Преобразователь кода во временной интервал Советский патент 1983 года по МПК H03K13/20 

Изобретение относится к автом тиke и вычислительной технике и может использоваться в автоматизированнвк системах управления для преобраэо вакия цифровой информации ВМ во временной интервал, а также как самоетоятельное устройство формированаяпрецизионной задержки импульсов.

Известен преобразователь кода so временной интервал, использующий вониусньй способ прёобраздвания и содержа1ций ген ератор импульсов, переключатель диапазонов, элемент ИЛИ, элемент стробирования, два вентиля, два триггера, элемент сравнения, дешифратор, счетчик импульсов l J.

Недостатками указанного устройства являются низкая оперативность работы преобразователя из-за необходамости коммутации отводов линий задержки при каждом изменении значения преобразуемого кода, сложность настройки генератора из-за необходимости точной регулировки каждой .цепи обратной связи, задающей определенный диапазон генерируемых импульЬов, исхода из минимального дискретного шага преобразования, ограниченный диапазон преобразования, обусловленный особенностью cxeNH

Iпреобразователя, не позволяющей преобразование кода для числа, в котором код младдгах разрядов, записанный в элемент сравнения, больше числа, определяемого кодом старших разрядов счётчика импульсов. .

Известен также преобразователь кода во временной интервал, содер- .

10 жащий генератор импульсов, первые выходы Которого соответственно соединены с входами переключателя диапазонов, выходами соответственно связанного с первыкш входами первого и второго элемент Ов И, выходы

15 которого через элемент ИЛИ подрелючены к второму входу генератора импульсов, вторым выходом соединенно- : го со счетным входом счетчика импульсов, установочные входы которо20го подключены к шине старших разрядов кода, ВЕ1ХОДЫ старших разрядов к входам третьего элемента выхЬдымладших - к первым входам элемента сравнения, вторыми входами

25 соединенного с шиной младших разрядов кода, а выход - к -второму входу чет- . вертого элемента И,, четыре триггера, первые входы первого и второго триггеров и вторые входы третьего и

30 четвертогб триггеров подключены к шине Пуск, второй вход первого триггера - к выходной шине, его выход - к первому входу генератора импульсов, а выходы второго - к вто рым входам первого и второго элементов И соответственно, первый и третий входы элемента И-ИЛИ соответ ственно соединены с первыми выходам третьего и четвертого триггеров, вт рые выходы которых соответственно подключены к первым входам четвертого и пятого элементов И, выходами соответственно связанных с пер выми входами четвертого и третьего триггеров и первым и вторым входами второго элемента ИЛИ, выход которог соединен с вторым входом второго триггера, причем второй, вход четвёр того элемента И подключен к второму входу элемента И-ИЛИ б, выход которого соединен с выходной шиной и через второй элемент задержки с вторым входом пятого триггера, а четвертый вход - с вторым входом пя того элемента И и выходом элемента сравнения, второй вход которого через первый элемент задержки подключен к второму выходу генератора импульсов, а.третий вход - к выходу пятого триггера, первым входом связанного с выходом третьего элемента И. Для преобразования кода во време ной интервал в известном устройств используется основная и дополнитель ная частоты преобразования, которые задаются преобразователем диапазоно осуществляющем коммутацию определен ной пары Отводов линии задержки цеп обратной связи генератора С2 . Недостатком известного устройства является низкое быстродействие, обусловленное тем, что пользователю в процессе работы перед каждым преобразованием кода во временной интервал необходимо анализировать преобразуемый код и в зависимости о его значения при помощи коммутации отводов линий задержки в цепи обратной связи генератора задавать ос новную и дополнительную частоты преобразования, что требует значите ных затрат времени. Кроме того, сложна настройка устройства при изготовлении из-за необходимости точной регулировки каждой цепи обратной связи генератора, обусловленной разбросом параметров применяемых элементов,задающей определенный диапазон генерируемых импульсов, исходя из минимального дискретного шага преобразования, Цель изобретения - повышение быстродействия преобразования. Поставленная цель достигается тем что в преобразователь кода во временной интервал, содержащий генератор импульсов, вход которого соединен с выходом первого триггера, первый вход которого соединен с шиной Пуск и первыми входами второго и третьего триггеров, второй вход второго тригг-ера подключен к выходу первого элемента И, первый 1ВХОД которого соединен с обратным выходом третьего триггера, а второй вход - с первым входом элемента И-ИЛИ и выходом счетчика импульсов, установочные входы которого подключены к шине старших разрядов кода, выходы старших разрядов - к соответствующим входам второго элемента И, выход которого соединен с первым входом четвертого триггера, а выходы младших разрядов - к соответствующим первым входам элемента сравнения, вторые входы которого подключены к шине младших разрядов кода, третий вход - к выходу четвертого триггера, четвертый вход через первый элемент задержки - к счетному входу счетчика импульсов, а выход - к втброму входу элемента И-ИЛИ и первому вкоду. третьего элемента И, второй вход которого соединен с обратным выходом второго триггера, прямой выход которого соединен с третьим входом элемента Й-ИЛИ, четвертый вход которого подключен к прямому выходу третьего триггера, а выход - к выходной шине и второму входу первого триггера, второй элемент задержки и пятый триггер, введены второй счетчик импульсов, дешифратор, второй элемент И-ИЛИ и распределитель импульсов, при этом выход генератора импульсов соединен с первым входом распределителя импульсов, выходы которого подключены к первой группе входов второго элемента И-ИЛИ, вторая группа входов которого соединена с соответствующими выходами дешифратора, первый вход которого подключен к выходу пятого триггера, а вторые входы - к соответствующим выходам второго счетчика импульсов, установочные входы которого подключены к шине управляющего кода, причем выход второго элемента И-ИЛИ соединен со счетным входом первого счетчика импульсов и через второй элемент задержки с вторым входом распределителя импульсов и первым входом пятого триггера, второй вход которого соединен с первым входом второго триггера, прямой выход которого годключен к первому счетному входу второго счетчика импульсов, второй счетный вход которого соединен с выходом элемента сравнения, а второй вход четвертого триггера соединен с шиной Пуск. На чертеже изображена структурная схема преобразователя кода во временной интервал.

