Преобразователь интервала времени в цифровой код Советский патент 1982 года по МПК H03K13/20 

как он межет использоваться при любом значении iTj, потому что в нем длительность импульса переноса не зависит от количества тактов m и всегда больше при его построеНИИ не требуется повышения быстродействия элементов. Недостатком устройства является невозможность его использования для многократного (К-кратного) преобразо вания одного и того же интервала вре мени в цифровой код, чем и объясняются низкая точность такого преоб разователя.... Цель изобретения - повышение точности преобразования. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь инте;рвала времени в цифровой код, содержащий щ-тактный генератор э.талонной частоты, блок управления, первые входы ко торого соединены с соответствующими выходами yvi-тактного генератора эталонной частоты, И1-тактный счетчик, счетные входы которого соединены с соответствующими выходами блока управления, блок переноса, информацион ные входы которого соединены с первыми выходами V -TaKTHoro счетчика, а также однотактный счетчик, введены счетчик количества преобразований элемент И, два элемента ИЛИ, сумматор, элемент.управления и дешифратор причем счетный, вход счетчика количества преобразований соединен с пер вым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом счетчика количества преобразований, а выход .с вторым входом блока управления, R-входы Ь1 тактного счетчика и блок управления и запрещающий вход блока переноса соединены с выходом первого элемента ИЛИ, первый вход которо го соединен с первым выходом элемен та управления, вход которого соеди-- нен с третьим входом блока управления , а 6 других его выходов соединены соответственно с Р-входами управления сумматора, q входов пер вого слагаемого которого соединены с q выходами дешифратора, входы которого соединены с вторыми выхода NM hi тактного счетчика, при этом q входов второго слагаемого сумматора соединен с его q выходами сум мы, выход переноса сумматора соеди нен с первым входом второго элемент ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом .блока переноса, а выход соединен со счетным входом однотакт Ного счетчика, R-вход которого сое динен с R-входами сумматора и счет чика количества преобразований, а также с вторым входом первого элемента ИЛИ. На чертеже представлена функциональная блок-схема преобразователя интервала времени в цифровой код. Преобразователь содержит w -тактный генератор 1 эталонной частоты, блок 2 управления, управляемый стоп-импульсами, уи-тактный счетчик 3, блок 4 переноса с входом за- прета, однотактный счетчик 5, счетчик б количества преобразований, элемент И 7, элементы ИЛИ 8 и 9, сумматор 10, элемент 11 управления и дешифратор 12. Преобразователь работает следую щим образом. уу(-тактный генератор 1 эталонной частоты непрерывно выдает колебания частотой f на каждом тактовом выходе. По сигналу Сброс все блоки устройства устанавливаются в исходное нулевое состояние. При этом на выходе счетчика 6 устанавливается уровень логической единицы, а элемент И 7 открыт. Все устройство переходит в режим ожидания первого старт-импульса. При появлении первого старт-импульса электронные ключи, имеющиеся в составе блока 2 управления, открываются и 71-тактная сетка импульсов появляется на выходе блока 2 управления. Счетчики 3 и 5 считают импульсы уп-тактной сетки.При переполнении счетчика 3 в блоке 4 переноса формируется сигнал переноса, который через элемент ИЛИ 8 проходит в счетчик 5. В момент появления первого стопимпульса закрываются электронные ключи блока 2 управления, в результате чего на его выходах пропадает ш-такт ная сетка импульсов эталонной частоты, а счетчики 3 и 5 прекращают счет. В них фиксируется код преобразуемого интервала времени Ту, ограниченного первым старт- и первым стоп-импульсами. При однократном преобразсэвании (т.е. интервал времени Т преобразовывается один раз) на этом заканчивается процесс. Результат, зафиксированный в счетчиках 3 и 5, определяет преобразуемыйинтервал Т со среднеквадратической погрешностью т - Однако в устройстве cтoп-и myльc запускает в работу элемент 11 управления, который на своих выходах выдает соответствующие сигналы. К моменту выдачи первого сигнала с выхода элемента 11 управления в счетчике 3, дешифраторе 12 сумматоре 10 должны закончиться все переходные процессы и закончиться суммирование. Суммированию подвергаются два числа: одно с выхода дешифратора 12, а дру гое с выхода сумматора 10. На вход дешифратора 12 поступает код с выхода счетчика.3. Счетчик 3 имеет Wi разрядных триггеров. Поэтому входные сигналы на дешифратор 12 поступают по шине из отдельных (изолированных ) проводов. В счетчике 3 результат преобразования фиксируется в невзвешенном кодеТТак как сумматор 10 работает только .во взвешенном коде то дешифратор 12 преобразует невзве шейный код счетчика З.во взвешенный (позиционный) код. По первому сигналу с выхода эле|Мента 11 управления на выходе сумматора 10 получаем двоичное число N . +41, где Q - число с выхола дешифрато ра 12;. Q - число на входе второго Сла гаемого сумматора 10, кото рое поступает с его выхода Так как после окончания первого цикла преобразования (по первому стоп-импульсу) временного интервала Т на выходе сумматора 10 будет нулевой код, который устанавливается в нем перед началом преобразования сигналом Сброс, то число Qrt а следовате;-.:с А CJ . После действия первого импульса с выхода элемента 11 управления мла шие разряды кода Т окажутся в счет чике 3 и на выходе с -- с-тора 10. После первого импульса с выхода элемента 11 управления преобразователь интервала времени в цифровой код, в принципе, готов к проведению второго цикла преобразования временного интервала Т по второму ста импульсу. Но, чтобы результат второго преобразования был правильным необходимо счетчик 3 привести в исходное нулевое состояние. Это произ водится вторым сигналом с выхода элемента 11 управления, который выдается с задержкой относительно пер вого. Второй импульс с соответствую щего выхода элемента 11 управления пройдя через элемент ИЛИ 9, устанавливает счетчик 3 в нулевое состояние . Для того, чтобы при обнулении разрядных триггеров счетчика 3 не происходило формирование ложного импульса переноса в блоке переноса 4, на запрещающий вход блока переноса поступает тот же сигнал. Этот же сигнал поступает на вход блока 2 управления, где он подтверждает сос тояние, в котором оказался блок 2 управления, после действия послед1него стоп-импульса. . .