-го триггера 11 я третьим входом первого логического элемента И 12, выход каждого из m логических элементов И 12 соединен с соответствующим входом логического элемента ИЛИ 13, выход которого является сигнальным выходом 17 синхронизатора 4.

Преобразователь 8 кодов может быть выполнен на К дешифраторах 18, шиф- ,5 раторе 19 и дешифраторе 20, причем входы шифратора 19 и дешифратора 20 являются входами преобразователя, выходы шифратора 9 подключены к информационным входам всех К дешифраторов 18, управляющие входы которых соединены с соответств5тош 1ми выходами дешифратора 20, вькоды дешифраторов 18 являются выходами преобразователя 8 кодов.

Устройство для формирования временных интервалов работает следующим образом.

С вьпсода управляемого опорного генератора 1 частоты с п информацион1ш- jQ ми входами управления частотой сигналы Г„ поступают на вход многотактного тенератора 2, на вьсходах которого формируются m тактовых сеток с пери30

40

45

од ом Т„ .--. ,

55

носительно друг друга на

сдвинутых

из m тактовых сеток подается на запускающий вход соответствующего триггера 11 и на первый вход соответствующего логического элемента И 12 синхронизатора 4.

Перед поступлением сигнала точног времени на шину 9 устройства подаетс сигнал предварительной подготовки по шине 10, который устанавливает ее элементы в исходное состояние. Этот сигнал подготовки переключает тригге 3 управления и триггеры 11 в состояние, при котором с выхода триггера 3 управления на управляющие входы триггеров 1 1 поступает сигнал, запреш;аю- щий их запуск тактовыми сетками, а с прямого и инверсного выходов триггеров 11 на второй и третий входы логических элементов И 12 поступают соответственно запрещающий и разре- щающий сигналы. Одновременно этим же сигналом записывается по кодовым шинам значение начального кода в счетчик 5 приращения периодов опорной частоты и код номеров унитарных сигналов времени - в счетчик 7 формирования временных интервалов, а также по установочному входу регистра 6 памяти в него переписьшается информация из триггеров 11 и счетчика 5 приращения периодов опорной частоты.

При поступлении сигнала точного времени триггер 3 управления переключается и с его выхода ,на управляющие входы триггеров 11 подается сигнал разрещения для запуска их сигналами тактовых сеток. Первым запустится i-й триггер 11, на тактовьш вход ко- торого подаются сигналы 1-й тактовой сетки, которая по времени является

первой после поступления сигнала разрешения. Запускаясь, i-й триггер 1 своим сигналом с прямого выхода от- крьшает (i-1)-й логический элемент , И 12, вследствие чего сигналы (i-1 )-и тактовой сетки с выхода (i-l)-ro ло-. гического элемента И 12 через логический элемент ИПИ 13 поступают, на счетный вход счетчика 5 приращения периодов опорной частоты и на счетный вход счетчика 7 формирования временных интервалов (шкал).

С первого сигнала (i-1) тактовой сетки начинается отсчет периодов опорной частоты в счетчике 5 приращения периодов опорной частоты и в счетчике 7 формирования временных интервалов.

Точность привязки сигналов (i-1) тактовой сетки к началу сигнала разрешения, поступающего с выхода триг-

2А6045

гера 3 управления, не превьшает

Т„

0

5

0

5

0

га

Далее следует последовательно запуск всех триггеров П, кроме (i-I)- го, так как сигнал с инверсного выхода i-ro триггера 11, поступая на управляющий вход запрещения цредьдуще- го триггера П, запрещает его запуск.

Счетчиком 7 формирования временных интервалов может быть сформирована любая синтонная шкала времени с высокочастотной привязкой к сигналу точ- кого времени.

Таким образом, все триггеры П, кроме (i-l)-ro, устанавливаются во включенное состояние, а (i-l)--й триггер 11 остается в выключенном состоянии. Эти состояния триггеров 11 составляют информацию о расхождении моментов между поступившим сигналом точного времени и сигналом опорной частоты в пределах од --го периода Т,

То

с точностью --

m

Если учесть, что связь инверсного выхода каждого последующего триггера 11 с выходом предыдущего триггера I1 составляет с m элементами памяти кольцо и что запуск последующего триггера 11 запрещает по этой связи .запуск предыдущего триггера П, то требование ко времени задержки переключения триггеров II (t,j ) будет определяться выражением

35

Т

i J-c

Is m

- (m - I)..

m

Это выражение показывает, что требование к триггерам 11 по задержке переключения может быть в (т-1) раз ниже, чем точность привязки формируемых унитарных сигналов синтонных шкал времени к сигналам точного времени () . И чем больше число т, тем это требование становится ниже. В счетчике 5 приращения периодов опорной частоты устанавливается код, определяющий расхождение между моментами поступившего сигнала точного времени и сигналом опорной частоты на целое число периодов Т, с точно- стью одного периода. Сигналом предварительной подготовки в счетчик 5 приращения периодов опорной частоты записывается код,

равный половине его емкости. Емкость

счетчика 5 прира7цег{ия периодов опорной частоты определяется таким образом, чтобы при поступлении на его счетный вход номинального значения опорной частоты за период между сигналами точного времени Т,, он переполнялся целое число раз, и в момент поступления сигнала точного времени в нем устанавливался исходный код. При этом для случая максимально допустимого отклонения значения опорной лС

частоты +

f.

