Преобразователь интервала времени в цифровой код Советский патент 1978 года по МПК G06J3/00 

Предлагаеклый преобразователь интерва ла времени в цифровой код может быть использован в различных устройствах кон трольно-измерительной и вычислительной техники, в частности, в высокоточных приборах дли измерения временного интер вала. Известен преобразователь интервала времени в цифровой код по авт.свид. № 292173, являющийся наиболее близким по технической сущности к предложе ному преобразователю. Результат преобразования выдается в виде цифрового кода, снимаемого с выходов счетных ячеек старших разрядов счет чика, и кода - с единичных выходов Г1 счетных ячеек младших разрядов. Результат преобразования можно выразить соотнощением: где К - количество импульсов переноса, поступивших на входную счетную ячей ку старших разрядов счетчика: 0 - период эталонной частоты (1 тактного генератора; k - количество единичных состояний на выходах П триггеров младших раа-Г рядов счетчика; л и-величина сдвига импульсов эталонной частоты на ВБ1ХОДах И - тактного генератора относительно друг друга. В известном преобразователе результат преобразования, снимаемый со старших разрядов- позиционный параллельный двоичный код, а код младших разрядов непозиционный, в результате суммарный цифровой код - непозицконный, что представляет болыыое Неудобство п{М1 обработке результатов преобразователя уст ройствами вычислительной техники, работающими с позиционнылш кодами. Кро4 ме того, при нечетном значении Н возникает погрешность преобразования, равнаядпр.(т;;-т;,эс зЧ«-кн -з-1о- а(п-К-1)1.

Целью изобретения является уменьшение погрешности преобразования.

Для этого в преобразователь дополнительно введены дешифратор, первая в вторая дополнительная группы из П -1)го элементов И и дополнительная группа из Itl элементов ИЛИ, причем входы дешифратора соединены с единичными и нулевыми Ьыходами п счетных ячеек младших разрядов счетчика импульсов, а ( И -1) выходов дешифратора соединены с первыми входами элементов И первой и второй дополнительных групп, вторые входы элементов И первой дополнительной группы подкл.ючены к нулевому выходу входной счетной ячейкн старших разрядов счетчика импульсов, вторые входы элементов И второй дополнительной группы соединены с )единичныМ1 выходом входной счетной ячейки старших разрядов счетчика импульсов, а в первой дополнительной группе выходы первого и второго элементов И соединены со входами первого и второго элементов ИЛИ дополнительной группы соответственно, выход третьего элемента. И - со входами первых двух элементов ИЛИ, ..., выход (t -3)-го элемента И - со входами всех элементов ИЛИ, кроме второго, выход ()-го элемента И - со входами jBcex элементов ИЛИ, кроме первого, выход (и -1)-го элемента И - со входами всех элементов ИЛИ, а во второй дополнительной группе выход первого элемента И подключен ко входам всех элементов ИЛИ дополнительной группы, выход второгх) впемента И - ко входам всех, кроме первого, элементов ИЛИ, выход третьего элемента И - ко входам всек, кроме второго, елементов ИЛИ,.,., выход (о 3)-го .вяеменча И- ко входам первого и второго элементов ИЛИ, выход (И -2 )-го элемента И - ко входам второго апемента ИЛИ, выход (Г7 -1)-го элемента И - ко входу первого элемента ИЛИ, причем m 1,2,3..., rt На фиг. 1 изображен предлагаемый преобразователь; г. 2 - блок-схема варианта преобразователя на примере четырехтактного генератора; фиг. 3- временные диаграммы работы преобразователя для двух значений временного интервалаТ;(. 1 2).

Ок содержит п - тахтный генератор импульсов эталонной частоты 1, первую группу Т1 элементов И 2, счетные ячеййИ млвашнх разрядов счетчика импульсов 3, вторую группу иа 2-к влементов И 4,

элемент ИЛИ 5, счетные ячейки старших разрядов счетчика импульсов 6, дешифратор 7, первую и вторую дополнительные группы из ( Г -1)-го элементов И 8,9, дополнительную группу элементов ИЛИ 1О

Рассмотрим работу преобразователя на примере его конкретной реализации для четырехтактного генератора.

Импульсы эталонной частоты с выходов генератора 1, сдвинутые относительно друг друга на величину tg (эпюры 3-6 через первую группу из 4 элементов И 2, пропускающие импульсы только в течение временного интервала Т , поступают на информационные входы соответствующих триггеров младших разрядов 3, где запоминаются (эпюры 7-10,16), Единичные и нулевые выходы триггеров счетных ячеек младших разрядов 3 подключены ко входам второй группы элементов И 4, на выходах которых образуются импульсы переноса (эпюры 11, 12, 17, 18), которые через элемент ИЛИ 5 (эпюры 13, 19) поступают на информационный вход входной счетной 5гчейки 6 старших разрядов счетчика.

При этом, если количество импульсов переноса четное, то нулевой выход входной счетной ячейки 6 старших разрядов счетчика после окончания временного интервала будет находиться в единичном состоянии (эпюра 14), а если нечетное - то в нулевом (эпюра 2О). Одновременно сигналы с единичных и нулевых выходов триггеров 3 поступают на входы дешифратора 7, содержащего двенадцать элементов И (11-22) и три элемента ИЛИ (23-25), выходы которых являются выходами дешифратора 7 (на фиг. 2 входы дешифратора обозначены а,в,с, , в,с, d , а выходы дешифратора -А,В,С).

