Преобразователь код-временной интервал

Преобразователь код-временной интервал

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОД-ВРЕМЕННОЙ ИНТЕРВАЛ, содержащий трансформатор с обмоткой записи и первой обмоткой считывания, источник питания , вентиль записи и первый вентиль считывания, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения схемы преобразователя, в него введены управляющий автомат, одновибратор, элемент ИЛИ, f -1 обмоток считывания и вентилей считывания , где и -число разрядов входного кода, и блок сравне шя, первый вход которого через вентили считывания подключен к первым выводам соответствующих обмоток считывания, второй вход - к первому выходу источника питания, а выход - к первому входу элемента ИЛИ и первому входу управляющего автоматаj второй.и третий входы которого подключены соответственно к шине запуска и шине установки, остальные л входов - к соответствующим шинам входного кода, первый и второй выходы - соответственно к выходной шине и второму входу элемента ИЛИ, а остальные п выходов - к управляющим входам соответствующих вентилей считывания, при этом второй выход источника питания соединен со входом вентиля записи, управляющий вход которого через одновибратор подключен к (Л выходу элемента ИЛИ, а выход соединен с первьм выводом обмотки записи, второй вывод которой подключен к общей шине, причем вторые выводы обмоток считывания подключены к общей шине, а трансформатор выполнен в виде согласованной магнитной линии с обмотками считывания, расположенными относительно обмотки записи в соответствии с весами двоичных разрядов на расстоянии у 2 y-i - , где ,1,2, . .., п j - константа, координата i-ой обмотки считывания относительно обмотки записи.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (11) А

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3563158/18-21 (22) 14.03.83 (46) 30.07.84. Бюл. Р 28 (72) Ф.М.Медников, M.Ë.Íå÷àåBñêèé, И.Д.Лапидус и А.В.Малинин (71) Куйбышевский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им.В.В.Куйбышева (53) 681.325(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 360718, кл. Н 03 К 13/20, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 372680, -кл. Н 03 К 13/20, 1971 (лрототип). (54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОД-ВРЕМЕННОЙ ИНТЕРВАЛ, содержащий трансформатор с обмоткой записи и первой обмоткой считывания, источник питания, вентиль записи и первый вентиль считывания, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения схемы преобразователя, в него введены управляющий автомат, одновибратор, элемент ИЛИ, 1 -1 обмоток считывания и вентилей считывания, где n -число разрядов входного кода, и блок сравнения, первый вход которого через вентили считывания подключен к первым выводам соответствующих обмоток считывания, второй вход — к первому выходу источника питания, а выход — к первому входу элемента ИЛИ и первому входу управляющего автомата, второй.и третий входы которого подключены соответственно к шине запуска и шине установки, остальные и входов — к соответствующим шинам входного кода, первый и второй выходы — соответственно к выходной шине и второму входу элемента

ИЛИ, а остальные и выходов — к Управляющим входам соответствующих вентилей считывания, при этом второй выход источника литания соединен со входом вентиля записи, управляющий вход кото рого через одновибратор подключен к выходу элемента ИЛИ, а выход соединен с первым выводом обмотки записи, второй вывод которой подключен к общей шине, причем вторые выводы обмоток считывания подключены к общей шине, а трансформатор выполнен в виде согласованной магнитной линии

° ваб с обмотками считывания, расположенными относительно обмотки записи в соМай ответствии с весами двоичных разрядов на расстоянии Ъ .-; = 2 х1 -Е, где .= 0,1,2,..., vl Я вЂ” константа, Х - координата ь -ой обмотки считывания относительно обмотки записи.

110601

Изобретение относится к автоматике1 и вычислительной технике и может быть использовано для преобразования дискретной информации в аналоговую.

Известен преобразователь кода во временной интервал, содержащий генератор импульсов, блок управления, блок записи преобразуемо; о кода, регистр памяти младших разрядов, селектор, триггер управления, счет чик, формирователь импульса конца вре менного интервала, элемент задержки, дешифратор и триггер управления де- ° шифратором (11.