необходимо выполнить

соотношение

2

Т„

2 из которого определяется разрядность счетчика 5 прираш,ения периодов опорной частоты: , п . 108„ (2 дГ„- Т +0.

Информадия, поступающая с триггеров 1 и со счетчика 5 приращения периодов опорной частоты, записыв а- ется и запоминается в регистре б памяти при поступлении на него сигнала предварительной устанр рки. Эта инфор- .мадия с выхода регистра б памяти но- дается на информационные входы преобразователя 8 кодов, в котором она преобразуется в код управления кор- рекцией управляемого опорного генератора 1 .

Формула изобретения

I, Устройство для формирования временных интервалов, содержащее управляемый опорный генератор, триггер управления, первый вход которого под ключен к шине точного времени, и счетчик формирования временных интервалов, отличающееся тем что, с делью повышения точности и стабильности формирования временных интервалов и расширения функциональных возможностей устройства} в него введены многотактный генератор, синхронизатор, счетчик приращения, регистр памяти и преобразователь кодов причем выход управляемого опорного генератора соединен с входом много- тактного генератора, каждый из m выходов которого соединен с соответствующим тактовым входом сикхронизато- ра, управляющий вход которого подключен к выходу триггера управления, второй вход которого -соединен с шино

ш

20

5

30

35

40

5

iO

предварительной установки, с устано- вочными входами счетчиков прнрсощения и формирования временных лнтервалов,, , регистра памяти и установочным вхол.ом синхронизатора, информацихмпгые выходь которого соединены с соответствующими информационными входами младших разрядов регистра памяти, информационные входы старших разрядов которого соединены с выходами соответств пои;их раз-рядов счетчика приращения, счетный вход которого подключен к сигнальному выходу синхронизатора и счетному входу счетчика формирования вре 4енных интервалов, входы предварительной , записи которого подклвэчены к кодовым шинам устройства, а выходы разрядов ЯВЛЯЮТСЯ выходньми шинами устройства- выходы регистра памяти соедиьгеиы с информационными входами преобразовате ля кодов, выходы которого соединены, с 11 входами управления частотой управ - ляемого опорного генератора.

2 о Устройство по Пс, 1; о т л и

чающееся тем, что, синхронизатор содержит m триггеров, гп логических элементов И и логический элемент ИШ , причем входы залг/ска какдо-- го триггера являются тактовьми входа-ми синхронизатора и соединены с первыми входами соответствующих логических ,элементов И, установочные входь всех триггеров объединены и подключены к ycTaHOBO4HONry входу синхронизатора; управляюш тй вход которого подключен к oбъeдинeнньiм управляющкФ в содам все триггеров, прямой выход ка/адого триг- гера, начиная со второго, соединен с вторым входом предыдущего логического элемента И и является инфор- мационш:.1м выходом синхронизатора, инверсный выход каждого триггера соединен с третьим входо м соответствую - щего логического элемента И и с управ- ляюш.им входом запреп ення нрек.ыдуш.его триггера, прямой выход первого триг-- гер.а соединен с вторызм входом п-го логического элемента И и является информационным выходом синхронизатора 5 а инверсный выход первого триггера соединен с yпpaвляюшJ м входом запрещения т-го триггера и третьим- входом пе,рвого логического элемента И, выход каждого из m логических элементов И соединен с cooTBeTCTB-yioim-iM входом логического элемента И..П1Л, выход которого является сигнальным выходок синхронизатора.

faxml

Такт a

Тант n-l

Тахт 171

Изобретение относится к технике службы времени, а именно к созданию точных временных шкал. Цель изобретения - повьшение точности и стабильности формирования временных интервалов и расширение функциональных возможностей Устройство содержит управляемый опорный генератор 1, триггер 3 управления, счетчик 7 формирования временных интервалов и шины 9 и Ю точного времени и предварительной установки. Достижению поставленной цели способствует введение многотактного генератора 2, синхронизатора 4, счетчика 5 приращения периодов опорной частоты, регистра 6 памяти, преобразователя 8 кодов и конкретное выполнение синхронизатора.4. Г з.п. ф-лы,, 3 ил. Фмг./

т

Составитель П. Плетнева Редактор Н. Егорова Техред И.Попович Корректор А. Зимокосов

Заказ 3997/39 . Тираж 398 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР .

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4