Устройство для преобразования временных интервалов в код Советский патент 1987 года по МПК G04F10/04 

11

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в цифровых измерительных устройствах, а также в составе измерительно-вычислительных комплексов при измерении и регистрации временных интервалов.

Цель изобретения - расширение : функциональных возможностей устройства.

На чертеже представлена функциональная схема устройства для преобразования временных интервалов в код.

Устройство содержит генератор 1 импульсов эталонной частоты, пересчетную схему 2, мультиплексор 3, D-триг- гер 4, первый счетчик 5, второй счетчик 6, преобразователь 7 кодов, первую 8 и вторую 9 группы информацион- ньгх выходов устройства и входную ШИНУ 10.

Выход генератора 1 соединен с первым входом пересчетной схемы 2, второй вход которой подключен к входной шине 10 устройства, а выходы i с 1-го по т-й соединены соответственно с информационными входами с D по D мультиплексора 3, инверсный выход которого подключен к инверсному входу установки D-триггера 4 в нулевое состояние и счетному входу счетчика 5, инверсньй вход предварительной установки которого соединен с инверсным выходом В-триггера, 4, а выход переполнения подключен к тактовому входу D-триггера и счетному входу счетчика 6, информационные выходы которого соединены с информационными входами преобразователя 7 и выходами управления мультиплексора 3.

Информационный D-вход D-триггера 4 подключен к шине логической единицы, а на информационные входы счетчика 5 постоянно подается код, эквивалентный числу

N .Т , (1) где ,- емкость счетчика 5;

-у - коэффициент деления пересчетной схемы между выходами i-i и i. . . Информационные выходы преобразователя 7 являются первой группой выходов устройства, а информационные выходы счетчика 5 - второй группой выходов .

Устройство работает следующим образом.

Импульсы высокостабильной эталонной частоты fj с выхода генератора 1 поступают на тактовых вход пересчетной схемы 2, представляющей со- бой га последовательно соединенных счетчиков - делителей частоты с постоянным коэффициентом деления -у , работающих на вычитание.

При этом коэффициент деления от входа пересчетной схемы до выхода равен р а от выхода до выхода равен у, где р- целое число, выбранное таким, чтобы число )/ р также бьшо целым числом.

Коэффициент деления между любыми выходами i-1 и i также равен v. На выходах пересчетной схемы 2 формируется ряд частот, отличающихся одна от другой в -Y раз;

При выбранных коэффициентах де.- fat ,: f эт ... f зт ления f, --; fj jp--; f3 ру2

и т.д., т.е,

f. -,./РТ (2) На выход мультиплексора 3 поступает сигнал с того информационного входа D Dm Д которого, эквивалентный числу По,, присутствует на его управляющих входах и определяется содержимым счетчика 6.

Так, если число, код которого хранится в счетчике 6, равно 0(пс,0), то на выход мультиплексора поступают импульсы с первого выхода пересчетной схемы 2, если Па, 1 , то на выходе мультиплексора 3 присутствуют импульсы с второго выхода пересчетной схемы 2 и т.д.

Таким образом, зависимость между номером выхода пересчетной схемы 2, подключенной к счетному входу счет- чика 5, и числом, код которого хранится в счетчике 6, имеет вид i п + 1 .(3)

При этом зависимость частоты импульсов, поступающих на счетный вход счетчика 5 при различных значениях кода, хранящегося в счетчике 6, с учетом (3) имеет вид эт

т

(4)

а период следования этих импульсов соответственно равен

Т - 1- - ,с,

Г. f3T

в исходном состоянии на входной шине 10 устройства присутствует уровень логической единицы, который запрещает работу счетчиков-делителей пересчетной схемы 2, удерживая их в нулевом состоянии. При этом на выходах пересчетной схемы 2 импульсы от- сутствуют.

При поступлении на входную шину 10 нулевого уровня преобразуемого временного интервала по перепаду из единицы в ноль осуществляется обнуление счетчиков 5 и 6 цепи обнуления (не показана).

Кроме того, нулевой уровень сигнала на втором входе пересчетной схемы 2 разрешает работу счетчиков-делите- лей.

Так как счетчики 5 и 6 обнулены, т. е. числа эквивалентные кодам, хранящимся в счетчиках 5 и 6, соответственно равны П( и Пп.0, то на счетный вход счетчика 5 с выхода мультиплексора 3 начинают поступать импульсы, следующие с частотой

сfjT. ,

Пл-о Р первого выхода пе-

ресчетной схемы 2.

Импульсы, поступающие на счетный вход счетчика 5, увеличивают его содержимое.

Если преобразуемый временной ин- тервал заканчивается до того, как происходит первое переполнение счетчика 5, что возможно, если Ту- хТ„ 0, где i/f п j o P/f3T период следования импульсов с выхо- да мультиплексора при нулевом коде, хранящемся в счетчике 6, то цифровой эквивалент преобразуемого временного интервала равен числу импульсов прошедших на вход счетчика 6, помно-

жённому на период их следования:

р Пр , -

Если преобразуемый временной интервал превьшает время заполнения счетчика 5 импульсами с первого выхода пересчетной схемы 2, т.е. TX 1 о MdKc Т п то происходит переполнение счетчика 5 и на его выходе переполнения формируется выходной импульс.

