Преобразователь код-временной интервал Советский патент 1987 года по МПК H03M1/82 

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для связи вычислительных машин с объектом управления, а также в устройствах преобразования и кодирования .информации.

Цель изобретения - повышение точности преобразования.

На фиг.1 представлена функциональная схема преобразователя код - временной интервал, на фиг.2 - временные диаграммы работы преобразователя на примере использования для повышения точности преобразования двух младших разрядов преобразуемого кода (п 2); на фнг.З - функциональная схема селектора-, на фиг,4 - функциональная схема кодирующего блока| на фиг,5 - временные диаграммы работы селектора, при п 2,

Преобразователь содержит генератор 1 эталонной частоты, элемент И 2 т-разрядный счетчик 3 импульсов, селектор 4, RS-триггер 5, элемент И 6, кодирующий блок 7, элемент И 8, выходную шину 9, шину 10 запуска.

Селектор 4 (фиг,3) содержит п-раз рядный счетчик 11 импульсов, п элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12,1..,12,п элемент НЕ 13, элемент И 14, 1..--триг гер 15 и элемент ИЛИ 16,

Кодирующий блок 7 (фиг,4) содержи шины 17, т-разрядньш регистр 18 для

хранения преобразуемого двоичного кода и (m-n) элементов 19,1,,,19,(ш-п) равнозначности. Состояния младших разрядов регистра с первого по п-й поступают на шины.(с первой по п-ю) для последующего управления селектором ,4 (фиг,1),

Разряды регистра 18 с (п+1)-го по т-й поразрядно сравниваются с аналогичными разрядами счетчика 3 (фиг.1). При совпадении кодов на выходах элементов 19.1.,.19.(т-п) появляются положительные потенциалы. Совпадение кодов фиксируется элементом И 8 (фиг,1).

До начала работы преобразователя первый элемент И 2 закрыт для прохождения сигнала с генератора 1 запрещающим потенциалом, поступающим по шине 10 запуска (фиг,2, момент времени t,). Счетчик 3 импульсов, триггер 5, селектор 4 находятся в исходном состоянии, Длит(зльность временного интервала задастся при помосци кода, введенного в кодирующий блок 7,

Начало работы устройства определяется моментом снятия сигнала запрета с элемента И 2 (фиг,2, момент времени tj). После снятия запрета на вход счетчика 3 импульсов и на селектор 4 начинает поступать эталонная частота (фиг,2, момент времени tjj,

В зависимости от значения двух младших разрядов кода, .введенного в кодирующий блок 7, из импульсов.генератора 1 в селекторе 4 формируется один из четырех импульсов, в результате чего RS-триггер 5 переходит в

единичное состояние (фиг.2, момент времени t - код младших разрядов преобразуемого числа равен 00, момент времени t ,j - код младших разрядов равен 11), На выходе RS-триггера 5

появляется передний фронт формируемого временного интервала. Счетчик 3 в это время продолжает считать импульсы с генератора 1 (фиг,2, момент времени t). Совпадение кода в разрядах

5

счетчика 3, кроме двух младших (п 2), в которых при этом код соответствует 00, со значением кода, введенного в кодирующий блок 7, фиксирует- . ся элементом И 8, на выходе которого

0 появляется разрешающий уровень (фиг,2, момент времени t (). Элемент, И 6 сра- Ьатывает, когда на его входах появляются разрешающие потенциалы с выходов элемента И 8 и двух младших разрядов счетчика 3 импульсов. На выходе элемента И 6 появляется сигнал, от которого RS-триггер 5 возвращается в исходное состояние и на его выходе вырабатывается задний фронт сформиро0 ванного временного интервала (фиг,2, момент времени t.

При формировании одиночного временного интервала подача запрещающего потенциала на шину 10 запуска праве-, дет схему в исходное состояние (фиг.2, момент времени t,o) При необходимое-, ти смена кода в кодирующем блоке 7 (фиг,2, момент времени t) осуществляется в промежутке времени от конца сформированного интервала (фиг,2, момент времени до момента снятия запрещающего потенциала в следующем цикле преобразования (фиг,2, момент

5

0

55

времени t,, ),

В случае циклического формирования временных интервалов произвольной . длительности используется сигнал переноса счетчика 3 импульсов для подготовки селектора 4 к формированию

временного интервала в следующем цикле. Смена кода в кодирующем блоке 7 при этом осуществляется в промежутке от конца сформированного интервала (фиг.2, момент времени до появления сигнала переноса на выходе счетчика 3 импульсов (фиг.2, момент времени t д) .