Дешифратор 7 построен таким образом

(A-obcd-f аЬсЗ abed-( abed, В «abed +abc3 -t- abed tobcd,

С orbC(J tabcd Qbcd + abed), что на выходе A единичный уровень напряжения образуется только в том случае, если количество импульсов, прошедших через один элемент первой группы элементов И 2, иа единицу больше или меньше количества импульсов, прошедших через все остальные элементы первой группы элеметов И 2 (через один элемент проходит N +1 или N -1 импульсов, а через остапь,ные - Я ). На выходе В дешифратора 7 единичный уровень образуется только в том случае, если количество импульсов, прошедших через два элемента первом группы элементов И 2, N +1 или М -1 а через остальные - N и т.д. Для временного интервала Tj , соот ветствуюшегослучаю, когда количество импульсов, прошедших через один элемент первой группы элементов И 2, соответст вует N импульсам, а прошедших через остальные элементы N 4 импульсам, на выходе А дешифратора по оконча нии временного интервала образуется единичный уровень (эпюра 16) и количес во импульсов переноса, поступивших на вход входной счетной ячейки 6 старших разрядов счетчика - четное, на выходе первой дополнительной группы элементов И 8, соединенной с вьгходом А дешифратора 7 и управляемой нулевым выходо входной счетной ячейки 6 старших разрядов счетчика, образуется единичный уровень, поступаюший на вход дополнительного элемента ИЛИ 10, выход которого соответствует 2 двоичного кода или одному дискрету t и При этом на всех остальных выходах первой и второй дополнительных групп элементов И 8,9 будут нулевые уровни, в результате чего выходной двоичный код будет иметь вид 1ООО1, где первая единица справа соответствует состоянию на первом выходе младших разрядов счетчика, что соответствует преобразуемому временному интер валуТ -4 д-е1. Для временногоинтервала TX2 соответствующего случаю, когда количество импульсов, прошедших через один элемент первой группы элементов И 2, соответствует N импульсам (эпюра 16), а прошедших через остальные элементы К 4 импульсам. На выходе А дешифратора 7 также образуется единичный уровень (эпюра 21), но количество импульсов переноса во входную счетную ячейку 6 старших разрядов счетчика нечетное, поэтому на выходе второй дополнительной группы влементов И 9, сое диненной с выходом А дешифратора 7 и управляемой единичным выходом входной счетной ячейки 6 старших разрядов счетчика, образуется единичный уровень, поступаюший на входы всех элементов допол нительной группы элементов ИЛИ 10, в результате чего выходной двоичный код будет иметь вид 01111, где два знака справа соответствуют состоянию двух мл ших разрядов, а три знака слева - состо нию старших разрядов счетчика, что соответствует интервалу .a S gАналогично происходит работа преобразователя при различных сочетаниях импульсов, прошедших через первую группу элементов И 2. Таким образом, независимо от величины преобразуемого интервала, преобразователь обеспечивает выдачу результата преобразовайия в виде параллельного двоичного кода с погрешностью, не превьш1аюшей tg. Использование новых элементов дешифратора, первой и второй дополнительных групп элементов И, дополнительной группы элементов ИЛИ выгодно отличает предлагаемый преобразователь от указанного прототипа, так как, во-первых, устраняет погрешность преобразования, равную 4 пр. (п-К-1)Сл , возникаюшую при нечетном количестве импульсов N , поступивших во входную счетную ячейку старших разрядов счетчика в результате чего общая погрешность преобразования уменьшается до величины, не превышающей Itf , и, во-вторых, обеспечивает получение результата преобразования в виде параллельного двоичного кода, необходимого для сопряжения с устройствами вычислительной техники. Формула изобретения Преобразователь интервала времени в цифровой код по авт. свид. № 292173, отличающийся тем, что, с целью уменьшения погрешности преобразования, в него введены , первая и вторая дополнительные группы .из ( П -1)-го элементов И и дополнительная группа из ГП элементов ИЛИ, причем входы дешифратора соединены с единичными и нулевыми выходами г счетных ячеек младших разрядов счетчика импульсов, а (fl -1) выходов,дешифратора соединены с первыми входами элементов И, первой и второй дополнительных групп, вторые входы элементов И первой дополнительной группы подключены к нулевому выходу входной счетной ячейки старших разрядов счетчика импульсов, вторые входы элементов И второй дополнительной группы соединены с единичным выходом входной счетной ячейки старших разрядов счетчика импульсов, а в первой дополнительной группе выходы первого и второго влемевroB и соединены со входами первого и второго элементов ИЛИ дополнительной грушш соответственно, выход третьего алемеята И - со входами первых двух апемевтов ИЛИ, ..., выход (П -3)-го

элементе И - со входами всех элементов Или, хроме второго, выход - ( О -2)-го элемеяга И са зхоаами всех элементов ИЛИ, кроме первого, выход ( Ц -1)-го элемавтй И со входами всех элементов ИЛИ, а во второй дополнительной группе выход первого алемента И подклкпен ко входам всех элемш1тов ИЛИ дополнитель группы выход второго элемента И ко входам всех, кроме первого, элементов ИЛИ, выход третьего элемента И- ко входам всех, кроме второго, элементов ИЛИ, .... выход ( Г7 -3)-го элемента И - ко входам первого и второго элементов ИЛИ, . выход ( П -2 }-го элемента И ко входам второго элемента ИЛИ, выход { И -1)-го элемента И - ко входу первого элемента ИЛИ, причем m 1,2,3..., п 2 .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР №. 292173, кл.О 06 J 3/00, 1969,

И л 1 «

Степ

fz

fa

./

Bbtx элемента. /

Выл. элементов 3 дал uHmepiana 7

Вых.зйемента5 (иг пульси переноса)

. (лоЗнуи счетной ячейки У старшего разряда Вы. А deiMU pamopa 7

Sttf. оВнаво аз у/гементоб f / fffff инт ерйля а 7

}

8ь1л лементо8

Вых. заеиента S(импульсы переноса}

Выл. fxoffHoU счетной ячейки старшего разряЗа

Вил. А 8ешифратора 7