Недостатками устройства являются необходимость использования высокостабильных генераторов импульсов и сложность схемы.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является преобразователь код-временной интервал, содержащий трансформатор с обмоткой записи и первой обмоткой счи- тывания, источник питания, вентиль ,записи, первый вентиль считывания, делитель напряжения и устройство индикации насыщения,, при этом обмотки записи первым выводом подключе-, ны к соответствующим выходам делителя напряжения, а вторым выводом через ! соответствующие вентили входного кода и вентиль записи — общей шине,а обмотки считывания соединены последовательно и

+4 подключены одним свободным выводом к выходу источника питания и входу делителя напряжения, а другим " через устройство индикации насыщения и вентиль считывания к общей шине 523 .

Недостатком преобразователя явля- 4О ется его невысокая точность и сложность, так как для получения временного интервала, строго соответствую-. щего весам разрядов, необходим подбор резисторов и числа витков первич-45 ных обмоток трансформаторов, а также высокостабильный источник питания.

Цель изобретения — повышение точности и упрощение схемы преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь код-временной интервал, содержащий трансформатор с обмоткой записи и первой обмоткой считывания, источник литания, вен- 55 типь записи и первый вентиль считывания, дополнительно введены управляющий автомат, однонибратор, эле1 2 мент ИЛИ, 1 -1 обмоток считывания и вентилей считывания где н — число разрядов входного кода, и блок сравнения, первый вход которого через вентили считывания подключен к первым выводам соответствующих обмоток считывания, второй вход — к первому выходу источника питания, а выход— к первому входу элемента ИЛИ и первому входу управляющего автомата, второй и третий входы которого подключены соответственно к шине запуска и шине установки, остальные 1 1 вхо" дов — к соответствующим шинам входного кода, первый и второй выходы — соответственно к выходной шине и второму входу элемента ИЛИ, а остальные и выходов — к управляющим входам соответствующих вентилей считывания, при этом второй выход источника питания соединен со входом вентиля записи, управляющий вход которого через одновибратор подключен к выходу элемейта ИЛИ, а выход соединен с первым выводом обмотки записи, второй вывод которой подключен к общей шине, причем вторые выводы обмоток считывания подключены к общей шине, а трансформатор выполнен в виде согласованной магнитной линии с обмотками считывания, расположенными относительно обмотки эаписи в соответствии с весами двоичных рязрядов на растоянии где =ь = 1 2 З,,rim. — константа; у.1 — координата -ой обмотки считывания относительно обI мотки записи.

На фиг ° 1 показана структурная электрическая схема преобразователя, на фиг.2 — один из вариантов структурнои электрической схемы управляю- . щего автомата; на фиг.3 — временные диаграммы.

Преобразователь (фиг.1) содержит обмотку 1 считывания, трансформатор 2, выполненный в виде согласованной магнитной линии, например, с ленточным

П-образным магнитопроводом с постоянным зазором рассеяния, обмотку 3 запи" си, вентили 4 считывания, блок 5 сравнения, управляющий автомат 6, элемент 7 ИЛИ, одновибратор 8, источник 9 питания, вентиль 10 записи, 1.1 06001 1 шину 11 запуска, шину 12 установа и выходную шину 13.

Источник 9 питания через вентиль 10 записи подключен к обмотке 3 записи. Обмотки 1 считывания, число которых соответствует количеству разрядов входного кода, через соответствующие вентили 4 считывания подсоединены ко входу блока 5 сравнения. Выход блока 5 сравнения подключен ко входу управляющего автомата 6 и через элемент 7 ИЛИ к входу одновибратора 8, выход которого соединен с управляющим входом вентиля 10 записи.

