Преобразователь интервала времени в цифровой код Советский патент 1978 года по МПК H03K13/20 

1

Изобретение относится к радиотехнике, импульсной технике и может быть использовано в цифровых измерителях интервалов времени.

Известен преобразователь интервала времени в цифровой код, содержащий генератор счетных импульсов, временной селектор, счетчик импульсов и устройство цифрового отсчета 1.

Недостатком известного устройства является наличие погрешности преобразования из-за смещения перебросов триггера, обусловленное крутизной фронта импульса.

Известен другой преобразователь, содержащий последовательно соединенные триггеры, триггер управления, два вентиля и линию задержки 2.

Недостатком известного преобразователя является низкая точность преобразования, что объясняется тем, что триггер первого разряда уменьшает погрешность дискретности отсчета вдвое при неизменной частоте счетных импульсов только для заднего фронта преобразуемого интервала времени.

С целью повышения точности преобразования в преобразователь, содержащий триггеры первого и второго разрядов, два вентиля, линию задержки, включенную между вентилями, и триггер управления, выходы которого соединены соответственно с управляющими входами первого и второго вентилей, введены

первый и второй элементы ИЛИ, третий вентиль, дополнительная линия задержки, блок дифференцирования, элемент отрицания и расширитель импульсов, причем входы первого и третьего вентилей объединены, а управляющий вход последнего подключен к управляющему входу второго вентиля, выход которого присоединен к одному из входов первого элемента ИЛИ, второй его вход через последовательно включенные элемент отрицания и блок дифференцирования подключен к управляющему входу первого вентиля, а выход - к счетному входу триггера первого разряда, выход третьего вентиля соединен с одним из

входов второго элемента ИЛИ и через расширитель импульсов - с управляющим входом элемента отрицания, при этом второй вход второго элемента ИЛИ через дополнительную линию задержки подсоединен к выходу триггера первого разряда, а выход его- к счетному входу триггера второго разряда.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Преобразователь содержит триггер первого разряда 1, триггер второго разряда 2, первый и второй элементы ИЛИ 3 и 4, первый, второй и третий вентили 5, 6 и 7, линию задержки 8, дополнительную линию задержки 9, логический элемент отрицания 10, расширитель

импульсов 11, блок дифференцирования 12 и триггер управления 13.

Преобразователь работает следующим образом.

В исходном состоянии на выходах триггера 13 низкий и высокий иотенциал. Система элементов выбрана так, что открыт только вентиль 5. Триггеры 1 и 2 находятся в нулевом состоянии.

В момент ноступлепия старт-имиульса на вход триггера 13, последний опрокидывается, вентили 6 и 7 открываются, а вентиль 5 закрывается. При этом па вход линии задержки 8, рассчитаппой на полупериод следования счетных импульсов, счетные импульсы не поступают, но через открытый вентиль 6 и элемент ИЛИ 3 на вход триггера 1 проходит задержанный импульс с выхода линии задержки 8, если старт-имнульс находится в нервом полупериоде счетных импульсов. Этот задержанный импульс опрокидывает триггер 1 в состояние «1. Если же старт-импульс находится во втором полупериоде счетпых импульсов, вентиль 5 открывается уже после прихода задержанного импульса и поэтому триггер 1 остается в исходном состоянии «О.

Одновременно носле прихода старт-импульса счетные импульсы поступают через вентиль 7 и элемент 4 на счетный вход триггера второго разряда 2. При этом счетные импульсы с выхода вентиля 7 поступают на вход расширителя импульсов И, который формирует на своем выходе имиульсы с длительностью, равной полупериоду счетных импульсов.

В момент поступления стоп-импульса на вход триггера 13 последний устанавливается в исходное состояние, вентили 6 и 7 закрываются, а вентиль 5 открывается. Положительный перепад напрял ения на выходе триггера 13 дифференцируется блоком 12. Импульс с выхода блока 12 проходит через элемент 10 и элемент ИЛИ 3 на счетный вход триггера 1, если стоп-импульс находится во втором полупериоде счетных импульсов. Этот импульс опрокидывает триггер 1. Если триггер 1 находился до этого в состоянии «1, то он возврагцается в состояние «О и импульс с его выхода через линию задерл ки 9 и элемент 4 поступает на счетиый вход триггера второго разряда 2. Лииия задержки 9 имеет время задержки большее времени переходных процессов в триггере 2.

Если стоп-импульс находится в первом полупериоде счетных импульсов, то импульс с

выхода блока 12 не пройдет через элемент отрицания 10, так как на управляющий вход иоследнего в течение первого полупериода счетных импульсов подается «запрещающее напряжепие с выхода расширителя импульсов 11. При этом триггер 1 не изменит своего состояния.

Таким образом триггер младшего разряда 1 в счете не участвует и его быстродействие

может быть существенно ниже быстродействия триггера 2. Вместе с тем триггер 1 вдвое уменьшает погрешность дискретности отсчета при неизменной частоте счетных импульсов. При этом среднеквадратическая погрешность

дискретности для начала и конца преобразуемого интервала времени одинакова.

Формула изобретения

Преобразователь интервала времени в цифровой код, содержащий триггеры первого и второго разрядов, два вентиля, линию задержки, включенную между вентилями, и триггер управления, выходы которого соединены соответственно с управляющими входами первого

и второго вентилей, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности преобразования, он снабжен первым и вторым элементами ИЛИ, третьим вентилем, дополнительной линией задержки, блоком дифференцирования, элементом отрицания и расширителем импульсов, причем входы первого и третьего вентилей объединены, а управляющий вход последнего подключен к управляющему входу второго вентиля, выход которого присоединен

к одному из входов первого элемента ИЛИ, второй его вход через последовательно включенные элемент отрицания и блок дифференцирования подключен к управляющему входу нервого вентиля, а выход - к счетному входу

триггера первого разряда, выход третьего вентиля соедипен с одним из входов второго элемента ИЛИ и через расщиритель импульсов- с управляющим входом элемента отрицания, при этом второй вход второго элемента ИЛИ

через дополнительную линию задерл ки подсоединен к выходу триггера первого разряда, а выход его - к счетному входу триггера второго разряда.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Мирский Г. Я. Радиоэлектронные измерения, «Энергия, М., 1975, с. 176.

2.Авторское свидетельство СССР №427468, кл. Н ОЗК 13/20, 1974.