Преобразователь кода содержит геератор 1 стабильной частоты, тригер 2, распределитель 3 импульсов, лемент 4 задержки, элемент И-ИЛИ 5, ешифратор б, счетчики 7,и 8 имульсов, элемент И 9, триггер 10, лемент 11 сравнения, триггер 12, лементы И 13 и 14, триггеры 15 и 16, лемент И-ИЛИ 17, элемент 18 аадержи, шины 19-23.

Выход генератора 1 стабильной часоты подключен к первому входу распределителя 3 импульсов, выходами связанного с первой, группой входов элемента И-ИЛИ 5. Выходы дешифратора б подключены к второй группе входов элемента И-ИЛИ 5, выход которого связан со счетйым входом счетчика 8 импульсов и через элемент 18 задержки с первым входом элемента 11 сравнения. Выход элемента И-ИЛИ 5 через элемент 4 задержки также связан с первым входом триггера 12 .и вторым входом распределителя 3. .

На вход счетчика 8 импульсов по шине 20 поступает обратный код старших разрядов, а по шине 23 на вторые входы элемента сравнения - прямой код младших разрядов. Выходы старших разрядов счетчика 8 импульсов подключены через элемент И 9 к первому входу триггера 10, выходами связанного с третьим входом элемента 11 сравнения, четвертые входы которого подключены к выходу младших разрядов счетчика 8 импульсов.

Выход элемента 11 сравнения подключен к третьему входу элемента И-ИЛИ 17, к первым входам элемента И 13 и счетчика 7, на вторые входа которого по шине 22 поступает управляющий код. Выход счетчика 8 соединен с первыми входами элемента И-ИЛИ 17 и элемента И 14, вторым входом подключенного к обратному выходу триггера 15, а выходом - к первому входу триггера 16, обратный выход которого связан с вторым входом элемента И 13, выходом соединенного с первым входом триггера 15. Прямой выход триггера 15 подключен к второму входу элемента И-ИЛИ 17, по четвертому входу соединенного с прямым выходом триггера 16 и третьим входом счетчика 7, выходами связанного с дешифратором 6. Выход элемента И-ИЛИ 17 связан с выходной шиной 19 и вторым входом триггера 2. Прямой выход триггера 12 связан с первым входом дешифратора б. На первый вход триггера 2 и вторые входы триггеров 10,12,15 и 16 по входной шине 21 поступает импульс запуска.

Устройство работает следующим oesразом.

Перед началом работы преобразователя обратный код старших разрядов

m по шине 20 записывается в счетчик 8 импульсов, прямой код младших разрядов k по шине 23 - на элемент 11 сравнения, управляющий двоичный код N - в счетчик 7 импульсов.

