Времяимпульсный преобразователь Советский патент 1988 года по МПК G04F10/04 

(Л

с

ф

ел

Од

14)

Изобретение относится к автоматике и цифровой измерительной техникеs может найти применение в устройствах, использующих времяимпульсное преобразование, и является усовершенствованием известного устройства по авт. св. № 1308979о

Целью изобретения является повышение точности,10

На чертеже приведена функциональная схема времяимпульсного преобразователя.

Устройство содержит генератор 1 квантующих импульсов, парафазные 15 выходы которого подключены соответственно к С-входам триггеров 2, 3 и 4, 5, выходы триггеров 3, 5 подключены через элемент ИСКЛЮЧАМЦЕЕ ИЛИ 6 к счетному входу счетчика 7, 20 а JK-входы каждого из них подключены соответственно к выходам элементов 2И-ИПИ 8, 9, элемен-гы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 10,; 11, элемент 12 задержки, входную шину 13 и выходные ши- 25

ны 14.

Устройство работает следующим

образом.

Канальные импульсы, длительность

которых пропорциональна преобразуе- 30 мым временным интервалам, поступают на входы двух идентичных двухка- нальных преобразователей. Отличие между ними заключается лишь в том, что квантование в них производится парафазными фронтами квантующей последовательности квантующих импульсов типа меандр,

Рассмотрим вначале работу элементов 1, 2, 3j В, 10 при поступле- 40 НИИ на входы импульсов вр.еменных интервалов. Возможны 3 случая.

2, 3 - 0 и они находятся в режиме д Хранение (не реагируют на синхроимпульсы генератора 1).

2,На одном из входов - 1, а на другом - О (преобразуется лишь временной интервал). При этом на JK-входах триггера 2 - 1 и он переходит в режим Счет, Элемент 2И-ИЛИ

8 при таком сочетании сигналов на входах подключает выход триггера 2 г к JK-входам триггера 3, образуя двух- разрядный синхронный счетчик, который подсчитывает количество тактовых фронтов квантующих импульсов с вы35

0

5 0 5

0

0

п

5

хода генератора 1, укладывающихся в преобразуемом временном интервале.

Аналогично работает вторая часть схемы, содержащая элементы 1, 4, 5, 9, 11.

Объединение работы обеих частей осуществляется за счет квантования парафазными фронтами (ГКИ-1 имеет парафазные выходы), временных интервалов на входах элементов 10, 11 с последующим их объединением с помощью элемента ИСКЛЮЧАКЩЕЕ ИЛИ 6.

Работу схемы объединения рассмотрим при наиболее сложном случае присутствия (перекрытия) всех четырех канальных сигналов. Лри этом триггеры 3, 5 считают с удвоенным весом кванта, но переключаются от противофазных фронтов (триггер 3 - заднего, а триггер 5 - переднего) одной квантующей последовательности импульсов типа меандр, работая как делители на два. На выходе каждого из триггеров 3, 5 имеем последовательности импульсов, следующих со сдвигом 90 (270) в зависимости от .исходного состояния триг- неров 3, 5 вследствие противофазной работы синхронных делителей на два. При этом в принятой системе обозначений рабочим (счетным) является отрицательный фронт импульсов на выходе триггеров 3, 5, которые следуют с периодом 2 Т(, гДе Т g - период следования квантующих импульсов . После сложения по модулю два на элементе ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6 на его выходе получим последовательность импульсов с периодом (за счет умножения частоты), при котором

на Тцр на счетчик 7 проходит один счетный фронт с весом четьфе кванта (т.е. присутствуют четьфе временных интервала во время квантующих фронтов) . При любом другом сочетании входных сигналов (возможно еще 15 вариантов) устройс,тво работает аналогичным образом (только сигнал на

входе счетчика будет квазипериодичесг Q сдвинутым на 180 -ь 90 270

КИМ, так, 2 временных интервала дают импульсы с периодом следования - 2 Т„, 3 и ЗА , 1 и 1/4 TKS, но при этом всегда наличие попадания четьфех (начиная с исход ного состояния) квантующих фронтов в канальные временные интервалы вызьшает появление счетного импульса на входе счетчика 7. Как видно из- наиболее тяжелого режима работы (присутствуют все 4 интервала), частота сигналов в схеме не превьгаает f 1/Тщ.

Подача одного временного интервала параллельно на все четьфе канальных входа позволит достичь эквивалентной частоты квантования f. эк , при этом погрещность квантования равна T,g/2 (квантование пара- фазными фронтами в триггерах 3, 5 и счет результата младшего разряда с выхода ИСКЛЮЧАК11|ЕЕ ИЛИ 6) .

Так как в этом случае работают только вторые разряды счетчиков, то вьшгрыш незначителен.

Подачей временного интервала на попарно включенные входы каналов непосредственно и через элемент 12 задержки с временем задержки обеспечивается квадратурный режим квантования (квантующие фронты относительно преобразуемого временного интервала расположены в квадратуре). Квантование во втором и треть Т /4 k6

15

Таким образом, устройство {ляет выполнять времяимпульсн разование с погрешностью Тщ за период ТЦ9 в каждом из ка

20

присутствует один из квадра расположенных фронтов кванту пульсов. Вес кванта равен Тщ выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ И жет служить младщим разрядом ка с весом 2 (дополнительной ной шиной) , При ЭТОМ в каче мента 12 задержки можно испо куски коаксиального кабеля, цепочки из п логических элем 25 обеспечивающих задержку 1 + п .

30

35

Формула изобрет

Времяимпульсный преобразо по авт. св. № 1308979, отл щийся тем, что, G целью ния точности, в него введен задержки, вход которого объе первым и вторым входами соот венно первого и третьего эле ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и является в шиной, при этом второй и пер ды соответственно первого и 40 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ об ны и подключень к выходу эле задержки, а выход второго эл ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ является доп ной выходной шиной.

ем каналах осуществляется относительно временного интервала, задержанного на Тц9/4 со сдвигом на T ft/A/J что эквивалентно квантованию временного интервала во втором канале относительно первого квантующим фронтом, сдвинутым на 90, а третьего канала относительно первого фронтом,

Таким образом, устройство позво- ляет выполнять времяимпульсное преоб|-- разование с погрешностью Тщ/4, т.к. за период ТЦ9 в каждом из каналов

присутствует один из квадратурно расположенных фронтов квантующих импульсов. Вес кванта равен Тщ/А, и выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6 может служить младщим разрядом счетчика с весом 2 (дополнительной выходной шиной) , При ЭТОМ в качестве элемента 12 задержки можно использовать куски коаксиального кабеля, а также цепочки из п логических элементов, обеспечивающих задержку 1 Т|(|/4 + + п .

Формула изобретения

Времяимпульсный преобразователь по авт. св. № 1308979, отличающийся тем, что, G целью повышения точности, в него введен элемент задержки, вход которого объединен с первым и вторым входами соответственно первого и третьего элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и является входной шиной, при этом второй и первый вхо- . ды соответственно первого и третьего элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ объединены и подключень к выходу элемента задержки, а выход второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ является дополнительной выходной шиной.

«,