Преобразователь цифровых кодов в скважность импульсов Советский патент 1981 года по МПК H03K13/02 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЦИФРОНДХ КОДОВ В СКВАЖНРСГЬ ИМПУЛЬСОВ Изобретение относится к цифровой преобразовательной технике и может быть использовано по прямому назначению в цифровых и цифроаналоговых измерительных приборах, времяимпульс ных вычислительных устройствах, сис темах автоматики и управления. Известен цифровой генератор им-пульсов, содержащий задаквдий генератор, два элемента И, триггер, один из входов которого подключен к первому входу второго элемента И, вторые входы которых соединены с вьЬсодом задающего генератора, а также два делителя частоты и элемент ИЛИ, при этом выходы первого и второго элементов И подключены- соответствен но к первым входам первого и второго делителя частоты, выходы которых через элемент ИЛИ подключены к счетному входу триггера, вход установки нуля которого соединен со вторыми входами делителей частоты 1. К недостаткам известного преобразователя следует отнести низкую точность ;преобарзования. Известен также цифровоаналоговый преобразователь (преобразовательГ код - ЫИМ), содержащий генератор импульсов , соединенный выходом со счет ным входом реверсивного счетчика импульсов, установочные входы которого подключены к выходам регистра, а выходы - к соответствующим входам пер-, вого триггера и элемента ИЛИ, выход которого соединен со входом записи счетчика, входы управления прямым и обратным счетом которого соответственно подключены к прямому и инверсному выходам первого триггера, прямой выход которого соединен со счётным входом второго триггера и к первому входу элемента 2И-ИЛИ, ко второму входу которого подключен- выход триггера знака, к третьему - выход второго триггера, а к четвертому инверсный выход первого триггера, причем выход элемента 2И-ИЛИ соединен со входом управления импульсного делителя напряжения 2. В известном устройстве с изменением входного кода в результат преобразования вносится погрешность, связанная с .прерыванием части периода тактовых импульсов в момент подачи входного кода числа. Эта пО17решность вносит сбои в результат преобразования цифрового кода в ПШМ и обусловливает снижение точности преобразования Б моменты смены предыдущего кода.

Цель изобретения - повышение точности преобразования цифровых кодов в скважность импульсов.

Поставленная цель достигается тем, что- в преобразователь цифровых кодов в скважность импульсов, содержащий регистр, генератор импульсов, логиtiecKHtt элемент ИЛИ, три триггера, грехполюсный ключ и реверсивный счетчик импульсов, входы управления прямым и обратным счетом которого подключены соответственно к первой и в,торой выходным клеммам, первый вы- ход соединен со входом установки едиг нйцы второго триггера, а второй выход подключен к первому, входу логи- ческого элемента ИЛИ, дополнительно введены блок логических элементов И, два элемента задержки, одно.вибратор, два формирователя импуль|сов сброса и два логических эле мента И-НЕ,первый вход второго логического элемента И-НЕ соединен со входом второго элемента задержки и выходом первого логического элемента И-НЕ,первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а второй вход с выходом первого триггера, вход установки нуля которого подключен к первому выходу трехполюсного ключа, вход которого соединен с шиной опорного напряжения, второй вход второго логического элемента И-НЕ подключен к выходу второго триггера, а выход - ко входу установки нуля второго триггера и счетному входу третьего триггера, инверсный и прямой выхо. ды которого соответственно подключены к первой и второй выходным клеммам, а вход установки нуля соединен через рдновибратор со вторым выходом трехполюсного переключателя и непосредственно со вторым входом логического элемента ИЛИ, выход которого подключен ko входу первого формирователя импульсов сброса, выход которого соединен со входом установки единицы первого триггера через первый элемент задержки и со входом установки нуля реверсивного счетчика импульсов непосредственно, при этом вход второго формирователя импульсов сброса подключен к первому выходу реверсивного счетчика импульсов, а выход к первым входс1м блока логических элементов И, вторые входы которых соединег ы с выходами регистра, а выходы с :4 -установочными входами реверсивного .счетчика импульсов, счетный вход которого подключен к выходу второго элемента задержки.

