Каскадный рециркуляционный преобразователь код - время Советский патент 1992 года по МПК H03M1/82 

Изобретение относится к области контрольно-измеритЪльной техники и может быть использовано для преобразования кода в длительность электрических сигналов наносекундного диапазона а экспериментальной физике, оптической дальномерии, в системах обогащающего контроля, при определении параметров интегральных логических микросхем и т.д., а также в.кодоуправляемых источниках образцовых временных интервалов.

Цель изобретения заключается в повышении точности преобразования.

На чертеже приводится функциональна|Я схема многокаскадного рециркуляционного преобразователя код-время.

Преобразователь содержит основной малоразрядный преобразователь код-время (МПКВ) I, выполненный на первом элементе И 1, второй элемент И 2. селектор-мультиплексор 3, RS-триггер 4, первый элемент ИЛИ 5, элемент задержки 6. первый формирователь импульсов 7, шина 8 Запуск, шина 9 Старшие разряды входного кода, счетный блок 10, дискретный элемент 11 задержки, шина 12 Установка О, второй

элемент ИЛИ 13, третий элемент И 14, второй формирователь импульсов 15, дополнительный малоразрядный преобразователь код-время II, 8 котором первый 7 и второй 15 формирователи импульсов отсутствуют, но он содержит элементы ИЛИ 16, 17.

Работает преобразователь следующим образом.

Перед началом преобразований смгиалом Установка О счетные блоки 10 устанавливаются в состояние логический ноль. Одновременно сигналом Установка О RS-триггеры 4 по инверсным выходам устанавливаются в состояние логическай единица, по прямым выходам- в состояние логический нуль. Тем самым осуществляется запирание вторых элементов И2 и отпирание первых элементов И1.

Затем на шинах 9 устанавливается значение преобразуемого кода, описываемого m разрядами позиционного двоичного кода (ПДК), причем на шинах 9 осноэного преобразователя I устанавливается группа из mi старших разрядов преобразуемогожода, а на шинах 9 дополнительного преобразователя И - группа из т2 младших разрядов прообразуемого кода. Групппа из mi старших разрядов преобразуемого кода фиксируется в счетном блоке Ю основного малоразрядного преобразователя кед-время, а группа из та младших разрядов преобразуемого кода фиксируется, в счетном блоке 10 дополнительного малоразрядкого преобразователя II код-время,

По сигналу Запуск на шмне 8, первый формирователь импульсов 7 вырабатывает прямоугольный импульс образцовой длительности Ati 2 Д|, а второй формирователь импульсов 15 --А t. Значенме А t выбирается исходя из требуемой точности преобразования код-вре « я и определяет дискретность преобразования.

Прямоугрльный импульс образцовой длительности А ti вводится во временной рециркулятор основного малоразрядного преобразователя код-время, образованный первым элементом ИЛИ 5, первым элементом И 1, дискретным элементом задержки 11, селектором-мультиплексором 3, элементом задержки б, после чего начинается процесс рециркуляции.

При первой рециркуляции на выходе первого элемента ИЛИ 5 вырабатывается

импульс длительностью txi Ati.

При второй рециркуляции на выходе первого элемента ИЛИ 5 (выход временного рециркулятора) вырабатывается импульс

длительностью 1x2 tx + ts.s.i 2Ati, где

1э.з.1 - время задержки элемента задержки б, причем необходимо, чтобы ta.s.i At.

Одновременно элемент задержки б должен обладать высокой стабильностью и вносмть минимально возможные искажения при задержке импульсов.

Таким образом, при каждой рециркуляции исходный импульс образцовой длительности Ati последовательно расширяется на

одну и ту же величину гэ.зи At. Одновременно счетный блок 10 по своему счетному входу осуществляет подсчет (фиксацию) числа рециркуляции, при этом селектормультиплексор 3 (благодаря соединению

своих управляющих входов с соответствующими управляющими выходами счетного блока 10) по мере заполнения счетного блока 10 осуществляет последовательное переключение отводов дискретного элемента

задержки 11. Дискретный элемент задержки 11 выполнен с П1 2 - 1 отводами (mi одновременно равно и числу разрядов счетного блока 10 по своему счетному входу), причем дискретность задержки между отводамм должна быть ta.i Ati. Полное время задержки дискретного элемента задержки 11, то есть от первого отвода до ш равно

it .1.

Логика переключения отводов дискретного элемента задержки 11 следующая.

