Четырехканальный времяимпульсный преобразователь Советский патент 1987 года по МПК G04F10/00 

113

Изобретение относится к импульсной технике и может найти применение в устройствах, использующих вре- мяимпульсное преобразование.

Целью изобретения является уменьшение погрешности дискретности время импульсного преобразования при полном перекрытии поступающих импульсов

На чертеже представлена структур ная схема четырехканального времяим- пульсного преобразователя,

Четырехканальный времяимпульсный преобразователь (ВИП) содержит четы- рехфазный генератор I калиброванных импульсов, синхронные триггеры 2-5, элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6 и 7, элемент 8 задержки, формирователи 9 и 10 импульсов, синхронные триггеры 11 и 12, элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 13 и 14, элемент ИЛИ 15, счетчик 16.

Первый выход генератора 1 соединён с С-входом триггера 3, второй выход генератора 1 соединен с С-входом триггера 5, третий выход генера- тора 1 соединен с-С-входом триггера 2, четвертый выход генератора 1 соединен с С-входом триггера 4, вход) Управления триггеров 2-5 являются канальными входами .ВИП, выходы триг геров 2 и 3 соединены с соответствующими входами элемента ИСКЛЮЧАЮОЩЕ ИЛИ 6, выход которого через элемент 8 задержки соединен с С-входом триггера 1 и входом формирователя 9 РГМ- пульсов, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ 15, второй вход которого соединен с выходом формирователя 10 импульсов, вход которого соединен с С-входом триггера 12. и выходом элемента ИСКЛСЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7 входы которого соединены с соответствующими выходами триггеров 4 И 5, выходы триггеров 11 и 12 соединены с соответствующими входами элемента. ИЛИ 13, выход которого соединен с первым входом элемента ИСКЛ)ЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 14, второй вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ 15, ВЫХОД элемента ИСКЛН - ЧАЮЩЕЕ ИЛИ 14 Соединен со счетным входом счетчика 16.

Преобразователь работает следующим образом,

Четырехфазный генератор 1 выраба- тывает на своих выходах четыре сдвинутые на 90° (задержанных на время

гр

J, -М.) одна относительно другой по

5 о „

5

22

следовательности прямоугольных импульсов типа меандр и подает их на . синхровходы (IK) синхронных триггеров 2-5, На входы управления (объединенные I- и К-входы) подаются частично перекрывающиеся временные (фазовые) интервалы, подлежащие преобразованию.

Рассмотрим вначале работу синхронных триггеров 2 и 3 и элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6, Парафазные сигналы поступающие на С-входы синхронных триггеров 2 и 3, в моменты присутствия на управляющих входах (iK) преобразуемых временных интервалов происходит их квантование отрицательными фронтами (Z) в каждом канале (l. и 11|). Во время присутствия временного интервала на управляющий вход (l и к) синхронного триггера подается уровень логической 1 и 1К-триггер переходит в счетный режим, во время отсутствия временного интервала на -управляющем входе ) (I и К) О и 1К-триггер останавливается и не реагирует на квантующие импульсы, поступающие на вход.

Если н а первом I и втором 11 канальных входах нет временных интервалов, то синхронные триггеры 2 и 3 в режиме Хранение. Если есть хотя бы один временной интервал на выходах в 1 или во и,,, то один из триггеров 2 и 3 переходит в счетный режим и на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6 появляются импульсы с частотой f,. Если присутствуют оба интервала одновременно, то на выходе обоих триггеров 2 и 3 частота импульf к&

сов f2

, но на выходе элемента

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6 f (триггеры 2 и 3 синхронные и фронты выходных сигналов привязаны к синхросигналу, но на синхровходы сигналы подаются со сдвигом 180°, т.е. после деления 90°, а после операции Mod2 в элементе ИСКЛЮЧА ОЩЕЕ ИЛИ 6 восстанавливается первоначальная частота).

Аналогично работает вторая часть устройства на элементах 4,5 и 7, тактируемых фазами генератора тактовых импульсов 90 и 270 , Таким образом, элементы 1-7 позволяют проквантовать четыре канала временных интервалов с произвольным их расположением (квантование осуществляется фронтами и длительность квантующих импульсов

313

не вызывает систематических погрешностей).

На выходе элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6 и 7 в случае присутствия всех интервалов имеет последовательности имлульсов с частотой , сдвинутые одна относительно другой на 90°. Элементы 8-14 позволяют свести и подсчитать количество этих импульсов в одном счетчике 16.

