Четырехканальный время-импульсный преобразователь

Четырехканальный время-импульсный преобразователь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к импульсной технике и служит для увеличения разрешающей способности времяимпульсного преобразователя. Устройство содержит генератор 1 квантующих импуль- .сов, 1К-триггеры 2-5, элементы ИСКЛЮЧАИЦЕЕ. ИЛИ 6, 7 и 11, счетчик 8 и элементы 2И-ИЛИ 9 и 10. Введение сумматора 17, элемента И 19, элемента ИСКЛВ)ЧА1аЦЕЕ ИЖ и шин 18 и 20 логического нуля и Конец измерения позволяет полностью использовать информацию о преобразованных временных интервалах с максимально возможной разрешающей способностью в 1 квант 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 G 04 F 10/00

ОПИСАНИЕ И306РЕТЕНИЯ

f2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4122601/24-21 (22) 24.09.86 (46) 15,()4 88. Вюл. М 14 (71) Винницкий политехнический институт (72) И.В. Троцишин .(53) 621.317(088.8) (56) Смирнов II.Ò. Цифровые фазометры. Л.: Энергия, 1974, с. 122.

Авторское свидетельство СССР

В 1308979, кл. G 04 F 10/00, 30.07.86.(54) ЧЕТЪ|РЕХКАНАЛЬНЪЙ ВРЕИЯИМПУЛЬСНЫИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к импульс„„SU„„1388821 A 1. ной технике и служит для увеличения разрешающей способности времяимпульсного преобразователя. Устройство содержит генератор 1 квантующих импуль.сов, IK-триггеры 2-5, элементы

ИСКЛЮЧАЭХ !ЕЕ ИЛИ 6, 7 и 11, счетчик 8 и элементы 2И-ИЛИ 9 и 1О. Введение сумматора 17, элемента И 19, элемента ИСКЛЮЧАЮ01ЕЕ ИЛИ и шин 18 и 20 логического нуля и Конец измерениян позволяет полностью использовать информацию о преобразованных временных интервалах с максимально возможной разрешающей способностью в

1 квант. 1 ил.

1388821

Изобретение относится к импульс- ° ной технике и может найти применение н устройствах, использующих нремяимпульсное преобразование.

Целью изобретения является увеличение разрешающей способности времяимпульсного преобразователя.

На чертеже представлена функциональная схема четырехканального 10 нремяимпульсного преобразователя.

Преобразователь содержит генератор 1 квантующих импульсов„ четыре IK-триггера 2-5, первый, второй элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ И11И 6 и 7, счетчик

8, первый, второй элементы 2И-ИЛИ 9 и t0, третий и четвертый элементы

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11 и 12, информациОнные входные шины 13-16, сумматор

17, шину 18 логического нуля, элемент И t9 шину 20 "Конец измерения".

Прямой выход генератора I соединен с С-входами триггеров 2 и 3, инверсный выход генератора 1 соединен с С-входами триггеров 4 и 5, вы- 25 ходы триггеров 3 и 5 соединены с соответствующими входами элемента

ИСКЛЮЧАН)ЩЕЕ ИЛИ 6, выход которого соединен с первым входом второго разряда сумматора 17 и первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ РШИ 7, выход которого соединен с С-входом счетчика

8, второй вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ 7 соединен с выходом элемента

И 19, первый вход которого соединен с выходом третьего разряда сумматора

17, первый вход первого разряда которого соединен с выходом триггера 2 и первым входом элемента 2И-ИЛИ 9, второй вход которого соединен с объе40 диненными I-и К-входами триггера 2 и нь!ходом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕ1 . ИЛИ 11, первый вход которого соединен с входной шиной 13 и третьим входом элемента 2И-KIH 9, четвертый вход которого соединен с входной шиной 14 и вторым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИПИ 11, выход элемента 2И-ИЛИ 9 сое-. динен с объединенными I-и К-входами триггера 3, второй вход первого разряда сумматора 17 соединен с выходом 50 триггера 4 и первым входом элемента

2И-ИЛИ 10, второй вход которого соединен с объединенными I-и К-входами триггера 4 и выходом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12, первый вход которого 55 соединен с входной шиной 15 и третьим входом элемента ИСКЛЮЧАИЩЕЕ ИЛИ 10, четвертый вход которого соединен с входной шиной 16 и вторым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12, выход элемента 2И-ИЛИ 10 соединен с объединенными Х-и К-входами триггера 5, второй вход второго разряда сумматора 17 соединен с входом переноса младшего разряда сумматора 17 и шиной 18 логического нуля, второй вход элемента И 19 соединен с шиной 20

"Конец измерения"; выходы двух младших разрядов сумматора 17 являются выходами младших разрядов преобразователя, а выходы счетчика 8 являются выходами старших разрядов преобразователя, Преобразователь работает следующим образом.

Входные импульсы, представляющие собой преобразуемые временные интервалы, по входным шинам 13-16 поступают на дна идентичных двухканальных преобразователя, первый из которых образуют элементы 1, 2, 3, 9 и. 11, а второй — элементы 1, 4, 5, 10 и 12, отличие между которыми заключается в том, что квантование в них произ- водится парафазными фронтами квантующих импульсов генератора 1, который имеет парафазный выход.

