Преобразователь интервалов времени в код Советский патент 1982 года по МПК G04F10/04 H03K13/20 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ИНТЕРВАЛОВ ВРЕМЕНИ В КОД

Изобретение относится к импульсной и измерительной технике и может быть использовано для преобразования интервалов времени в цифровой код. Известно устройство, для измерения интервалов времени, содержаи ее фазосдвигающие цепочки с подключенными к их выходам элементами И, связанными вторыми входами с регистром, а выходами через элемент ИЛИ и элемент И с счетчиком, а также последовательно соединенные перв1.1й управляющий триггер, элемент И и второй управляющий триг гер ij . Недостатками этого устройства являю ся ограниченные точность преобразования и быстродействие. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является преобразс ватель интервалов времени в код, содер жащий задающий генератор и блок формирования N сдвинутых во времени последовательностей счетных импульсов, вклк чающий в себя фааосдвигагощие устройств подключенные к задающему генератору и соединенные с ними последовательно формирователи импульсов, выходы которых, являющиеся выходами блока, связаны с N последовательно соединенными вентвлямв и счетчиками, к выходам которых пооключей сумматор, вторые обьештенвые входы всех вентилей являются входами устройства 21 . Недостатк«й известного устройства является сложность его аппаратурной реализации, требующей применения миого- разрядного сумматора и N счетчиков разрядностью до 20 и более бит. Это ограничивает число параллельных каналов ква товаиия N и предельно достижимую уочность преобразования. Кроме foro, известное устройство не может быть иепосрефственно использсюано для многократного преобразования в код периой чески следующих интервепов времени, что не позволяет повысить точность преобразования за счет эффекта усреднения. 39S716 Целью изобретения является повышение точности преобразования и надежности устройства. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь интервалов времени 5 в код, содержащий задающий генератор, счетчик, блок формтфования N сдвинутых последовательностей счетных импуль-сов, выходы которого подключены к . вым входам соответствующих временных О селекторов, вторые входы которых объеД нены и подключены к входной шине,,введвч ны блок объединения импульсных последовательностей, времязадающий блок, эле;мент совпадений и формирователь импуль 13 сов привязки, причем выход задающего генератора подключен к первым входам времязадающего блока и элемента совпадений. выход которого подключен к входу блока формирования N сдвинутых последователь -ао носгей I счетных импульсов i и входу формирователя импульсов привязки, переый и второй выходы которого соединены соответственно с первой и второй группами входов блока объединения импульсных по- |25 следовательностей, информационшые входы которого подключены к выходам сооПветствуклдих временных селекторов, а выход - к входу счетчика, второй вход элемента совпадений соединен с выходом . м времязадающего блока, второй вход которого подключен к входной шине. ,Блок объединения импульсных послед вательностей содержет )( последовательно,,, соединенных ступеней преобразования ГГРгк иТ п о 1 РИ N т 2. р Н 2 , raeto jN - целая часть числа, заключенного в скобках; N - количество сдвинутых последовательностей, поступающих на информационные входы °ка;45 П - целое число: П « 1, 2, 3, ..., N ) выход последней из которых является выходом блока, первая и вторая входов которого являются объединенными первыми и вторыми соответствевно входами ступеней преобразоваВИЯ , а информационные входы первой ступени преобразования являются информапиоивыми входами блока объединевия импульсных поспетшательвос® 64 Кроме того, каждая из ступеней преоб раэования содержит Я1 счетных триггеров (m.J( Р нечетном числе входов ступени, СО, при четном ч51сле входов ступени) и g идентичных ячеек преобразования /p. при 1 (6i.i+ -) /2 при i ч ., где4номер ступени)преобразования), причем первый и втфой входы ступени подключены к первому и второму синхровходам соответственно ячейки преобразования, каждый из двух счетных входов кото рой- соединен с одним из информационных входдв ступени преобразования, выходы ячеек являются выходами ступени преобразования. Каждая ячейка преобразования содер j два счетных триггера, два О -триг гера и элемент ИСКЛЮЧАЮ11 ЕЕ ИЛИ, причем входы счетных триггеров являют д счетными входами ячейки, С-входы первого и второго D -триггеров являют ся соответственно первь М и вторым синхровходами ячейки, выходы первого и второj счетных триггеров подключены к D -входщ соответственно первого и второго р -триггеров, выходы которых через элемент ИСКЛЮЧАЮ1ЦЕЕ ИЛИ соединены с выходами ячейки. На фиг. 1 псжазана структурная схема преобразователя; на фиг. 2 - временные диаграммы, иллюстрирующие его работу. Преобразователь интервалов времени в код содержит блсж 1 формирования сдв№ у ых во времени последовательностей счетных импульсов, соединенные с ним временные селекторы 2, задающий генератор 3, времяаадаюший блок 4, элемент 5 совпадений, соединеннъ1й с блоком 1 формирования сдвинутых во времеив последовательностей .счетных импульсов и формирователь 6 импульсов привязки, соединенный с блшсом 7 объединения импуяьсных последовательностей, содержащим К последовательно соединенных ступеней 8 преобразования, каждая ступень включает в себя т счетных триггеров 9 н 2 идентичных ячеек 10 преобразования, каждая из которых содержит два счетных триггера 11 и 12, элемент 13 ИСКЛЮ-. ИЛИ и два D -триггера 14 и 15, выход блока 7 подключен к входу счетчика 16. Устройство работает следующим обраэом. Прямоугольные импульсы соогветсгвуюшие преобразованным временным интерва.лам, поступают на объединеннъю бходы

