Прецизионный преобразователь временного интервала в число импульсов Советский патент 1981 года по МПК H03K13/20 G04F10/04 

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в цифровых вычислительных комплексах для преобразования измерения интервалов времени до мо- 5 мента перехода сигнала через нуль в число импульсов.

Известен цифровой измеритель периода, содержащий реверсивный счетчик, формирующее устройство, триггеры/рас- пределитель импульсов, генератор образцовой частоты, суммирукяций счетчик, элемент ИЛИ, электронные кличи и устройства управления I.

Недостатком этого устройства явля- 15 ется низкая точность преобразования, так как оно не -учитывает влияние зоны нечувствительности основных элементов схемы, таких как усилитель сигналов.20

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является преобразователь временного интервала в число импульсов , который содержит электронный ключ,RS- и Т-триггеры, элементы И, 25 И-НЕ, модулятор, усилитель, генератор счетных импульсов и разделительный диод 2.

Недостатком преобразователя является низкая точность, обусловленная. 30

несимметричностью порогов чувствительности относительно нулевой оси.

Цель изобретения - повышение точности преобразования за счет уменьшения влияния неравенства и нестабильности порогов чувствительности усилителя на результирующую погрешность преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в прецизионный преобразователь временного интервала в число импуль- . сов, содержащий усилитель-ограничитель, элемент И, генератор импульсов, управляемый ,Т-триггер и два RS-триггера, прямые выходы которых подключены к первым входам управляемого ключа и элемента И соответственно, первый вход преобразователя подключен ко второму входу управляемого ключа, выход преобразователя соединен с выходом элемента И, .S-входы RS-триггеров подключены ко второму входу преобразователя, введены коммутатор и формирующий блок, причем выход управляемого ключа соединен с первым входом усилителя-ограничителя, выход которого соединен с входом формирующего блока, первый выход которого .соединен со вторым входом усилителяограничителя и первым входом коммутатора, второй выход формирующего блока подключен к S-входам RS-триггеров, выход генератора импульсов Подключен ко второму входу коммутатора и входу Т-триггера, прямой выход которого соединен с третьим входом коммутатора, четвертый вход коммутатора подключен ко второму зхо ду преобразователя, а выход коммутат .ра подключен ко второму входу элемен та И. На фиг. 1 приведена функциональная схема преобразователя; на фиг. 2 схема формирующего устройства, вариант; .на фиг. 3 - графики, поясняющие принцип работы преобразователя. Схема преобразователя (фиг. 1) содержит первый вход 1 преобразователя, управляемый ключ 2, RS-триггеры 3 и 4, второй вход 5 пре образователя, коммутатор 6, элемент7И, выход 8 преобразователя, усилитель-ограничитель 9, формирующий блок 10, генератор 11 импульсов, Т-триггер 12. Первый вход 1 преобразователя свя зан со вторь входом управляющего ключа 2, первый вход которого подклю чен к прямому выходу первого RS-триг тера 3, второй вход 5 преобразователя соединен с S-входами первого и вт рого RS-триггеров 3 и 4 и одним из входов коммутатора б, выход которого соединен через элемент 7 И с выходом 8преобразователя. Выход управляющег ключа 2 подключен к первому входу усилителя-ограничителя 9, выход кото рого, в свою очередь, подключается ко входу формирующего блока 10/ первый выход последнего соединен со вто рым входом усилителя ограничителя 9 и первьм входом коммутатора 6, второй выход формирующего блока 10 соединен с R-входами RS-триггеров/приче прямой выход второго RS-триггера 4 соединен со вторым входом элемента 7 И. Генератор 11 импульсов подключен к третьему входу коммутатора 6 и входу Т-триггера 12, прямой выход ко торого связан с последним входом ком мутатора б. Формирующий блок (фиг. 2) содержит диоды 13 и 14, инвертор 15, элемент 1Б НЕ, дифференцирующий блок 17. Элемент 16 НЕ подключен к выходу усилителя-ограничителя 9, а выход данного элемента через дифференцирую щий блок 17 и через диод 13, включен ный в прямом направлении, связан с первым выходом формирующего блока 10 Преобразователь работает следующим образом. Примем следующие допущения: в зоне нечувствительности В5содной сигнал изменяется линейно или симметрично относительно оси абсцисс, входной сигнал меняет свою полярность с поло жительной на отрицательную. Перед началом преобразования триггеры 3, 4 и 12 переводятся в нулевое состояние, а коммутатор б в нейтральное положение. Преобразование начинается с момента поступления на вход 5 пускового импульса, под действием которого триггеры 3 и 4 перебрасываются в единичное состояние, а коммутатор 6 - в положение d (фиг. 3). Ключ 2 открывается и входной сигнал проходит на вход усилите(Ля-ограничителя 9 (фиг. За ,сГ} .Счетные импульсв с выхода генератора 11 с частотой J через коммутатор 6 и элемент 7 И проходит на выход- 8 преобразователя (фиг. 2:). На один из входов элемента 7 И уже было приложено напряжение с прямого выхода триггера 4. В момент пересечения входным сигналом порогового уровня -«-Vv, напряжен ние на выходе усилителя-ограничителя 9 исчезает, а на выходе элемента 16 НЕ появляется (рис. 3,6)/ короткий положительный импульс, полученный при дифференцировании переднего фронта импульса с выхода элемента 16 НЕ, который через диод 13 проходит на первый выход формирующего блока 10. В результате этого.подается ко-. машда на переключение кoм лyтaтopa в положение б (фиг.З) и на переключение полярности входа усилителя-ограничителя 9. С этого момента на выход 8 поступают счетные импульсы с частотой f/2. . Переключение полярности входа усилителя означает следующее. В действительности входной сигнал протекает не изменяя полярности, (фиг. 32 ,с|, сплошная линия), усилителя он как бы после перехода через нуль меняет свою полярность на .противоположную (пунктирная линия).Этим достигается использование Одного положительного (в данном случае) порога чувствительности усилителя и, образом, устраняется неравенство порогов чувствительности. Далее, при достижении входным сигналом вновь порога чувствительности выходе усилителя-ограничителя 9 появится напряжение (фиг. 3d), а выходе элемента 11 НЕ напряжение исчезает. Отрицательный короткий импульс, полученный при дифференцировании заднего фронта импульса блоком 17,/проходит через диод 14, инверти-. руется- инвертором 15 и переводит триггеры3 и 4 в нулевое состояние. На этом процесс преобразования временного интервала прекращается. Таким образом, искомый интервал Т. Т +Ti/2., В свою очередь Т J T/j 2и2.д, где п ,п2 количество импульсов,поступивших на выход преобразователя на время Т и Т2 соответственно.