Код подается на вход управляющего автомата 6, первый выход которого под ключен к выходной шине 13, второй выход — через элемент 7 ИЛИ подключен к входу одновибратора 8, а остальные выходы соединены с управляющими входами соответствующих вентилей 4 считывания, при этом второй вход управляющего автомата 6 соединен с шиной 11 запуска, а третий вход — с шиной 12 установа.

Управляющий автомат (фиг.2) содержит шины 14-34, элементы 35 и

36 HE., элементы 37-49 И, элемент

50 ИЛИ, элементы 51 и 52 И, элемент

53 ИЛИ. Элементы 54-58 И, элемент

59 ИЛИ, регистр 60 сдвига и триггеры 61-63.

На фиг.З показаны: а — сигнал запуска на шине 11 запуска; б — сигнап на втором выходе управляющего автомата 6; в - сигнал на выходе одновибратора 8, r — сигнал на выходе вентиля 10 записи; д — магнитный поток, возбуждаемый обмоткой записи; е,ж и з — напряжения на выходах обмоток 1 считывания (для случая трехразрядного кода 101); и,к и л— сигналы на выходах вентилей 4 считывания (для случая трехразрядного кода 101); м — сигнал — на выходной шине 13; н — сигнал И на выходе блока 5 сравнения.

Преобразователь код-временной интервал работает следующим образом.

Перед запуском устройства управляющий автомат 6 устанавливается в исходное состояние. Чтобы начать преобразование, на его входы по шинам входного кода подается код КС,,...К, подлежащий преобразованию, а на шину 11 — запускающий импульс Хд .

При этом на выходной шине 13 появляется выходной сигнал преобразователя j@c(> r. Çì),а на втором выход формируется импульс У,1,(фиг. Зб), который

- пройдет через элемент 7ИЛИ,выводит из ждущего состояния одновибратор 8. Импульс от одновибратора (фиг.Зв) кратковременно закрывает вентиль 10 записи, отключив обмотку записи 3 от источника 9 питания на время переходного процесса в ней. Тем самым

1О магнитная линия приводится в исходное (нулевое) состояние.

По окончании импульса от одновиб ратора вентиль записи открывается, 15 соединив источник 9 питания с обмоткой 3 записи, в которой появляется ток, возбуждающий в магнитной линии 2 импульс потока с амплитудой, экспоненциально убывающей по длине

20 линии (фиг.Зд). При этом на входе каждой обмотки 1 считывания возникает экспоненциальный во времени импульс напряжения с амплитудой, определяемой положением обмотки (фиг.Зе, ж,з).

25 Управляющий автомат 6 через вентиль 4 считывания коммутирует на вход блока 5 сравнения ту обмотку, которая соответствует младшему из ненулевых разрядов преобразуемого кода. На вы3б ходе блока сравнения формируется импульс с длительностью, равной времени, за которое экспоненциальное напряжение с обмотки считывания достигает опорного уровня Еоц (временные диarpaMw» приведены для случая трехраз рядного кода 101). Импульс с блока 5 сравнения является осведомительным для блока управления. Этот импульс своим задним фронтом через элемент 7 ИЛИ запускает одновибратор, закрывающий вентиль 10 записи. Обмотка 3 записи размыкается, магнитная линия приводится в исходное состояние, а по окончании импульса с одновибратора вновь возбуждается. Описанный процесс повторяется: управляющий автомат соединяет с блоком сравнения обмотку считывания, соответствующую следующему ненулевому разряду кода, и так далее. б Выходной сигнал ы„ на шине 13 (фиг.Зм) заканчивается в момент окончания последнего соответствующего старшему разряду кода импульса с блока сравнения (фиг.Зн). Таким образом, 55 временной интервал в „ на выходе (складывается из временных интервалов с длительностями, пропорциональными весам ненулевых двоичных разрядов преобразуемых кодов

1 10601 1

5 (1) р х) р»-»1" к+ к откуда

2Ь» ХО < »» К.2 откуда

Обмотки считывания работают в

50 режиме холостого хода: сигнал на выходе обмотки считывания, расположенной на расстоянии Х от начала линии с вцик = % < + <» " + + "" "

Изменение магнитного потока по длиНе линии описывается выражением где Х координата отсчитывается от обмотки записи, „и — магнитное сопротивление линии; ф — проводимость рассеяния

{магнитная утечка), А и В постоянные определяются из конкретных магнитных условий на концах линий.