Для этого элемент 8 задержки задерживает последовательность импульсов с выхода элемента 6 на {)

(.90°), т.е. фронты импульсов,

подаваемых на синхровходы (счетные) счетных триггеров I и 12 совпадают.

Возможны два варианта совпадения фронтов.

В первом варианте совпадают одноименные фронты на входах счетных триггеров I 1 и 12.Оба триггера Пи 12 переключаются синхронной на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 13 сигнал не- изменяется (хотя на вход приходят кванты с весом четыре единицы). Чтоб учесть приходящий квант, введен параллельный канал, состоящий из формирователей 9 и 10 импульсов и элемен- тон ИЛИ 15 и ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 14. Формирователи 9 и 10 импульсов по отрицательному (Z) рабочему фронту триггеров 11 и 12 формируют короткий отрицательный и myльc, т.е. в момент совпадения отрицательных фронтов два отрицательных импульса проходят через элемент ИЛИ I5 и независимо от состояния .выхода элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 13 на вход счетчика 16 про- ходит один рабочий (Z) фронт импульса с выхода элемента ИЛИ 15, а в счетчике прибавляется квант с весом четыре.

Во втором варианте совпадают раз- поименные фронты. Хотя импульсы на выходах формирователей 9 и 10 импульсов формируются, но они сдвинуты на

гр

полпериода (короткие ) и не

проходят на выход ИЛИ 15, т.е. парал лельньш канал не работает.

Счетные триггеры II и I2 считают в противофазе (сигналы, подаваемые на С-входы сдвинуты на 180°) и объе- диняются в элементе ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 13, а через элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 14 поступают на счетчик 16.

24

Таким образом, в моменты присут- . ствия четырех временных интервалов (наихудший случай) на вход счетчика 16 поступают кванты с весом четыре с частотой . В виду того, что все элементы работают на частоте , может практически достигать предельной частоты серии микросхем.

Таким образом, вследствие одновременного квантования в четырех каналах (или одного интервала параллельно) эквивалентная частота квантования fjKe. т.е. в четыре раза выше предельной частоты серии микросхем. Следовательно в четыре раза можно уменьшить и погрешность дискретности, используя один счетчик.

Формула изобретения

Четырехканальный времяимпульсньй преобразователь, содержащий четыре синхронных триггера, генератор калиброванных импульсов, три элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, счетчик, счетньш вход которого соединен с выходом первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первьй выход генератора калиброванных импульсов соединен с С-входом первого синхронного триггера, второй выход генератора калиброванных импульсов соединен с С-входом второго синхронного триггера, отличающийся тем, что, с целью уменьшения погрешности дискретности преобразования при полном перекрытии поступающих импульсов, в него введены элемент задержки, два формирователя 11мпульсов, элемент ИЛИ, два синхронных триггера четвертый .элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединен с nepBbLM входом первого элемента ИСКЛОЧАЮЩЕЕ ИЛИ второй вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом первого формирователя импульсов, вход которого соединен с С-вхоДом третьего синхронного триггера и выходом элемента задержки, вход которого соединен с выходом второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, входы которого соединены с соответствующими выходами первого и второго синхронных триггеров, второй вход элемента ИЛИ соединен с выходом .второго формирователя импульсов, вхор которого соединен с С-входом четвертого синхронного триггера и выходом

- 51357912

третьего элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, либрованных импульсов, входы управлевходы которого соединены с соответ- первого, второго, пятого и шестоствующими выходами пятого и шестого ° синхронных триггеров являются сосинхронных триггеров, С-входы которыхответственно входами первого, второсоединены соответственно с третьим ° третьего и четвертого каналов

и четвертым выходами генератора ка-преобразования.

Изобретение предназначено для уменьшения погрешности дискретности времяимпульсного преобразования при полном перекрытии поступаюощх импульсов. Преобразователь содержит 4-фаз- ный генератор 1 калиброванных импульсов, синхронные триггеры 2-5, элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6,7 и 13 и счетчик 16. В устройство введены элемент 8 задержки, формирователи 9 и 10 импульсов, синхронные триггеры II и 12, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 14 и элемент ИЛИ 15. При работе устройства вследствие одновременного квантования в четырех каналах (или одного интервала параллельно) эквивалентная частота квантования f л ий в четыре раза выше предельной частоты серии микросхем. Следовательно, в 4 раза можно уменьшить погрешность дискретности, используя один счетчик 16.1 ил, i (Л QC сд :о rsD