Устройство цифроуправляемой задержки Советский патент 1980 года по МПК H03K5/13 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для формирования временных интервалов в импульсной радиосвязи, радио навигации, телеметрии, различных схе мах таймирования, при исследованиях в области ядерной физики, в измерительной технике и т.д. К источникам временных интервалов предъявляются требования высокой стабильности(оцениваемой величиной относительной временной нестабильности устройства возможности регулирования в широком диапазоне с точной установкой заданной длительности и, в последнее время, возможности управления кодом, поступающим от ЭВМ, что позволяет осуществлять автоматизацию управлеНИН различных устройств и производит контроль технологических параметров протекающих в них процессов. В настоящее время в качестве устройств временной задержки и формирователей временных интервалов на ходят широкое применение устройства квантованной задержки, в которых используется метод сравнения дискретных чгисел - времязадающего (в рабочем счетчике) и фиксированного управляющего (в управляющем счетчике). Выходной импульс вырабатывается в момент достижения равенства записанных в обоих счетчиках чисел. Такой метод позволяет строить цифроуправляемые временные задержки, величина которых регулируется от ЭВМ. Известно устройство задержки, со-, держащее каскад Исключающее ИЛИ, счетчик и выходной триггер . Недостатком этого устройства является большая относительная временная погрешность. Известно также устройство, содержащее блок переключения режимов и рода работы, логический элемент И, установочный счетчик, блок занесения числа и управления счетчиком, вход импульса разрешения счета,вход внешнего,запрещающего счет сигнала/ вход,на который поступают счетные импульсы от внешнего генератора чтения, выход устройства, шины записи И. Недостаток этого устройства заключается в большой нестабильности временной привязки выходных импульсов к запускающему входному сигналу (максимальная величина определяет ся периодом следования счетных импульсов). При этом относительная погрешность выработки временного интервала задержки определяется как f,4Lt, max I от 5 где Т Н-Тд;й - нестабильность временной привязки импульсов ко входному запускающему сигналу; т - величина временного интервала задержки; IQ - период следования счетных импульсов; N - число, записанное в установочный счетчик. Цель изобретения - уменьшение относительной временной погрешност устройства цифроуправляемой задерж ки. Для достижения указанной цели в устройство цифроуправляемой задерж ки, содержащее управляющий триггер стартовый вход которого соединаьГ со входом импульса старта, а один выход связан с первым входом логического элемента И, второй вход которого подключен ко входу внешнего запрета, выход элемента И соединен со счетным входом установочного сче чика, соединенного с шинами чтения и через регистр памяти с шинами записи, выход установочного счетчика соединен со сбросовым- входом управляющего триггера и выходом устройства, между входом импульсов счета и третьим входом логического элемен та И введен дополнительный счетчик счетный вход которого соединен со входом импульсов счета, вход установки нуля связан со вторым выходом управляющего триггера, а выход дополнительного счетчика соединен с третьим входом логического элемента И. На чертеже представлена структурная схема устройства цифроуправл емой задержки. Устройство содержит управляющий триггер 1, один выход которого связан с первым входом логического элемента И 2, установочный счетчик 3, счетный вход которого соединен с выходом логического элемента И, регистр 4 памяти, связанный с установочным счетчиком, вход 5 импульса старта, подключенный к одному из входов управляющего триггера вход 6 внешнего запрета, соединенный со .вторым входом логического элемента И, вход 7 импульса счета, шины 8 чтения установочного счетчика, выход 9 устройства цифроуправля емой задержки, который связан со вторым входом управляющего триггера и с выходом установочного счетчика шины 10 записи, подключенные к регистру памяти, дополнительный счетчик 11, счетный вход которого, подсоединен ко входу импульсов счета, вход установки нуля связан со вторым выходом управляющего триггера, а выход дополнительного счет чика подключен к третьему входу логического элемента И. Устройство цифроуправляемой задержки работает следующим образом. В -исходном состоянии в регистр 4 памяти по шинам 10 записи занесено число N, соответствующее заданной величине задержки. Управляющий триггер 1 блокирует логический элемент И 2 и дополнительный счетчик 11. В установочном счетчике 3 записано число N, определяющее заданную величину задержки. На входе 6 сигнал запрета отсутствует. Импульсы счета от.внешнего, генератора стабильной частоты поступают на вход 7 устройства. Сигнал с выхода 9 отсутствует. В момент прихода на вход 5 импульса старта управляющий триггер переключается в другое состояние и деблокирует логический элемент И и дополнительный счетчик. Счетчик 11 начинает делить импульсы, поступающие на его счетный вход с генератора стабильной частоты. С выхода дополнительного счетчика импульсы счета через логический элемент И поступают на установочный счётчик 3, который работает на вычитание. В момент, когда счетчик 3 устанавливается в нулевое состояние, на его выходе появляется задержанный во времени относительно стартового сигнала импульс, который поступает на выход устройства 9 и на сбросовый вход управляющего триггера 1. Триггер 1 переключается в начальное состояние. Одновременно с этим осуществляется перезапись числа из регистра 4 памяти в установочный счетчик 3. Таким образом, устройство возвращается в исходное состояние. Величина временной задержки относительно стартового сигнала определяется как . (2) где Т п -TO; Tj - период импульсов счета, поступающих на установочный счетчик; п -коэффициент деления дополнительного счетчика; Тр - период импульсов счета, поступающих со входа 7 на дополнительный счетчик 11. При этом относительная временная погрешность равна . (3) где ut - нестабильность временной привязки выходных импульсов ко входному запускающему сигналу, величина которой определяется максимальной величиной периода следования счетных импульсов. Из формул (2) и (3) следует, что относительная временная погрешность устройства цифроуправляемой задержки составляет I

Таким образсзм, относительная временная погрешность предлагаемого устройства в г,-раз меньше, чем у известного устройства.

Наиболее эффективно использовать предлагаемое устройство в случае, когда требуется расширить диапазон регулирования величины задержки при сохранении малой относительной погрешности формирования временого интервала и ограниченном объеме установочного счетчика.

Кроме того, введение дополнительного счетчика для уменьшения относительной временной погрешности величины задержки при сохранении постоянными длительности временного интервала задержки и дискретности регулирования приводит к уменьшению общего количества микросхем устройства цифроуправляемой задержки, так как не требуется увеличения количества разрядов установочного счетчика и связанного с этим увеличения количества элементов организации памяти, записи и чтения состояния этого счетчика.

Формула изобретения

Устройство цифроуправляемой задержки, содержащее управляющий

триггер, стартовый вход которого соединен со входом импульса старта, а один выход связан с первым входом логического элемента Н, второй вход которого подключен ко входу внешнего запрета, выход элемента И соединен со счетным входом установочного счетчика, соединенного с шинами чтения и через регистр памяти с шинами записи, выход установочного счетчика соединен со сбросовым входом управляющего триггера и выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью уменьшения относительной временной погрешности между входом импульсов счета и третьим входом логического элемента И в него введен дополнительный счетчик счетный вход которого соединен со входом импульсов счета, вход усновки нуля связан со вторым выходом управляющего триггера, а выход дополнительного счетчика связан с третьим входом логического элемента И.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент Японии № 47-69405, кл. 98/9, Д8, 28.04.77.

2,Журнал ПТЭ. 1975, :J 3, с. 92-95 (прототип).

7о1

/

60-