Например, при первой рециркуляции в счетном блоке 10 по его счетному входу зафиксируется число, равное единице, которое посредством селектора-мультиплексора 3 соединяет первый отвод дискретного элемента- задержки 11 (имеющего задержку tg;) с первым входом первого элемента И 1. Поэтому импульс длительностью txi Ati задерживается в

дискретном элементе задержки 11 на время ta.b При второй рециркуляции импульс длите.г|ьностью tx2 tx + t3.3.i 2 Ati задерживается в дискретном элементе задержки

1t уже на время 2t3i. Таким образом, по мере увеличения числа рециркуляции и, соответственна, по мере увеличения содержимого Учетного блока 10 по его счетному входу селектор-мультиплексор 3 переключением отводов дискретного элемента задержки 11 осуществляет последовательное изменение времени его задержки (изменение периода рециркуляции временного рециркулятора) от tai, до nitsi.

Процесс рециркуляции во временном рециркуляторе происходит до тех пор, пока число рециркуляции, зафиксированных в счетном блоке 10 по своему счетному входу, не станет равным значению преобразуемого кода, описываемого mi разрядами ЦДК,

зафиксированному по информационным входам в счетном блоке 10. В момент равенства на информационном выходе счетного блока 10 вырабатывается импульсный сигт нал, который посредством RS-триггера 4 вырабатывает разрешающий сигнал на второй элемент И 2 и запрещающий на первый элемент И 1, т.е. первый элемент И 1 запирается и процесс рециркуляции во временном рецйркуляторе прекращается, а второй элемент И 2 открывается (так как на его третьем входе логическая единица от второго элемента ИЛИ 13), и на его выходе вырабатывается импyльqный сигнал длительностью 6i Ati. где значение

51fe 1 -1). причем 51 макс fit. Одновременно на инверсном выходе.второго элемента ИЛИ 13 - состояние логический ноль, поэтому третий элемент И 14 закрыт, второй элемент И 2 открыт и импульсный сигнал длительностью Л(М /9i Ati поступает на Ёторой вход элемента ИЛИ 16 дополнительного малоразрядного преобразователя II код-время. Описанный процесс происходит при условии, тoft .

При) - О на инверсном выходе второго элемента ИЛИ 13 - состояние логическая единица, а на прямом - логический ноль, поэтому третий элемент И 14 открыт, второй элемент И 2 закрыт и прямоугольный импульс образцовой длительности А t вырабатываемый вторым формирователем импульсов 15 поступает на третий вход первого элемента ИЛИ 5 дополнительного преобразователя II.

В дополнительном малоразрядном преобраэователе И код-время значение времени зддержки элемента задержки 6 должно быть Тэ.э.2 At. Дискретный элемент задержки 11 выполнен с П2 1 (тз одновременно равно и числу разрядов счетного блока 10 по своему счетному входу) и дискретностью задержки между отводами 1з.2 At, причем первый отвод имеет время задержки 13.21 у91макс Ati + At; второй t 3.22 ySlMaKC А t1+2At; третий 13.23 /3lMaKcX

xAti + 3At и т.д., a полное время задерж ки, т.е. от первого до П2-ГО отвода Т2

П2/ 1макс Аti+ } дt. в случае

/3i ; О и 5 О С 1 - (2 -1Ж причем /Й2макс П2, ВО временном рецйркуляторе дополнительного МПКё 16 осуществляется рециркуляция импульса длительностью txgi с последовательным расширением в каждой из рециркуляции на

время 1э.з.2 At (процесс рециркуляции проходит аналогично описанному выше). В момент равенства числа рециркуляции, зафиксированных по счетному входу в 5 счетном блоке 10 дополнительно преобразователя И, числу на выходе второго элемента И 2 вырабатывается импульс

длительностью / А t, который

п через элемент ИЛИ 17 дополнительного преобразователя II поступает на шину 18.

Если же 1 О и/иг О, то на шине 18 импульсный сигнал отсутствует, так как вторые элементы И 2 закрыты,

с При убг О, а fti О второй элемент И2 основного преобразователя I закрыт, третий элемент И 14 открыт и импульсный сигнал образцовой длительности At от второго формирователя импульсов 15 вводится во

Q временной рециркулятор дополнительного преобразователя II, где осуществляется последовательное его расширение на величину t3.3.2 At (процесс рециркуляции осуществляется аналогично описанному

g выше), в результате на шине 18 вырабатывается импульсный сигнал длительностью А At. При /9i i О, О второй элемент V 2 дополнительного преобразователя II закрыт, а 1второй элемент И2 основного преобразователя I и третий элемент И 14 дополнительного преобразователя И открыты и на шине 18 вырабатывается импульсный сигнал длительностьюу Ati.

5 В общем случае длительность импульсного сигнала, вырабатываемого на шине 18, т.е. результат преобразования кода в длительность имеет вид

Ш1 Ati + уйг At), 0 О

Ati , при/91 а 0

tx / /Зг At ПРИ/З 0 и /Й2 4 О

, приубт 0 и )fe 0 Так как Ati 2 At (/Згмэкс+1) At

.(t)

5 r (/3:2макс + 1 /fe } At.