Отсюда TX И4/§+ -, т.е. общее количество импульсов пропорционально интервалу времени от начала отсчета до момента перехода сигналом нулевой оси.:

Преимуществом преобразователя является высокая точность преобразования временных интервалов за счет компенсации зоны нечувствительности устранения неравенства порогов срабатывания усилителя-ограничителя.

Формула изобретения

, Прецизионный преобразователь временного интервала в число импульсов, содерзкащий усилитель-ограничитель, элемент И, генератор импульсов , управляемый ключ, Т-триггер и два RS-триггера, прямые выходы которых подключены к первь входам управляемого KJB04a и элемента И соответственно, первый вход преобразователя подключен ко второму входу управляемого ключа, выход преобразователя соединен с выходом элемента И, S-входы RS-триггеров подключены ко второму входу преобразователя, о тл11Чающийся тем, что, с цeJJЬЮ повышения точности преобразования, в него введены коммутатор и формирукяций блок, причем, выход управляемого ключа соединен с первым входом усилителя-ограничителя,выход которого соединен со входом формирующего блока, первый выход которого соединен со вторым входом усилителя-ограничителя и первым входом кс 1мутатора, второй выход формирую0щего блока подключен к R-входам RS-триггеров, выход генератора им пульсов подключен ко второму .входу коммутатора и входу Т-триггера, прямой выход которого соединен с третьим

5 входом коммутатора, четвертыйвход Коммутатора подключен ко второму JBXOду преобразователя, а выход коммутатора подключен ко второму входу элемента И.

0

Источники информации, принятые во внимание при экспертизу

1.Авторское свидетельство СССР 513343, Q04 F 10/04, 1974.

2.Авторское свидетельство СССР

5 по заявке № 2589335/18-21, 14.03.78 (npOTOwinJ .

йот

ntptxft

/3I

П

стоп