Преобразователь кода в период повторения импульсов Советский патент 1980 года по МПК H03K13/20 

Преобразователь относится к облас .ти импульсной техники и может быть использован в устройствах автоматики и вычислительной техники. Известно устройство, содержащее линию задержки, двухвходовой элемент ИЛИ-НЕ, триггер управления, селектор длительности импульсов и селектор частоты, преобразование кода в котором осуществляется на кольцевом ге нераторе, одним из элементов которого является линия задержки с возможностью выбора величины задержки в ней через соответствующие выводы селектора частоты Jt. Недостаток устройства - узкий рабочий диапазон, ограниченный величиной максимальной задержки сигнала в линии задержки, а также отсутствие возкюжности внешнего управления с привязкой фазы выходного сигнала к фазе управляющего сигнала. Известен также преобразователь кода в период повторения импульсов, содержащий источник калиброванной частоты,; счетчик, вентили записи, связанные с входами счетчика, два элемента НЕ, два цифровых дифференцирующих элемента, элемент ИЛИ и сче ный триггер, причем выход счетчика через первый дифференцирующий элемент и первый элемент НЕ подключен . к управляннцим входам вентилей записи и к тактовоку входу счетного триггера, другой вход которого соединен с выходом первого цифрового дифференцирукадего элемента, выход счетного триггера через второй цифровой дифференцирующий элемент и второй элемент НЕ подключен к одному из входов элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом источника калиброванной частоты, йвькод элемента ИЛИ соединен с входом счетчика 2 . Пертюд повторения импульсов на выходе известного преобразователя кода в период повторения импульсов равен N T(t, где N - число пропорциональное преобразуемому коду, Т период повторения импульсов источника калиброванной частоты. Вес единицы младшего разряда преобразуемого кода равен Тц. Недостатком данного преобразователя является тб., что .для обеспечения малого значения веса единицы младшего разряда преобразуемого кода (например, в наносекундном диапазоне), необходимо уменьшать величину Тц, то есть повышать частоту источник калиброванной частоты, а это, в свою, очередь, првЕЛиает требования к быстродействию элементов, на которых реализуется пр1е6бразователь. Кромё того, для сохранения в этом случае верхнего диапазона преобразуемых значений кода необходимо увеличить разрядность счетчика, что также Ведет к усложнению преобразователя. эти недостатки 6граничйвак)Т функци . овальные брзможности известного преобразователя кода в период повторения импульсов. Целью настоящего изобретения является уменьшение дискретности преобразования. Поставленная цель достигается тем что в преобразователь кода в период повторения импульсов, содержащий генератор импульсов, счетчик, триггер, элементы И, ИЛИ, НЕ, дополнительно введены элемент задержки, управляекшй элемент задержки, второй эЛемёнт ИЛИ и корректор кода, входы которого явля ютс1Я входами преобразователя, а выходы младших разрядов соединены с соответствующими входами управления ynpaa ляемого элемента задержки, подключенного выходом к первому единичному вхо ду триггера, выходы старших разрядов корректора кода соединены с информационными входами счетчика, вьаходм которого через : лемент ИЛИ подключены к запрещающему входу счетчика, первому. вхОду второго Элемента ИЛИ и через элемент HS - к первому входу йлеманта И, выход которого соединен в выходом преобразователя, входом управля ёмогдэлемента задёржйи, входом записи кода счетчика и через элемент задержки - с нулевым входом т)биггвра, выход которого подключен к первому входу управления генератора импульсов вйход которого соединён со c teTHibJM входом счетчила и со BTOISJJM входом элемента И, второй вход управлёйия генератора импульсов соединен с выходом второго элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к шине Пуск а шина Сброс подключена ко второму единичному входу триггера. Структурная электрическая схема преобразователя пбясняетЬй чертежом. Преобразователь кода в период повтбрения импульсов содержит генератор импульсов 1, счетчик 2, триггер 3, логические элементы И 4, ИЛИ 5, НЕ б корректор кода 7, входы которого явля ются входами преобразователя, управляёмый элемент задержки 8, второй элемент ИЛИ 9, элемент задержки. 10, 1Ш1НЫ Пуск и Сброс. Преобразователь построен на принципе кольцевого генератора. Кольцо образовано из генератора импульсов 1 элемента И 4, управляемого элемента задержки 8, триггера 3. Оно находится в возбужденном состоянии до тех пор, пока не будет подан сигнал управлени азрывающий кольцо, т. е. запрещающий иркуляцию сигнала в кольце. Период генерируемого сигнала зависит от величины задержки в кольце, коорая имеет две составляющие: переменную iy .