Длительность формируемого интервала составляет

„.(2 - 1)Т, .где m - число разрядов счетчика;

Tj. - период импульсов генератора 1 .

На точность преобразования кода во временной интервал влияет разрядность кода, тип счетчика импульсов, его быстродействие и величина заполняющей частоты. Синхронный счетчик с большим быстродействием и достаточно высокая заполняющая частота позволяют получать временные интервалы с достаточно высокой точностью. При этом высокая заполняющая частота приводит к увеличению разрядов счетчика, а синхронный счетчик большой разрядности реализуется с использованием большого числа дополнительных элементов, что приводит к снижению надежности всего преобразователя. В данном устргГ.стве повьшение точности преобразования достигается тем, что задержка от переноса в старших разрядах счетчика импульсов не влияет на длительность получаемого временного интервала-. Конец временного интервала, вне зависимости от значения преобразуемого кода, всегда формируется по достижении счетчиком импульсов числа, у которого в п младших разрядах присутствуют единицы, т.е. перенос в старших разрядах счетчика отсутствует. Задержка преобразования определяется только задержкой в младших разрядах. Это дает возможность, выполнив счетчик асинхронным в старших разрядах и синхронным в младших, довести задержку преобразования до задержки переключения одного триггера.

В зависимости от разрядности преобразуемого кода и частоты генератора количество младших разрядов счетчика импульсов, выделяемых для формирования конца временного интервала, определяется выражением

Го т 2

L - 1ад J мокс 1 с -

т-1

где

«З.Д

зал JM«KC

0

0

5

0

5

0

5

0

5

Т„ п максимальная суммарная задержка переноса в асинхронной части счетчика; период частоты генератора импульсов;

количество младших разрядов счетчика импульсов.

Начало формирования временного ин- тервала определяется моментом уста- 5 новки RS-триггера 5 в единичное состояние от сигнала, В1)фабатываемого селектором 4. Этот сигнал задерживается селектором 4 относительно начала цикла преобразования. Бремя задержки определяется чисдом периодов эталонной частоты, равным разности между полной емкостью младших п разрядов счетчика 3, используемых для повышения точности преобразования, и кодом, содержащимся в соответствующих п младших разрядах кодирующего блока 7. При п .2 селектоп 4 вырабатывает сигнал на формирование начала временного интервала, время задержки кото- рого колеблется от ноля до трех периодов эталонной частоты.

До начала работы на селектор 4 в момент времени t подается запрещающий потенциал (фиг.56), счетчик 11 находится в исходном состоянии (фиг.5в,г), 1К-триггер 15 - в нулевом положении,- с выхода которого на элемент И 14 поступает разрешающий потенциал (фиг.5к).

После снятия запрета в момент времени tj (фиг.Зб) на информационный вход селектора 4, а следовательно, и на счетный вход счетчика 11 поступают импульсы эталонной частоты (фиг.5а) с генератора 1 импульсов через элемент И 2 (фиг.1).

Младшие разряды преобразуемого кода с кодирующего блока 7 (фиг,1) поступают, на управляющие входы селектора (фиг.5е,ж) и поразрядно сравниваются с выходами счетчика 11 импульсов на элементах 12.1 и 12.2.

Если код в двух младших разрядах преобразуемого числа равен 00, то при сравнении его с состоянием счетчика 11, равным коду 11, в момент времени tj с выходов элементов 12.1 и 12.2 на элемент И 14 поступают разрешающие потенциалы (фиг.5л,м),

готавливая элемент И 14 для прохождения импульсов эталонной частоты, четвертый импульс, считая с момента начала работы селектора после снятия запрещающего потенциала, проходит на выход элемента И 14 в момент времени t (фиг.Зн) и на выход селектора.

Отрицательный фронт импульса на выходе элемента И 14 в момент времени tj устанавливает 1К-триггер 15 в единичное состояние (рис.Зк).

Отрицательный потенциал с нулевого выхода 1К-триггера 15 запрещает дальнейшее прохождение импульсов эталон- ной частоты через элемент И 14.

Если код в двух младших разрядах преобразуемого чмсла равен 10, то разрешающие потенциалы с элементов 1..2.1 и 12,2 поступают на элемент И 14 при состоянии счетчика 11, равном 01, это позволяет пройти на выход элемента И 14 и на выход селектора третьего импульса счетной частоты (фиг.5н, момент времени t),

При коде 01 на выход элемента И 14 и на выход селектора проходит второй импульс, при коде 11 - первый импульс (фиг.5н, момент времени tg).