1и

tx /y5i ( +1 )At, Приу 0

1a 02 0

/ Дг At, при/31 0 и y 5 0

LO,

приу 0 И y 0

в виду того, что при/3i и Дг в предлагаемом преобразователе tx ftt At + +fti At a в случае преобразователя-прототипа при/Si 0 и fti

tx /5iAti + (/32-l)At предлагаемый преобразователь будет обладать на At меньшим значением методической погрешности преобразования, чем преобразователь-прототип.

Таким образом, цель изобретения - повышение точности преобразования достигнута.

Заметим, что счетные блоки 10 соответвенно основного и дополнительного преобразователей I и II могут быть выполнены либо на счетчике импульсов, блоке сравнения кодов и регистре памяти, либо на счетчике импульсов, блоке элементов НЕ и реверсивном счетчике.

Первый формирователь импульсов 7 и вторые формирователи импульсов 15 основного преобразователя I могут быть выполнены на элементе НЕ, выход которого через элемент задержки (например, через линию задержки на радиочастотном кабеле) соединен с первым входом элемента И, второй вход которого подключен к входу элемента НЕ и к входу формирователя, д выход соединен с выходом формирователя.

Формула изобретения Каскадный рециркуляционный преобразователь код-время, содержащий основной и дополнительный малоразрядные преобразователи код -- время, кахадый ид которых выполнен на первом элементе И, первый вход которого объединен с первым входом второго элементами соединено выходом селектора-мультиплексора, второй вход соединен с инверсным выходом RS-триггера, элементе задержки, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, счетном блоке, группа информационных входов которого яёляетсй шинами соответствующих разрядов входного кода, счетный вход соединен с выходом первого элемента ИЛИ и объединен с входом дискретного элемента задержки, выходы которого подключены к соответствующим информационным входам се Яектрр а мультиплексора, управляющие входы которого соединены с соответствующими управляющими выходами счетного

блока, информационней выход которого подключен к S-входу RS-триггера, R-вход которого является шиной Установка О и обьединен с входом установки в ноль счетного

блока, а прямой выход RS-триггера соединен с вторым входом второго элемента И, третий вход которого соединен с прямым выходом второго элемента ИЛИ, входы которого обьединены с соответствующими информационными входами группы счётного блока, а инверсный выход подключен к первому входу третьего элемента И, основной малоразрядный г|реобразователь код - время содержит также два формирователя импульсов, вход первого из которых объединен с входом второго формирователя импульсов и является шиной Запуск, а выход соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, третий вход которого обьединен с входом элемента задержки и подключен к выходу первого элемента И. выход второго формирователя импульсов соединен с вторым входом третьего элемента И. а дополнительный малоразрядный преобра.зователь код - время содержит также третий элемент ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу третьего элемента И, второй вход - к выходу второго элемента И, а выход является выходной шиной,

второй вход третьего элемента И дополнительного малоразрядного преобразователя код - время подключен к выходу второго элемента И основного малоразрядного преобразователя код - время, о т л ичающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, в дополнительный малоразрядный преобразователь код время введен четвертый элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом его

первого элемента И, второй вход - с вторым входом его третьего элемента И, выход - с входом его элемента задержки и с вторым входом его первого элемента /1ЛИ, третий вход которого подключен к выходу третьего

элемента И основного мэлораэрядного преобразователя код - время.

fSb Выход

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники им может быть использовано для преобразования кода в длительность электрических сигналов наносекундного диапазона в экспериментальной физике, оптической дальнометрии, при определении параметров интегральных .микросхем и т.д., а также в кодоуправляе- мых источниках образцовых временных интервалов. Цель - повышение точности преобразования - достигается тем, что в каскадный рециркуляционный преобразователь код-время, содержащий основной малоразрядный преобразователь код-время выполненный на первом и втором элементах, селекторе-мультиплексоре, RS-триггере, первом элементе ИЛИ, первом формирователе импульсов, шине "Запуск", дискретном элементе задержки, втором злементе ИЛИ, втором формирователе импульсов, вход которого соединен с шиной "Запуск", и дополнительный малоразрядный преобразователь код-время, выполненный аналогично основному, но в котором первый и второй формирователи импульсов отсутствуют, но он содержит третий элемент ИЛИ, введен четвертый элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом его первого элемента И^ второй вход - с вторым входом его третьего элемента И, выход - с входом его элемента задержки и с вторым входом его первого элемента ИЛИ, третий вход которого подключен к выходу третьего элемента И основного малоразрядного преобразователя Код-время. 1 ил.о;^