Расширитель временных интервалов Советский патент 1976 года по МПК G04F10/04 

(54) РАСШИРИТЕЛЬ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ

иен с .первым входом элемента неравнозначности НЕ 3, выход которого является выходом всего устройства. Нулевой выход триггера / соединен с управляющим Входом ключа 2 и с лервы.м входом логического элемента И 4, а единичный -выход - с унраБляющим входом ключа 5, рабочий вход которого через ключ 6 подключен ж выходу генератора импульсов 7. Выход генератора импульсов подключен также к рабочему входу жлюча 8 и делителя частоты 9, выход которого соединен с нулевым входОМ триггера 10 и рабочим .входом 1ключа //.

Суммирующий ;вход реверсивного счетчика 12 соедииен с выходом .ключа 5, а вычитающий - с выходом ключа И, упра.зляющий вход которого подключен -к выходу элемента И 4 и к управляющему входу ключа 13, соединяющего входную щ,ину € входол сброса счетчика 12. Разрядовые выходы счетчика 12 соединены с входами логического элемента НЛИ 14, -выход iKOTOporo подключен ,ко второму входу лопичеакого элемента И 4 и через формирователь импульсов 15 -ко второму входу элемента НЕ 3.

Кроме того, еди1ничный выход триггера 10 подключеи ,к управляющему -входу -ключа 6, а нулевой выход - к управляющему входу ключа 8, -выход которого через элемент задержки 16 подключен к единичному входу триггера 10.

Элементы 1-4 и а совокупности (на чертеже эта часть блок-схемы обведена пункт-иром) предста1вляют из себя устройство управления работой ислючей 5 и //, служащее для отпирания ключа .// на щремя между мо-ментом затирания ключа 5 ,и моментом возвращения счетчИКа 12 в исходное состояние. В лри-нципе это устройство управл-ен.ия может быть выполпено и по любой другой схеме, лишь бы вынол.няло функции, указанные выше.

Схема ра-ботает следующи-м образом.

В исходном положении ре зерскзный счетчик 12 и триггер / находятся з нулевом состоянии. При этом вы-сокий потенциал поддерживается на -нулевой (верхней на рисунке) выходной ши.не триггера, яоэтому ,ключ 2 открыт. Логичеакий элемент ИЛИ 14 построен таки.м образом, что высокий поте-нцшал па его выходе отсутствует только при нахождении счетчи1ка 12 в нулевом состоянии. Следовательно, в исходном положении на выходе элемента И 4 имеется низкий потенциал, запи-рающий КЛЮЧИ 13 и //. Триггер 10 -в неxoдиoLM ноложении находится в единичном состоянии, при котором ключ 6 открыт, а ключ 5 закрыт. Это обусловлено особейностями схемы соединения элементов 6, 7, 8. 10. 16. Нулезое положение триггера 10 (при котором открыт 1КЛЮЧ 8) сменяется -единичным, едва только на выходе генератора импульсов 7 появится первый нмпуль-с. Этот импульс проходит через ключ 8, поступает на элемент задержки 16, задерживающий импульс на время, меньшее -периода генератора и.мпульсов, а со -схемы 16 иоступает на единичный зход триггера 10 и переводит его з единичное состояние.

Однако, несмотря на от лрытое состояние вслюча 6, си-гналы с выхода генератора импульсов 7 на счетчик не нро.ходят из-за состояния .ключа 5, за-крытого .низким потенциалом с нулевой шины триггера /.

Пусть теперь на входную шину устройства поступает короткий им.пульс, фиксирующий начало временного интервала TJX, подлежащего преобразованию. Этот импульс через от крытый ;ключ 2 в логичепкий эл.емеит неравнозначности НЕ 5 ностунит ;на выходную устройства, фи1ксируя тем са.мым начало отсчета преобразованного выходного сигнала , и переведет триггер / в единичное состояние, при iK-OTopOiM ;Ь СО|КИЙ потенциал устанавливается на его единичной (.;шжней) выходной ш.ине, благодаря чему ключ 5 откроется. С этого момента на суммирующий вход -счетчи-ка 12 через ключи 5 и 5 начнут поступать им.пульсы частоты /о. К.тючи //и 13 попрежнему закрыты, поскольку (хотя с момента поступле гия на счетчйк 12 нервых импульсоз устана В.лнвается выси-сий потенниал на выходе логического эле.мента НЛИ 14) еще до этого с первого входа логичес.кого элемента Н 4 -снимается высокий потенциал СтаК ка;к триггер / нереходит в единичное состояние), т. е. высокий потенциал на выходе элемента 4 по-прежнему отсутствует.

Нетрудно видеть, что за -вре.мя т их в счетчи-ке 12 должно быть зафиксировано число имнульсов Л /оТву Если т„х мало, а коэффициент k деления делителя частоты 9 (k равно коэффициенту преобразования длительности импульса) достаточно велик, то за время -|,х сисиал на выходе делителя частоты 5 отсутствует.

Второй импульс, поступающий на в.кодную g шину устройства и свидетельствующий об окончаиии иитервала т-х, не проходит через за1крытый ,ключ 2, возвращая лишь триггер / в исходное нулевое состояние. Благодаря этому высок ий нотенциал оказывается поданным Q и на первый вход логической схемы И 4, з результате чего от.кроются ключи // и 13. На вычитающий вход счетчика 12 при этом начинают поступать -импульсы iC -выхода делителя

/- /.-

частоты 9 с частотой позторения /i ,1 че5к. /

рез ключ //. Эти и-м.пульсы продолжают поступать через ключ // до тех пор, .п-э:ка счетчик 2 не возвратится в исходное нулевое состояние. Тогда ,зысакий потепииал с 1зьг-:ода элемепта

0 14 снимается, благодаря чему исчезает высо.кий потенциал на выходе логического элемента «I-I 4, и ;ключн // н 13 за1крываются.