При работе селектора в разовом ре- жиме (формирование одиночных временных интервалов) следующий цикл начинается с подачи запрещающего потенциала на вход блокировки селектора 4 (фиг,4), сбрасывающего счетчик 11 и 1К-триггер 15, и последующего снятия этого сигнала (повторение момента времени t,j, или при циклической работе селектора с приходом отрицательного фронта сигнала на вход конца цикла)1К-триггер при этом возвращается в исходное состояние (фиг.Зк) в момент времени t.,

В схеме преобразователя селектор 4 вырабатывает сигнал на формирование начала временного интервала, время задержки которого определяется кодом в двух младших разрядах кодирующего блока 7, Если код равен 00, то импульс начала временного интервала за- держан на три периода эталонной частоты, при коде 01 - на два периода, при коде 10 - на один период, при коде 11 сигнал начала временного интервала совпадает с началом цикла преобразования.

Таким образом, задержка конца временного интервала до момента получения в счетчике импульсов единиц в

5

о

„

Ь

0

5

5

21 ,-6

п младших разрядах компенсируется задержкой начала временного интервала и суммарная погрешность преобразования кода во временной интервал не превышает периода эталонной частоты генератора.

Формула изобретения

1.Преобразователь код - временной интервал, содержащий первый, второй

и третий элементы И, триггер, выход которого является выходной шиной, и генератор эталонной частоты, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого объединен с входом сброса т-раз- рядного счетчика импульсов и первым входом сброса триггера и является шиной запуска, а выход первого элемента Н соединен со счетным входом га- разрядного счетчика импульсов, выходы разрядов которого, кроме п младших, подключены к соответствуюш 1М входам кодирующего блока, выходы старших разрядов которого соединены с соответствующими входами третьего элемента И, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введен селектор, первый вход которого соединен с выходом старшего разряда т-разрядного счетчика импульсов, второй вход является шиной запуска, третий вход соединен с выходом первого элемента И, четвертые входы подключены к соответствующим выходам п младших разрядов кодирующего блока, а выход селектора соединен с установочным входом триггера, второй вход сброса которого подключен к выходу второго элемента И, первый вход которого соединен с выходом третьего элемента И, а остальные входы подключены к соответствующим выходам п младших т-разрядного счетчика импульсов.

2.Преобразователь по п.1, о т - личающийся тем, что кодирующий блок выполнен на т-разрядном регистре и (m-n) элементах равнозначности, выходы которых являются соответствующими выходами старших разрядов кодирующего блока, выходами млад.ших разрядов которого являются соответствующие выходы мпадших разрядов регистра, выходы старших разрядов которого подключены к цервым входам соответствующих элеме йтов равнознач71

ности, вторые входы которых являются соответствующими входами кодирующего блока.

3. Преобразователь по п.1, о т - личающийся тем, что селектор выполнен на п-разрйдном счетчике импульсов, п элементах ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, элементе НЕ, 1К-триггере, элементе ШШ и элементе И, выход которого является выходом сетектора и подключен к первому входу элемента ИЛИ, второй вход которого является первым входом селектора, при этом, I-, С- и К-входы 1К-триггера объединены и подключены к выходу элемен617218

та ИЛИ, выход подключен к первому входу элемента И, а R-вход объединен с входом элемента НЕ и является вто- рым входом селектора, третьим входом которого является второй вход элемента И, третьи входы которого соединены с выходами соответствующих элементов ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ, первые входы кото1Q рых являются соответствующими четвертыми входами селектора, а вторые входы подключены к соответствующим выходам п-разрядного счетчика импульсов, счетный вход которого объединен

15 вторым входом элемента И, а вход сброса соединен с выходом элемента НЕ.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для связи вычислительных машин с объектом управления. Цель изобретения - повышение точности преобразования. По сигналу на шине 10 запуска на входы счетчика 3 импульсов и селектора 4 через элемент И 2 начинает поступать эталонная частота генератора 1 эталонной частоты. В зависимости от зцэчения младших - разрядов кода, введенного в кодирующий блок 7, в селекторе 4 формируется импульс, устанавливающий триггер 5 в единичное состояние. .Окончание временного интервала определяется с помощью элементов И 6, 8 по равенству кода в старших разрядах счетчика 3 и в кодирующем блоке 7 при условии единичного кода в младших разрядах счетчика 3. 2 з.п. ф-лы, 5 ил. S сл 00 ГС ./

г

а

«

кг

a S g г

a

e

Ж.

u к

}-й цикл

Редактор Е.Папп

Составитель В.Войтов

Техред И.Попович Корректор М.Демчик

Заказ 6304/57 Тираж 900Подписное

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

Фиг.