- Итак, после действия второго сигнала с соответствующего выхода элемента 11 управления счетчик 3 будет в исходном нулевом состоянии, а результат первого, цикла преобразования окажется зафиксированным в сумматоре 10 младшие разряды кода и в счетчике 5 (старшие разряды). Второй старт-импульс второго цикла преобразования временного интервала Tj, пройдя через элемент И 7, открывает электронные ключи блока 2 управления, на выходе опять появляется Ы-тактная сетка импульсов эталонной частоты f. Эти импульсы будут сосчитаны счетчиками 3 и 5. По срезу старт-импульса содержимое счетчика 6 увеличится на единицу. Второй стопимпульс закроет электронные ключи блока 2 управления и в счетчиках 3, 5 зафиксируется новый код, причем в счетчике 5 он равен сумме результатов преобразования в первом и во втором циклах, а в счетчи-ке 3 зафиксируется лишь число а. ® разряды) второго цикла преобраз вания. Число q через дешифратор 12 поступит в сумматор 10, где сложится с хранящимся в нем числом А 0, и по первому сигналу с соответствующего выхода элемента 11 управления на выходе сумматора 10 вместо числа А. появится число V f2Далее процесс повторяется в таком же порядке, но при этом на выходе сумматора 10 с каждым циклом результат будет увеличиваться, и при наличии переполнения его разрядной сетки на выходе переноса сумматора 10 будет формироваться сигнал переноса, который через элемент ИЛИ 8 будет передаваться в счетчик 5. По срезу каждого старт-импульса содержимое счетчика б количества преобразований будет увеличиваться на единицу. Так будет продолжаться до (К-1)-го цикла включительно. По срезу К-го старт-импульса в счетчике 6 зафиксируется число К, а на его выходе уровень сигнала изменяется с уровня логической единицы на уровень логического нуля. В результате элемент И 7 закроется, и теперь, если даже и будут продолжать пocтyпaть старт-импульсы, то они не смогут попасть в блок 2 управления. СТоп-импульсы при этом свободно могут проходить на блок 2 управления, но они будут только подтверждать закрытое состояние электронных ключей блока 2 управления, что не окажет никакого влияния на результат преобразования в К циклах. После появления К-го старт-импульса идет К-ое преобразование как и во всех 11редьщу1цих циклах. По К-му стоп-импульсу элемент 11 управления также вьздает управляющие сигнсшы, и результат К-го преобразования из счетчика 3 через дешифратор 12 пост пит в сумматор 10, где после суммирования с хранящимся там результатом фиксирует окончательный результат К-кратного преобразования интервала времени Ту . После этого, по второму управляющему импульсу с вых да элемента 11 управления результат в счетчике 3 стирается, все его разрядные триггеры устанавливаются в-нулевое состояние. Таким, образом, по окончании К-кр ного преобразования временного интервала Т. результат преобразования фиксируется в счетчике 5 (старшие разряды) и в сумматоре 10 (младшие разряды). При этом цена единицы л ,. младшего разряда кода равна МЛ а среднеквадратическая погрешность К-кратного преобразования составляет величину ,. i mf К Таким образом, предлагаемыйпреобразователь позволяет использовать уу1 тактные преобразователи время-кода в режиме многократного (К-кратного). преобразования времен ных интервалов, что приводит к сни женит погрешности преобразования в -/К раз. Формула изобретения Преобразователь интервала времени в цифровой код, содержащий (п-та ный генератор эталонной частоты, бл управления,. первые входы которого соединены с соответствующими выхода ми yvi -тактного генератора эталонной /частоты, уг1-та.ктный счетчик, счетные входы которого соединены с соот- ветствующими выходами блока управления, блок переноса, информационные входы которого соединены с первыми выходами г 1-тактного счетчика, а также однотактный счетчик, отличающийся тем, что, с целью повьиаения точности преобразования, в него введены счетчик количества преобразований, элемент И, два элемента ИЛИ, сумматор, элемент управления и дешифратор, причем счетный вход счетчика количества преобразований соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом счетчика количеству преобразований, а выход - с вторым входом блока управления, R -входы у«-тактного счетчика и блока управления и запрещающий вход блока переноса соединены с выходом первого элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с первым выходом элемента управления, вход которого соединен с третьим входом блока управления, а других его выходов соединены соответственно с 6 входами управления сумматора; ( входов первого слагаемого которого соединены с Q/ выходами дешифратора, входы которого соединены с вторыми-выходами m-тактного счетчика, при этом ф входов второго . слагаемого сумматора -соединены с его CJ, выходами суммы, выход переноса сумматора соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом блока переноса, а выход соединен со счетным входом однотактного счетчика, Я-вход которого соединен с R -входами сумматора и счетчика количества преобразований, а также с вторым рходом первого элемента ИЛИ. . , Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 29-2173, кл. Н 03 К 13/20, 1971. 2.Авторское свидетельство СССР № 788375, кл. Н 03 К 13/20, 1980.

OffOJl/

fujr/9g

/9 0jrff

yOf/ fffffifJ

: Of/Jff2ffffy JffOfO ff