При согласованной линии, т.е. линки, нагруженной на волновой магнитный резистор, имеем Ы -<Ро„и,есе) = Mg) = - —

С(Ф (У1» X 20 сс = )/% (2) е где — длина линии, <8) — магнитное напряжение на конце, Q — волновой (согласующий) магнитный резистор.

Подстановка (1) в (2) после несложных алгебраических преобразований дает А о< Ь=»5, т.е. Ср®»дф""(3) ЗО

Так как питание включается скачКообразно, а ток (и поток) в индуктивности не может измениться мгновенно, по потник ч» в обмотке записи нарастает во времени по закону 35 о ) »» Й- e,е (4) где Я» - установившееся значение потока, — постоянная времени цепи возбуждения.

Таким образом, в целом изменение. магнитного потока по длине линии и во времени описывается в силу (3) ч, (4) выражением Р х, )=Ч„ (<-е " " (Я

E(x Ч =-Ф вЂ” — F Е с е "

»»

Ен Ж Ч е» Л; - соЫ (6) Выходной сигнал с обмотки считы.вания, подключенный к блоку сравнения, сравнивается в нем с постоянным опорным напряжением Еоп, Время ср за которое выходной сигнал достига ет значения опорного, зависит от координаты обмотки Х и определяется из равенства

ЕоП . 6(,, ).р„ срЮ„- Х (g) Ч (4 ® C6 - „) =a ax, (s) т.е. длительность импульса, форми" руемого блоком сравнения, линейно зависит от координаты подключенной к нему обмотки считывания, что позволяет весьма точно задавать эту длительность, нужным образом располагая обмотки по длине магнитной линии.

В данном случае обмотки считывания располагаются в соответствии с весами двоичных разрядов, точнее, так, что длительности временных интервалов от обмоток совпадают с весами двоичных разрядов за вычетом длительности в импульса одновибратора

1т Х )+ а » К 2, »бе (g) (К вЂ” постоянный коэффициент), т.е.

1 +»(>1+») 261,(Х)+ "О и (10) Подставляя (8) в (10), получаем

6-аХЬ1 2®-ОХЦ - < »,, у»5 +»- ч -о — „(11) х»,„-Ях о, » 2„„.-е; цем старше разряд, тем меньше Х . т ° е. тем ближе соответствующая обмотка считывания к началу линии (обмотке записи). Последовательности о(6»(- <* соответствуют

3o> y n 7 .-. p . Выбрав место для одной из крайних обмоток считывания, можно затем последовательно

7 1106011 8 появляется осведомительный сигнал X от блока 5 сравнения, который через элемент 40 и 48 переключает триггер

61. в единичное состояние, если же

5 в разряде Ко — "0", то сработают элементы 39 и 48 и триггер 61 немедленно переключается в единичное положение. Срабатывает элемент 54, в результате чего в регистре 60 сдвига происходит сдвиг единицы, записанной при установке, на один разряд вправо. Вследствие этого разряд К1 преобразуемого кода через элемент 46 подключается к шине 28 (У ), а через элемент 47 и элементы 50, 53 и 59 — к . входам элементов 35, 40 и 45. Сигналы с выходов триггеров 6 1 и 62, пройдя по цепи обратной связи, на входы элемента 43 вызывают срабатывание элемента 49, в результате чего триггер 62 переключается в нулевое сос- тояние. Далее осуществляется провер- ка на наличие единицы в (й +1)-ом разряде регистра 60 сдвига. Если в (tl +1)-ом разряде регистра сдвига находится единица, то срабатывают элементы 41 и 48 и триггер 61 переключается в нулевое состояние, сработает элемент 56 и триггер 63 переключается в нулевое состояние, а сигнал бы на шине 34 исчезает. Таким образом, управляющий автомат возвращается в свое исходное состояние. Если в (и +1)"ом разряде сдвигового регистра имеется ноль, то далее анализируется разряд К4. Если на шине 18 в разряде К вЂ” "1", то по окончании импульса, длительность которого соответствует весу первого разряда, на шине 16 появляется осведомительный сигнал ф от блока сравнения, который через элемент 45 и 49 переключает триггер 62 в единичное состояние, если же на шине 18 в разряде К4- "0" то срабатывают элементы