На чертеже представлена ;структурная электрическая схема устройства. Преобразователь содержит трехполюсннй - ключ 1, вход которого подключен к шине опорного потенциала U(3ij одновибратор 2, логический элемент ИЛИ 3, формирователь 4 импульсов сброса, элемент 5 задержки, триггер 6, логически,й элемент И-НЕ 7, перестраиваемый генератор 8 импульсов, элемент 9 задержки, реверсивный счетчик 10 импульсов, регистр 11, блок 12 логических элементов И, формирователь 13 импульсов сброса, триггер 14, логический элемент И-НЕ 15 и триггер 16.

Преобразователь работает следую щим образом.

В регистр 11 записывается код числ % пропорционально которому устанавливается требуемая длительность выходного импульса, а следовательно, и скважность. При емкости регистра 11 и реверсивного счетчика 10 импульсов N const, скважиность импульсов определяется выражением

Q. (U

В исходном состоянии трехполюсный ключ 1 находится в положении, при котором первый триггер 6 находится в нулевом состоянии. В результате первый логический элемент И-НЕ 7 . закрыт и импульсы с выхода перестраиваемого генератора 8 импульсов не поступают на его выход.

В режиме преобразования трехполюсный ключ 1 устанавливают в положение противоположное показанному на чертеже . Потенциал U поступает на вход одновибратора 2 и запускает его. Передним фронтом выходного импульса од новибратора 2 через логический эле|мент ИЛИ 3 запускается первый формирователь 4 импульсов сброса, а задним фронтом выходного импульса одновибратора третий триггер 16 устанавливается в нуль.

Первый формирователь 4 импульсов сброса формирует импульс сброса (мощностью и длительностью, достаточной для надежной установки реверсивного счетчика 10 в нуль), который поступает как на счетчик, так и на первый элемент 5 задержки.

Реверсивный счетчик 10 импульсов сбрасывается в нуль и формирует на своем первом выходе ( О ) импульс, который устанавливает второй триггер 14 в единичное состояние и одновременно запускает второй формирователь 13 импульсов сброса. В результате на вторые входы блока 12 логических элементов И поступает с выхода формирователя 13 потенциал, разрешающий в течении времени запись входного кода числа N „ в реверсивный счетчик 10 импульсов.

Через время задержки на выходе первого элемента 5 задержки появляется импульс, который устанавливает триггер 6 в единичное состояние. Логический элемент И-НЕ 7 открывается, и с выхода перестраиваемого генератора 8 импульсов импульсы е частотой следований f поступают на второй элемент 9 задержки. Одновременно эти импульсы поступают и на первый вход второго логического элемента И-НЕ 15, открытого по первому входу. Первый из отмечен ных импульсов с выхода логического элемента И-НЕ 15 поступает на вход установки нуля второго триггера 14 и на счетный вход третьего .тригге ра 16. В результате триггер 14 устанавливается в нулевое состояние и запрещает прохождение других импуль сов через логический элемент И-НЕ 1 а триггер 16 устанавливается в едяничное состояние, при котором рёвер сивный счетчик 10 импульсов устанав ливается в режим обратного счета. Второй элемент 9 задержки осуществляет задержку прохождения импульсов с выхода генератора 8 на аре мя ТГзf достаточное для осуществления операций сброса счетчика в нуль, записи кода числа N и уста,новки требуемого режима работы счетчика. Время задержки меньше или равно половине периода наибольшего значения частоты ff, генератора 8, т.е. . Задержанные на время -jr,, импульсы поступают на счетный вход реверсив: ного счетчика импульсов и осуществля ют считывание числа N. При поступлении N)( импульсов через время td ()/fo+ r (2) реверсивный счетчик 10 импульсов устанавливается в нулевое сЬстояние и на его первом выходе ( О ) появляется импульс переполнения, который устанавливает триггер 14 в единичное состояние и запускает второй фор мирователь 13 импульсов сброса. Через время t 4- - ZT на первый вход логического элеи§нта И-НЕ 15 поступает импульс, который переводит триггер 16 в нулевое состояние. В результат;е на его прямом выходе формируется прямоугольный импульс длительностьюto ttM+V t -1 (3) пропорциональный входному коду числа Ny. Выходной импульс формирователя 13 повторно разрешает запись входного кода числа N в реверсивный счетчик 10 импульсов. Процесс перезаписи завершается до перевода счетчика 10 вы ходным импульсом с инверсного выхода триггера 16 в режим прямого счета. Последний устанавливается через время to при перебросе триггера 16 в нулевое состояние. Импульсы с выхода элемента 9 задержки продолжают поступать на счетный вход реверсивного счетчика 10 им пульсов, работающего уже в режиме прямого счета. При поступлении импульсов счетчик переполнится и на его втором выходе ( 9 ) через время появляется импульс, который .через логический элемент ИЛИ 3 запускает первый формирователь 4 импульсов сброса. Последний сбрасывает счетчик 10 в нулевое состояние. В результате на первом выходе ( О ) счетчика 10 формируется импульс, который запускает второй формирователь /13 и .устанавливает в единичное состояние второй триггер 14 разрешая тем самым прохождение импульсов с выхода логического элемента И-НЕ 7 на выход логического элемента И-НЕ 15. До прихода через время Гц (f/fp- ) первого импульса с выхода логического элемента И-НЕ 7 формирователь 13 формирует импульс разрешения перезаписи кода числа Ny. В результате до прихода первого импульса на первый вход логического элемента И-НЕ 15 в реверсивном счетчике 10 импульсов записывается код числа N и счетчик готов для последующих преобразований. Первый прошедший импульс поступает на вход установки нуля второго триггера 14 и на счетный вход третьего триггера 16. Триггер 14 устанавливается в нулевое состояние, запрещая прохождение других импульсов, а триггер 16 переводится в единичное состояние. Время, по истечении которого триггер 14 изменяет свое состояние по прямому, равно -(5) Выходной потенциал с прямого выхода триггера 16 устанавливает реверсивный счетчик 10 импульсов в режим обратного счета. Далее процесс преобразования повторяется. В результате периодической рабо9ы реверсивного счетчика импульсов, управляемого триггером 16, на выходе последнего формируется последовательность прямоугольных импульсов (3) с периодом следлительностьюдования -ft fo fo o Скважность выходных импульсов ,, MX Nm iorto fo NX зависит от входного кода числа М) Частота следования импульсов f Т . о в N раз меньше частоты. сле; ;оваиия выходных импульсов перестраиваемого генератора 8 импульсов. Поскольку, преобразование кода в скважиость осуществляется- после кончания текущего периода, сбой и