пропорциональную коду поданному на элементы, обеспечивающие эту задержку и постоянную Ло , равную Зсшержке -в элементах кольца при нулевомзначении указанного кода. Для компенсации задержки tp преобразуемый код пропускается через корректор 7 кода,на выходе которого этот код уменьшается на величину io и на элементы, обеспечиваквдие переменную задержку в кольце, поступает код соответствующий -to,-44-4,0 где ty- величина задержки,задаваемая преобразуемым кодом. Тогда Т io t --bo bj-bo--t , т. в. период повторения импульсов на выходе преобразователя будет пропорционален коду на его входе (преобразуемому коду). Переменная задержка в кольце составлена из суммы двух задержек: в группе младших (1...К) разрядов преобразуемого кода - задержкой управляемого элемента задержки 8, которая изменяется пропорционально коду, поданному на его входы управления с соответствувлцих выходов корректора кода 7, в группе старших (КЧ- 1,..., Н) разрядов преобразуемого кода задержкой, вносимой генератором импульсоа 1, счетчиком 2, первьм эле-, ментом ИЛИ 5, элементом НЕ б, элементом И 4, Вели |ииа этой задержки пропорциональна коду, подаваемому на информационные входы счетчика 2 с соответствующих выходоа корректора кода 7. Поразрядные весовые коэффициенты тих эл илентрв выбираются в соответствий с йесойвми коэффициентами разрядов преобразуемого кода. Весовой коэффициент в группе млащших разрядов определяется дискретностью управляемого элемента задержки 8. Весовой коэффициент в группе старших разрядов определяется величиной периода повторения импульсов генератора 1 и обеспечивается соответствующим его вы&оромг; . Преобразователь работает следующим образом. В отсутствие сигнала на шину Пуск кольцо разомкнуто , так как из-за запрета работы генератора 1 генерация в кольце не возникает. ПОСЛЕ подачи на преобразователь питания, счетчик 2 и триггер 3 устанавливаются в произвольное положение. При приведения его в. состояние готовности к работе на шину Сброс подается кратковременный импульс, устанавливающий триггер 3 в единичное состояние. Если счетчик 2 находится с состоянии отличном от нулевого, то единичный уровень с одного или н.ескольких выходов его через элементы ИЛИ 5 9 поступает на второй управляющий вход генератора 1 и поэтому по появлении единичного уровня на выходе три гера 3 генератор 1 запускается. Условием возбуждения генерации является наличие единичного уровня на его обоих управлякядих входах, при появлении же нулевого уровня хотя бы на одном из входов генерация срывается. Импульсы с выхода генератора 1 поступают на счетный вход счетчика 2 и первый вход элемента И 4, через который они не проходят, так как на другой вход его подан нулевой уровень с выхода элемента НЕ 6. Счетчик работает в режиме вычитания. Счет ведется по срезу счетного импульса. Через определенное количество счет ных импульсов, равноекоду, установившемуся в .счётчике 2 в момент включения питания, он обнулится. В этом случае нулевой уровень через логические элементы ИЛИ 5, 9 поступит на генератор 1 и генерация сорвется. Установится, начальное состояние, при котором счетчик 2 обнулен, триггер 3 находится в единичном состоянии а нулевой уровень с выхода элемента ИЛИ 5, поступив на вход запрета счетчика 2, запретит счет в нем и, проинвертировавшись на элементе НЕ б, единичным уровнем поступит на второй вход элемента И 4. Если по включении питания счетчик 2 установился в нулевое состояние, то преобразователь кода в период повторения импульсов устанавливается в начгшьное состояние сразу же после появления единичного уровня на выходе триггера 3. При подаче на шину Пуск единично уровня возбуждается генератор импульсов 1. Первый же импульс с генератора . 1 через элемент И 4 с задержкой - проходит на выход. Этот же импульс через элемент задержки 10 с задержкой сбросит триггер За нулевое со стояние, что приведет к срыву генерации в генераторе 1 и формирований среза его выходного импульса. Длитель ность выходного импульса преобразователя определяется задержкой в цепи: элемент задержки 10, триггер 3, генератор импульсов 1 со стороны первого входа управления, элемент И 4. Она может быть регулируемой при регулируемой величине задержки элемента задержки 10.. По срезу импульса с выхода элемента И 4 проИзведется.запись в счетчик 2 кода скорректированного в корректоре 7 , с разрядов К + 1,.. . , VI . Этот же импульс, пройдя управляемый элемент задержки 8, через время задерж;ки / где -t - начальная задержка управляемого элемента 8 при управляющем коде, равном нулю, i-jj значения задержки, соответствующее текущему, значению управляющего кода , вновь перебросит триггер 3 в единичное состояние. Через время , равное сумме задержек в триггере 3 и в генераторе 1, генератор снова окажется возбужденным. Составляющие задержки оД, определяют начальную задержку в кольце -to . Дгшее, в зависимости отпреобразуемого кода возможны две ситуации: 1)код с преобразователя 7 кода в разрядах (К + l...Vi) равен нулю; 2)код с преобразователя 7 кода в разрядах (К + l...h) отличен от нуля. В первом случае после записи в счетчик 2 кода с выходов корректора 7 его нулевое состояние не изменится.С приходом следующего импульса с генератора 1 описанная выше последовательность работы элементов преобразователя будет периодически повторяться. Период повторения выходных импульсов преобразователя будет равен сумме н.