jij временных селекторов 2, где, в течение времени измерения, задаваемого времязадаюшнм блоком 4 и кратным целому чиолу периодов сигнала П , осуществляется их параллельное квантование сдвинутыми с помощью блока 1 на время ( - -l)to/N последовательностями счетных импульсов, с периодом i . Сформированные пачки импульсов поступают на первую ступень 8 блока 7 объединения импульсных после довательностей (фиг. 2 в, г), где осуществляется привязка счетных импульсов к двум сдвинутым на время последовательнотям импульсов с выхода формирователя 6 (фиг. 2 а, б) импульсов привязки и их попарное объединение с помощью элеме.нтов 13 ИСКЛЮЧАЮЦуЕЕ ИЛИ (фиг. 2 и). На фиг. 2 д, е показаны импульсы на выходах соответственно первого и второго счетных триггеров, на фиг. 2 ж, з показаны сигналы на входах элемента ИСКЛЮЧАЮ1ЦЕЁ ИЛИ.

Аналогично в последующих ступенях происходит привязка и объединение выходных последовательностей предыдущих ступеней. В результате на выходе блока 7 объединения импульсных последовательнротей формируются счетные импульсы с чао,тотой следования задающего генератора 3 .которые далее могут непосредственно регистрироваться общим суммирующим счетчиксл 16. Необходимое число ступеней определяется соотношением при N ь2 и , N при N-2, а число ГП счетных триггеров 9 равно О при четном числе входов ступени и 1 при нечетном числе входов ступени; число ячеек преобразования для первой ступени раввоб, К /2 , а для ч ступени ,rn,-,) /2 , где(е,-.,т,-./2 целая часть числа, заключенного в скобках.

Так, при И 10, , С 5,

е2 2;т2 1;ез 1;тз ;Р4 1.

( Шк всегда равно нулю). ТакИм образом, даже при большом числе каналов параллельного квантования блок объединения импульсных последовательностей содержит небольщое число дискретных элемё|

-Тов-Следовательно, благодаря введению новых элементов и связей обеспечивается возможность преобразования в код периодически следующих интервалов времени произвольной длительности, что позволяет повысить точность преобразования за счет статистического усреднения результатов, многократных измерений и расширить фувю хйональные возможности преобразователя.

6

При этом регистрация сдвинутых на очень малое время{1о/Н) счетных импульсов с выходов временных селекторов достигается более простыми и, следовательно, более надежными средствами, чем в известном устройстве, требующем в данном случае использования многоразрядных счетчиков и многоразрядного накапливающего сумматора. Это позволяет в свою очередь увеличить число параллельных каналов квантования и повысить точность преобразования.

Блок 7 объединения импульсных последовательностей выполняется из стандартных элементарных ячеек, что очень удобно с точки зрения технологии и конструютивиой реализации блока.

а изобретения

Формул

и подключены к входной шине, отличающийся, тем. что, с пвпью повыше ния точности преобразования н надежное ти устройства, в него введены блок обь&динения импульсных последовательностей, времязадакякий .блок, элемент совпаденнй В формирователь нмпульсов привязки, прячем выход задающего генератора подклк чей к первым входам времязадающего блока и эп&лета сошаденнй, выход которого подключен к входублока формированиям сдвинутых последовательностей счётных импульсов и входу формирователя нмпулхгсов привязки, первый в второй выходы каторого соединены соответственно с первой в второй группами входов блока объединения импульсных последовательностей, информационные входы которого подключе ны к выходам соответствуюшвх временных селекторов, а выход - к входу счетчика, второй вход элемента совпадений соединен с выходом времязадающего блока, второй вход которого подключен к входной швне.

К последовательно соедвненных. ступеней преобразова нвя

/ +1 прв Н Ч °€аН:

прв N - 2

rfletodjW- целая часгь числа,

заключеннного в скобках;

М - количество сдвинутых последовательностей, поступаюших на икформапионные входы блока; Л - целое число, П 1, 2, 3 .... N ), выход последней из которых является выходом блока, первая и вторая группы входов которого являются обьедине -кымй первыми и вторыми соответственно входами ступеней преобразования, а информационные входы первой ступени преобразования являются информационными ююдами блока объединения импульсных последовательностей.

Г 1 при нечетном числе входов 1т I ступени

ц О .при четном числе входов сту

neHif и

6j идентйчдах ячеек преобразования (р. Г С ,Н /2 при 1

I при 4 . где - номер ступени преобразования, причем первый и второй входы ступени подключены к первому и второму синхровходам соответственно ячейки преобразования каждый из двух счетных входов которой соединен с одним из информационных входов ступени преобразования,выходы ячеекявляются выходами ступени преобразования

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

фуг. г