погрешности, связанные с возможным изменением входного кода в произ ВОЛЬНЫЙ момент времени, устраняются При этом устройство менее чувствительно к воздействию импульсных помех при переходных процессах.

Формула изобретения

Преобразователь цифровых кодов в скважность импульсов, содержащий регистр, генератор импульсов, логический, элемент ИЛИ, три триггера, трехполюсный ключ и реверсивный счетчик импульсов, входы управления прямым и обратным счетом которого подключены соответственно к первой ивторой выходным клеммам, первый выход соединен со входом установки единицы второго триггера, а второй выход подключен к первому входу логического элемента ИЛИ, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введены блок логических элементов И, два элемента задержки, одновибратор, два формирователя импульсов : сброса и два логических элемента ; И-НБ,первый вход второго логического элемента И-НЕ соединен со входом второго элемента задержки и выходом первого логического элемента И-НЕ, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а второй вход - с выходом .первого триггера вход установки нуля которого подключен к первому выходу трехполюсного ключа, вход которого соединен с шиНОЙ опорного напряжения, второй вхо второго логического элемента И-НЕ подключен к выходу второго триггера а выход - ко входу установки нуля второго триггера и счетному входу третьего триггера,инверсный и прям выходы которого соответственно подключены к первой и второй выходным клеммам, а вход установки нуля соединен через одновибратор со вторвм выходом трехполюсного переключателя и непосредственно со. вторым входом логического элемента ИЛИ, выход которого подключен ко входу первого формирователя импульсов сброса, выход которого соединен со входом установки единицы первого триггера через первый элемент задержки и со входом установки нуля реверсивного счетчика импульсов непосредственно, при этом вход второго формирователя импульсов сброса подключен к первому выходу реверсивного счетчика импульсов, а выход - к первым входам блока логических элементов И, вторые входы которых соединены с выходами регистра, а выходы - с установочными входами реверсивного счетчика импульсов, счетный вход которого подключен к выходу второго элемента задержки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 624352, кл. Н 03 К 13/02, 1977.

2.Авторское свидетельство СССР 690624, кл. Н 03 К 13/02, 01.02.77 (прототип).