Триггеры 2 и 12- установлены в нулевое состояние. Распределитель 3 импульсов находится в исходном состоянии и на его выходах (каналах)

-отсутствуют сигнсшы. Количество каналов распределителя импульсов равно максимальному значению управляющего кода N. Каждому каналу распределителя 3 импульсов на входе элемента И-ИЛИ 5 соответствует разрешающий уровень, поступающий с определенного выхода дешифратора 6 т.е. для первого канала распределителя 3 импульсов разрешающий уровень поступает с первого выхода дешифратора, соответствующего двоичному коду ...000, для второго кансша - с. второго выхода дешифратора, соответствующего коду ... 001 и т.д.

Двоичный код N счётчика 7 поступает на вход дешифратора б. Начало преобразования определяется импульсом запуска (ИЗ), поступающим по шине 21. Импульсом ИЗ устанавливается в единичное состояние триггер 2, а в нулевое - триггерял 10,12,15 и 16. Высокий уровень с прямого выхода триггера 2 подается на генератор 1 стабильной частоты. Появление первого импульса генератора 1 жестко связано с передним фронтом уровня напряжения триггера 2. Импульсял с выхода генератора стабильной частоты поступают на вход распределителя

3 импульсов. При этом, если период следования импульсов генератора равен t, то на выходе распределителя 3 импульсов его значение соответствует t для первого канала, 2t для

рторого, 3t для третьего и т.д.

Так как на управляющий вход дешифратора подан низкий уровень с триггера 12, то на элемент И-ИЛИ 5 поступает сигнал с первого выхода де.шифратора, соответствующий коду . ...000. Поэтому на выходе элемента И-ИЛИ 5 независимо от значения управляющего кода N первый импульс соответствует первому импульсу генератора i Выходной импульс элемента И-ИЛИ 5 через элемент 4 задержки устанавливает в исходное состояние распределитель 3 импульсов и в единичное состояние - триггер 12. Время задержки элемента 4 не превышает длительности импульсов генератора. По высокому уровню триггера 12. управляющий код N дешифрируется дашифратором б из двоичного кода в десятичный.

ИмпульЬ с (N+1)-го выхода дешифртора, соответствующий коду N, посту пает на вход элемента 5 для разрешения прохождения импульса N канала распределителя 3. Выходной импульс элемента 5 с периодом следования N-t через элемент 4 задержки производит установку распределителя 3 импульсов в исходное состояние. Таким образом, на выходе элемента И-ИЛИ 5 формируются импуль сы с частотой преобразования, заданной управляющим кодом N.

Импульсы с выхода элемента И-ИЛИ поступают также на счетный вход счетчика 8 импульсов и через элемент 18 задержки на элемент 11 сравнения. .

Работа схе1иы преобразователя завсит от значения преобразуемого кода (т и k) .

Если число, определяемое кодом старших разрядов т, больше числа, определяемого кодом кшадаих разрядов k () , то в счетчике 8 производится счет импульсов, поступающих с частотой N.t от элемента И-ИЛ 5. Когда в младших разрядах счетчика 8 установится число, равное числу, определяемому кодом младших разрядов, записанных в элементе 11 сравнения, а в остальных разря-. дах счетчика 8 установятся единицы, что фиксируется триггером 10 через элемент И 9, то на входе элемента 11 сравнения формируется импульс, поступающий на третий вход элемента И-ИЛИ 17, первый вход элемента И 13 и на первый счетный вход счетчика 7. Так как на второй вход элемента И 13 подан высокий уровень, соответствующий нулевому состоянию триггера 16, то выходной импульс элемента 11 сравнения через элемент И 13 производит переключение триггера Г5 в единичное состоние. Одновременно в счетчике 7, Работающем на вычитание по выходному импульсу элемента сравнения, произвдится вычитание единицы из ранее записанного управляющего кода-N. В дешифраторе код N-1 дешифрируется в девятичный и поступает на вход элемента И-ИЛК 5 для раэраиения прохождения импульсов с {N-l)-ro канала распределителя 3. Таким образом, на выходе элемента И-ИЛИ 5 запрещается формирование импульсов с частотой Nt и разрешается формирование импульсов с частотой (N-1)t,

В счетчике 8 импульсов продолжается счет импульсов, поступающих с частотой (N -l)-t. По переполнении в счетчике 8 формируется импульс переполнения, поступающий на первый вход элемента И-ИЛИ 17, на второй вход которого подан высокий уровень единичного состояния триггера 15. Выходной импульс определяет конец временного интервала преобразователя. По этому импульсу

производится установка в

триггера. 2, тем самым запрещается работа генератора 1.

, Временной интервал для данного случая, соответствующий данному коду преобразования, определяется следующим выражением:

() -N t+(N-k).(N-l) t,

где t - период основной частоты

следования импульсов генератора;m - число, определяемое кодом

старших разрядов (,1,2,.. k - число,определяемое кодом

старших разрядов (,l,2,t. (п-1);

. N - число,заданное кодом N, определяющее основную частоту преобразования.