По этому импульсу увеличивается на единицу содержимое счетчика 6, т.е. п„ 1, и к выходу мультиплексора 3 подключается второй выход пересчетной схемы 2, частота импульсов на выходе которого на основании (4) равна

fST

О

5

0

5

0 5 0

5 0

5

-ч р. ;

Кроме того, импульсом переполне- ния счетчика 5 D-триггер 4 устанавливается в единичное состояние, при котором на вход предварительной установки подается сигнал, обеспечивающий запись в счетчик 5 кода, эквивалентного значению временного интервала от момента начала преобразования до переполнения счетчика 5, приведенного к новому временному масштабу.

Величина этого числа No, определяется как отношение времени заполнения счетчика 5 до переполнения импульсами с частотой, определяемой кодом, эквивалентным числу Пц, на выходе счетчика 6, к периоду следования импульсов при последующем заполнении, определяемому кодом на выходе счетчика 6, эквивалентным числу Пп,+ 1, т.е.

Помакс.у , где Помс(кс -Тп /fjT )- время заполнения счетчика 5 при коде в счетчике 6, эквивалентном числу п„:

Р.

Тпо+1 Ъ период следовас J эт ния импульсов заполнения счетчика 5

при коде счетчика 6, эквивалентном числу п л +1.

Так как емкость счетчика 5 Пс,;,акс и коэффициент деления частоты у пересчетной схемы 2 постоянны, то при всех переполнениях счетчика 5 код вводимого числа остается постоянным и эквивалентным числу

Ng-

Таким образом, при каждом последующем переполнении счетчика 5 происходит его обнуление и последующий по импульсу с выхода D-триггера ввод в него кода числа Ng. Этот код при текущем значении масштаба времени, определяемого кодом счетчика 6, соответствует длительности временного интервала заполнения счетчика 5 от начала преобразования до момента предыдущего переполнения.

При такой организации процесса преобразования, когда временной интервал, пройденньй до момента пере полнения счетчика 5, учитьгоается в результате преобразования путем периодической записи кода постоянного числа Nn в счетчик 5, позволяет представить результат преобразования в

5

кода на информационных выходах счетчика 6, эквивалентного числу,которое содержится в счетчике 5 в момент окончания преобразования, равного сумме числа импульсов, поступивших на счетчик 5 после переполнения, и числа NO.

При этом результат преобразования определяется из зависимости

а

.

т, п

о

По

ЭТ

Таким образом, измеряемый временной интервал определяется кодом на информационных выходах счетчика 5, эквивалентным числу импульсов п, и кодом на информационных выходах счетчика 6, эквивалентным числу импульсов Па и определяющим временной масштаб. Преобразователь 7 предназначен для преобразования кода числа п

6 код, удобный для использования.

Представление результатов преобразования в удобной для непосредственного считывания форме позволяет исключить специализированный вычислитель при использовании устройства в измерительных приборах, а отсутствие затрат времени на вычисление цифрового эквивалента - работать в реальном масштабе времени. Формула изобретения

Устройство для преобразования вре менных интервалов в код, содержащее генератор импульсов эталонной часРедактор А.Огар

Составитель Ю.Шишкин

Техред Л. Сердюков а Корректор М.Пожо

Заказ 1888/43 Тираж 371Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.А/5

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

f5

тоты, вьгкод которого соединен с первым входом пересчетной схемы, первый и второй счетчики, вход второго счетчика подключен к выходу перепол5 нения первого счетчика, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него дополнительно введены мультиплексор, D-триггер и преобра- 0 зователь кодов, информационные выхо- дь: которого являются первой группой выходов устройства, а информационные входы соединены с информационными выходами второго счетчика и входами управления мультиплексора, информационные входы которого подключены к соответствующим выходам пересчетной схемы, а инверсный выход соединен со счетным входом первого счетчика и ин- 20 версным входом установки в нулевое состояние D-триггера, D-вход которого соединен с шиной логической единицы, а тактовый вход подключен к выходу переполнения первого счетчика, инверсный вход предварительной записи которого соединен с инверсным выходом D-триггера, причем информационные входы предварительной записи первого счетчика подключены к. шине пред- 30 варительной записи, а информационные выходы первого счетчика являются второй группой информационных выходов устройства, входная шина которого со единена с вторым входом пересчетной 35 схемы.

Устройство для преобразования временных интервалов в код содержит генератор 1 импульсов эталонной частоты, пересчетную схему 2, мультиплексор 3, D-триггер 4, счетчики 5, 6, преобразователь 7 кодов, группы 8, 9 информационных выходов и входную шину 10. Изобретение позволяет расширить функциональные возможности устройства. 1 ил. ff (Л с: s