В .момент скачкообразного .перехода потенциала выхода элемеита 14 на уровень

5 элемент /5 формирует короткий им-пульс, проходящий через элемент нераенозначности 3 па выходную шину устройства. Поскольку период ИМпульсов на выходе делителя частоты в k раз больше, че:м период импульсов на выходе генератора, а числа импульсов, лоступивш;их на реверси1вный счетчик в режиме и вычитания, равны, интервал времени .между началом и им-пульсом на выходе элемента 15 в k раз больше, чем длительность TBXЕсли длительность входного имнульса Твк велика или мало значение k, то импульсы на выходе делителя -ча.стоты 9 ноявляются еш,е до того, как окончится поступление импульсов генератора 7 на суммирующий вход реверсивного счетчЕка 12. В этом случае 1каждый импульс, появившийся на выходе делителя до окончания процесса суммироваиия, поступает на нулевой вход триггера 10, перебрасывает его в нулевое положение, при iKoropoM ключ 6 закрывается низким лотеидиалом aia единичном, выходе трлггера 10, а 1ключ 8 от1крывается высоки:м потенциалом на нулево м выходе триггера 10. Такое состояние ключей 6 и 8 приводит к тому, что очередной импульс генератора через КЛЮЧ 6 на суммирующий вход счетчкха :не преходит, а, пройдя через ключ 8 и задержавщись в элементе задержки 16 (на время, большее длительности импульсов генератора 7), поступает на единичный вход триггера 10. Триггер вновь открывает ключ 6 и закрывает ключ 8.

Таким образОМ, -из суммы, запа1сываемой в счетчик 12 в процессе самого суммирования, вычитается TaiKoe количество импульсов, которое соответствует числу А/г ,(.

К

Интервал времени между имнульсам на выходе элемента 3 составит величину

вхЕсли интервал TDX оказывается больше вре.мени такта Т времяим-пульсного представления сигнала т„м (т. е. несмотря на условие вх .макс 7 при большом коэффициенте преобразования , устройство В

режим «ограничения.

В ЭТО.М случае схема работает идентично описанному выше, но IK моменту окончания очередного периода Т счетчик 12 не успевает возвратиться в исходное состояние. Чтобы установить устройство в исходное состояние (это необходимо делать до начала очередного интервала Тзх, так как в этом периоде Т может оказаться уже -вх , и схема устройства должна в этом же такте выдавать правильный результат), используется входной илшульс, обозначающий начало отсчета очередного интервала Твх- Этот импульс в случае, если триггер / находится в нулевом состоянии, а C4eT4HiK 12 - не в нулевом, проходит через открытый сигналом с выхода логического элеме.нта «И 4 ключ 13 на вход сброса счетчика 12, так что К моменту открытия ключа 5 счетчик оказывается в нулевом Положении (триггер / должен иметь меньшее быстродействие, чем триггеры счетчиков, иначе потребуетсз зведение допол;П1тельных элементов задержки). Импульсы на выходе элемента неравнозначности 3 в этом случае не появляются, начиная с импульса, после которого устройство входит в режим «ограничения, поскольку в этом режиме импульсы проходят на оба его входа практически одновременио и «гасят друг друга.

Содержимое счетчилса 12 ;в момент окончания TBX представляет в цифровой форме входной времянмлульсный снгпал и может быть использовано для ввода в цифровую часть системы, использующей предлагаемое устройство.

Формула изобретения

Расширитель временных интервалов, содержащий блок управления ключами, в состав которого входят трпггер, два ключа, элементы ИЛИ, И, ИЕ, формирователь импульсов, причем входы ключей и триггера объединены и являются входом устройства, выход элемента ИЛИ соединен непосредственно с входом элемента И и через формирователь импульсов с входом элемента ИЕ, второй вход которого подключен к выходу первого ключа, а выход служит выходом устройства, первый

в выход триггера соединен со вторым входом первого Пчлюча и со вторым входом элемента И, а второй вход второго ключа объединен с выходом элемента И. реверсивный счетчик, вход которого соедииен с выходом второго ключа блока управления ключами, а выходы разрядов счетчика - € входами элемента ИЛИ блока управления .ключами, делитель частоты, элемент задержки, трн ключа, генератор импульсов, выход sKOTOporo через делитель частоты н .ключ, второй вход которого подключен к выходу элемента И. включен на вычитающий вход реверсивного счетчика, к суммирующему входу которого подключен выход второго Ключа, к управляющему зходу которого подсоединеп второй выход триггера блока управления ключами, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью упрощения устройства, в него введены дополнительный клоч и триггер, причем вход дополн1 тельного 1ключа объединен с входом третьего ,ключа и входом делителя частоты, а выход соединен с входом второго хлюча, первый вход триггера соединен с выходом делителя частоты, а второй - через элемент задержки .с выходом третьего ключа, Первый выход триггера Включен на управляющий вход дополнительного ключа, а второй выход- на второй вход третьего ключа.

Источникн информацин. принятые во внп.мгние .при экспертизе.

1.Э. В. Л аграче.в. «.Лчалогозые измерительные преобразователи одиночпых сигналов. М.. «Энергия. 1974, стр. 126.

2.Авт. сз. До 312375, AV. Кл. G 04 F 10/04, 1971 (прототип).