Рассмотрим преобразование кода, когда число, определяемое кодом сташих разрядов, меньше числа, определяемого кодом младших разрядов (), Выходной импульс с элемента И-ИЛИ 5 с частотой, заданной управляющим кодом N,.поступает на счетчи 8 импульсов и через элемент 18 задержки на элемент 11 сравнения. Время задержки в элементе 18 задержки должно быть не меньше времени переключения счетчика 8 импульсов. Наличие всех единиц в старишх разрядах фиксируется через элемент И 9 триггером 10, Импульсом переполнения счетчика 8 производится переключение в единичное состояние триггера 1 через элемент И 14. Высокий уровень с прямого выхода триггера 16 поступает на второй вход счетчика 7 импуЛьсов и производит сброс в нулевое состояние ранее записанного управляющего кода N. Выходной импульс с первого выхода дешифратора б, соответствующий коду ...000, поступает на элемент И-ИЛИ 5 для разрешения прохождения импульсов первого канала распределителя 3 с частотой t.

Импульсы с. элемента И-ИЛИ 5 частотой t поступают йа счетный вход счетчика 8, Когда число, определяемое кодом младших разрядов, записанного в элементе 11 сравнения, равно числу, определяемсзму кодом младших разрядов счетчика 8, и на выходе триггера 10 имеется высокий уровень, то на выходе элемента 11 сравнения формируется импульс сравнения. Этот импульс поступает на третий вход элемента И-ИЛИ 17, выходной сигнал которого и является концом временного преобразования заданного кода. Этот сигнал устанавливает в нулевое состояние триггер

Временной интервал в данном случае определяется выражением

0 m.N«t + kt, где m - число, определяемое кодом

старших рааря:дов; k - число, определяемое кодом младяшх разрядов; t - частота работы генератора; N - число, заданное кодом N ,

определяющее основную частоту преовразования. Предлагаемый преобразователь характеризуется возможностью оперативного изменения частоты работы, что позволяет повысить быстродействие за счет уменьшения преобразования времени подготовки к преобразованию заданного кода.

Формула изобретения

Преобразователь-кода во временной интервал, содержащий, генератор импульсов, вход которого соединен с выходом первого триггера, первый вход которого соединен с шиной Пуск и первыми входами второго и третьего триггеров, второй вход второго триггера подклзочен к выходу первого элемента И, первый вход которого соединен с обратным выходом третьего триггера а второй вход с первьтм входом элемента и выходом-счетчика-импульсов, установочные входы которого подключены к шине старших разрядов кода, выходы старпшх разрядов - к Ьоответствующимвходам второго элемента И, выход которого соединен с первым входом четвертого триггера, а выхода младших разрядов -к сортветствуюшим первым входам элемента сравнения, вторые входы которого подключены к шине младших разрядов кода, третий вход - к выходу четвертого триггера, четвертый вход через первый элемент задержки к счетному входу счетчика импульсов, а выход - к

второму входу элемента И-ИЛИ и первому входу третьего элемента И, второй вход которого соединен с обратным выходом второго триггера, прямой выход которого соединен с третьим входом элемента И-ЙЛИ, чет- , вертый вход которого подключен к прямому выходу третьего.триггера, а выход - к выходной шине и второму входу первого триггера, второй элемент задержки и пятый триггер, отличающийся тем, что, с целью повБшения быстродействия, в него введены второй счетчик импульсов., дешифратор, второй элемент

5 И-ИЛИ и распределитель импульсов, при этом выход генератора импульсов соединен с первым входом распределителя импульсов, выходы которого подключены к первой группе входов

0 второго элемента И-ИЛИ, вторая группа входов которого соеда1нена с соответствующими выходами дешифратора, первый вход которого подключен к выходу пятого триггера, а вторые

5 входы - к соответствующим выходам второго счетчика импульсов, установочнь|е входа которого подключены к шине управляющего кода,.причем выход второго элемента И-ИЛИ соединён

0 со счетным входом первого счетчика импульсов и через второй элемент задержки с вторым входом раЪпределителя импульсов и первым входом пятого триггера, второй вход которого соединен с первым входом- второго триггера, прямой выход которого подключен к первому счетному входу второго счетчика импульсов, второй счетный вход которого соединен с выходом элемента сравнения, а второй вход четвертого триггера соединен с шиной Пуск.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 547969, кл. Н 03 К 13/20, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 3251294/18-21, кл. Н 03 К 13/20, 1981 (прототип).

J