ачальной задержки в кольце -tj, и заданной на управляемой линии 8 задержк, Ув Величина периода будет,пропорциональная Преобразуемому коду ( to учтена при коррекции кода в корректоре 7) . Во втором случае в счетчик 2. запишется число, отличное от нуля, и единичный уровень с одного или Нескольких выходов его через первый элемент ИЛИ 5 поступит на вход запрета счетчика 2, разрешив счет в нем, и проиНвертировавшись на элементе НЕ б, запретит прохождение сигнала через элемент И 4. С приходом второго импульса с генератора 1 счетчик 2 начинает работать на вычитание. По N-му импульсу ( N- число, соответствующее коду, записанному в счетчик 2) произойдет обнуление счетчика 2, нулевой уровень с его выходов через первый элемент ,ИЛИ 5 запретит счет в счетчике 2 и, проинвертировавшись на элементе НЕ б, разрешит прохождение импульса через элемент И 4. .К + 1-й импульс.с .генератора 1 пройдет через элемент И 4 на выход преобразователя и, как было описано ранее, произведет запись кода с разрядов (к + l...i) корректора 7 в счетчик 2, сбросит триггер в ноль, что приведет к срыву генерации.в генераторе 1 и формированию выходного мпульса по длительности, и через правляемый элемент задержки 8 вновь зведет триггер 3, что вновь приведет возбуждении генератора импульсов 1. Далее описанная последовательность аботы элементов периодически повтояется. Период повторения выходных с пре.обраэователя импульсов будет равен ,где io - начальная задержка в кольце t - величина задержки, заданная в на управляемом элементе задержки 8 с разрядов (1...К) преобразуемого кода, N - число, пропорциональное пре образуемому коду в разрядах (к + 1...11), записыв;аемое . в счетчик 2, 1 - период повторения импульсов с выхода генератора 1. Поскольку величина х, учтена при коррекции преобразуемого кода коррек™ тором 7 кода путем уменьшения числа, соответствующего преобразуемому коду на величину Ьо(т. е. величина(-{ л-мт; ) уменьшена на -fco), то между периодом i повторения выходных импульсов и ripeобразуемым кодом имеется пропорционал ная связь. При смене логического уровня на шине Пуск с единичного на нулевой в произвольный момент времени, если счетчик 2 в это время не находился в обнуленном состоянии, единичный уро вень с выходов счетчика через элементы ИЛИ 5, 9 по-прежнему будет поддерживаться на втором управляющем входе генератора 1, который будет находиться в состоянии генерации. Как только счетчик 2 обнулится до N -му импульсу, нулевой уровень с его выходов через элементы ИЛИ 5, 9- сорвет генерацию в генераторе 1 импульсов. Н + 1 импульс не генерируется и преобразователь останавливается в режиме ожидания резрешающего сигнала с шины Пуск, при подаче которого работа возобндвляется. Таким образом, преобразователь обеспечивает дискретность преобразования существенно меньше периода пов торения генератора импульсов 1, что. облегчает требования к элементной ба зе, на которой он реализован в части ее быстродействия. Малые значения дискрета обеспечиваются управляемым элементом задержки 8 и могут быть сколь угодно малыми и лежать в наной пикосекундном диапазоне. Преобразователь может работать и в режиме непрерывной генерации ив режиме формирования пачки импульсов с числом импульсов в ней равнымT IT, {гдеТ);1 - дли тельность управлякедего сигнала) и периодом повторения импульсов в пачке, пропорциональном коду, оданному на вход преобразователя. Эти возможности позволяют его исользовать в системах функционального онтроля сложных логических структур, системах высокочастотного параметриеского контроля электронных элеменов, когда в процессе контроля необхоим многократный останов и пуск задащего генератора, в качестве которого н может использоваться. Формула изобретения Преобразователь кода в период повторения импульсов , содержащий генератор импульсов, счетчик, триггер, элементы И, ИЛИ, НЕ, отличающийся тем, что, с целью уменьшения дискретности преобразования, в него дополнительно введены элемент задержки, управляемый элемент задержки, второй элемент ИЛИ и корректор кода, входы которого являются входами преобразователя, а выходы младших разрядов соединены с соответствующими входами управления управляемого элемента задержки, подключенного выходом к первому единичному входу триггера, выходы старших разрядов корректора кода соединены с информационными входами счетчика, выходы которого через элемент ИЛИ подключены к запрещающему входу счетчика, первому входу второго элемента ИЙИ и через элемент НЕ - к первому входу элемента И, выход которого соединен с выходом преобразователя, входом управляемого элемента задержки, входом записи кода счетчика и через элемент задержки - с нулевым входом триггера, выход которого подключен к первому входу управления генератора импульсов, выход которого соединен со счетным входом счетчика с со вторым входом элемента И, второй вход управления генератора импульсов соединен с выходом второго элемента ИЛИ, второй,вход которого подключен к шине Пуск, а шина Сброс подключена ко второму единичному входу триггера. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 499654, кл. Н 03 К 3/86, 1973. 2.Авторское свидетельство СССР 577675, кл. Н 03 К 13/20, 1976 (прототип) .

к :

Ktl

BxoS

n

vO-

Пуск о-

гтгГ

CSpoc

Выход