44 и 49 и триггер 62 немедленно переключается в единичное состояние.

Вследствие этого сработает элемент

54, в результате чего в сдриговом регистре 60 происходит сдвиг единицы, записанной при установке, на один разряд вправо и т.д. расположить остальные обмотки, исходя из соотношения (11).

Для случая трехразрядного кода

101 (rM.фиг.3) имеем

Обмотки считывания могут быть выполнены печатным способом или напылением на керамической или -гетинаксовой подложке с высокой точностью взаимного расположения на магнитопроводе.

Обмотка записи и блок сравнения питаются от одного источника, поэтому опорное напряжение пропорционально амплитуде напряжения на обмотках, т.е.15

E и о(.Е и +ср не зависит от напряжения питания, нестабильность которого не влияет, таким образом, на точность формирования временных интервалов и, следовательно, на точность преобразователя в целом.

На фиг.2 в качестве примера конкретной реализации приведена схема управляющего автомата. Рассмотрим

его работу на примере преобразования трехразрядного кода.

Перед началом работы все триггеры устанавливаются в исходное (нулевое) состояние путем подачи кратковременного импульса на шину 14 "Уста-Зо новка", а в нулевой разряд регистра

60 сдвига записывается "1". Чтобы начать преобразование, на шину 17-20

K>†- K подается преобразуемый код

К - К, на шину 15 запускающий им- З5 пульс ХС»..

После установки нулевого разряда сдвигового регистра в единичное состояние разряд К> преобразуемого кода через элемент 37 подключается 40 к шине 27 (У„ ), а через элемент 38 и элементы 50, 53 и 59 — к входам элементов 35, 40 и 45.

При подаче импульса Х на шину 15 срабатывает элемент 42, на выходе 45 элемента 49 появляется высокий уровень, который переключает триггер 62 в единичное состояние. Вследствие этого сработает элемент 55 и триггер 63 переходит в единичное состоя- 5б ние, в результате чего на выходе управляющего автомата на шинах 32 и 34 появляются сигналы УЬО5Ъ и . Далее анализируется разряд Ко преобразуемого кода. Еспи в разряде К 55 поступила "1", то по окончании импульса, длительность которого соотнетствует весу нулевого разряда, на шине 16

Таким образом, сигнал (временной интервал) У „, поступающий с выхода

34 управляющего автомата 6 на выходную шину 13 преобразователя, имеет длительность, равную сумме весов ненулевых разрядов входного кода.

9 1 106011 10

Технико-экономический эффект от временных интервалов соответствующих использования изобретения заключается весам разрядов кода. При этом упрощав повышении точности преобразования ется и конструкция устройства. Крокода во временной интервал, так как ме того, в предлагаемом преобразоваотпадает необходимость в специаль- 5 теле нестабильность источника питания ном подборе резисторов и числа витков не сказывается на точности формирообмоток трансформатора для получения вания временных интервалов.

110601 1

110б011

Е>

Редактор Н.Киштулинец

Заказ 5613/44

У и

1 г д

foe к

Jl

1

t

1

t

t

Составитель В.Вьжтов

Техред Л.Микеш КорректорВ.Синицкая

Тираж 862 Подписное

ВНИИПИ Государственн6го комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ЛПП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4