Рассмотрим вначале работу элементов 1, 2, 3, 9 и 11 при поступлении на шины 13 и !4 импульсов временных интервалов. Возможны 3 случая: на обоих шинах 13 и 14 — "0", при этом на I-и К-входах IK-триггеров 2 и 3—

"0", и они находятся в режиме "Хранение" (не реагируют на синхроимпульсы генератора 1); на одной из шин а на другой — "О" (преобразуется лишь один временной интервал). При этом на I-и К-входах триггера 2

"1" и он переходит в режим "Счет", Элемент 2И-ИЛИ 9 при таком сочетании сигналов на шинах 13 и t4 подключает выход триггера 2 к I-и К-входам триггера 3, образуя двухразрядный синхронный счетчик, который подсчитывает количество тактовых фронтов квантующих импульсов выхода генератора 1, укладывающихся в преобразуемом временном интервале; присутствуют оба временных интервала, т,е. на шинах

13 и 14 — " 1". При этом, триггер 2 блокируется (на I-и К-входах — "0"), а на I""è К-входах IK-триггера 3 — "1" (на третьем и четвертом входах элемента

9 — две "1", а первый и нторой входы блокированы "0" с выхода элемента

1388821

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11, т.е. на выходе элемента 2И-ИЛИ 9 — " 1и) и он переходит в режим "Счет", представляя собой синхронйый счетчик, считающий с удвоенным весом кванта (каждое

5 переключение триггера 3 указывает на попадание фронта квантующего импульса в два перекрывающих временных интервала). Аналогично работает вторая часть, содержащая элементы 1, 4, 5, 10, 12 с шинами 15 и 16, Объединение работы обеих частей осуществляется за счет квантования парафаэными фронтами генератора 1 временных интервалов с шин 13-16 с последующим их объединением с помощью логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ, ИЛИ 6.

Работа преобразователя в случае наличия всех четырех входных сигналов, т.е. на шинах 13-16 — и1и.

При этом триггеры 3 и 5 считают с удвоенным весом кванта, но переключаются от противофазных фронтов (триггер 3 — заднего, а триггер 5— переднего) одной квантующей последовательности импульсов Типа меандр работая как делители на два. На выходе каждого из триггеров 3 и 5, находятся последовательности импульсов, следующие со сдвигом 90 (270 ) (в зависимости от исходного состояния триггера 3 и 5) вследствие противофазной работы синхронных делителей на два. При этом (в принятой системе обозначений) рабочим (счетным) является отрицательный фронт импульсов на выходе триггеров

3 и 5, которые следуют с периодом

2 Тк, где т„ — период следования квантующих импульсов. После сложения по "модулю дваи в элементе ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6 íà его выходе получаем по- следовательность импульсов с периодом Т „ (за счет умножения частоты), при котором за Т „,на счетчик 8 прохо;. дит один счетный фронт с весом кванта четыре во время преобразования по шине 20 — иОи. При любом другом сочетании входных сигналов (возможно еще 15 вариантов) устройство работает аналогичным образом (только сигнал на входе счетчика квазипериодический, так 2 временных интервала дают импульсы с периодом следования 55

2 Тк, 3 — 3/4 Т, 1 — 1/4 Т ), при при этом всегда наличие попадайия четырех (начиная с исходного состояния) квантующих фронтов переднего и заднего (К и 4 ) в канальные временные интервалы вызывает появление счетного импульса на входе счетчика

8. Как видно из описания режима работы для 4 интервалов на входе частота сигналов в преобразователе не превышает f =, 1/Т„„, и при этом она одинакова во всех каналах.

Работая подобным образом, четырехканальный времяимпульсный преобразователь позволяет преобразовывать четыре независимых временных интервала в цифровой код с частотой квантования в каждом канале f u ка > эквивалентной частотой f = 4f

ke. экю КВ

Но в то же время разряды счетчика 8 несут информацию лишь о старших разрядах кода результата (1-й1и 2-й разряды отсутствуют), что не позволяет испольэовать преобразователь с максимальной разрешающей способностью в 1 квант (1-й разряд). Для извлечения информации об 1-м и 2-м разрядах из IK-триггеров 2-5 используется арифметический сумматор 17,. при этом его выходы первого и второго разряда служат выходами 1-го и

2-ro разрядов выходного кода преобразователя ° На вход переноса "PQ" и второй вход второго разряда "В2" сумматора 17 подан уровень иОи с шины 18 для обеспечения арифметического суммирования кодов счетчиков на триггерах 2-5.

Младшие разряды двух синхронных счетчиков на триггерах 2-5 суммируются путем подачи на входы первого разряда арифметического сумматора

17, на первый вход второго разряда и и

А2 подают просуммированные по модулю два (ИСКЛЮЧАЮЩИЕ ИЛИ 6) коды вторых разрядов синхронных счетчиков на триггерах 2-5, При суммировании всех возможных йодов (возможно 16 вариантов) синхронных счетчиков на триггерах 2-5 код их суммы и код выходов первого и второго разрядов арифметического сумматора 17 и старших разрядов счетчика 8 могут отличаться на 4 кванта, а случае когда на выходах обоих синхронных счетчиков по окончании преобразования код цифр 3 и 1, или

1 и 3 (т.е,. и1и в обоих первых разрядах, и и1и в одном иэ вторых). Хотя в счетчиках накопилось четыре кванта, вес не переходит в счетчик 8, 1388821

ВНИИПИ Заказ 1578/48 Тираж 373 Подписное

Проиэв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 так как не формируется счетный фронт импульса на выходе элемента ИСКЛ10ЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6, и счетчик по окончанию преобразования (в рассматриваемом случае) дает нехватку одного кванта весом 4. Для его компенсации по окончанию измерения на шине 20 формируют положительный перепад "0" " 1",,который проходит счетным фронтом на вход счетчика 8 с весом одного дополнительного кванта весом 4 (элемент И 19 открыт, так как на выходе третьего разряда 4 сумматора 17 "1" (сумма кодов равна 4), а на втором входе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7—

"1" и он служит инвертором. !

Во всех других случаях сумма кодов младших разрядов арифметического сумматора 17 и старших разрядов счетчика 8 равна общему количеству квантов, укладывающихся во все преобразуемые временные интервалы за время преобразования.

Необходимым условием правильной работы устройства является наличие

"0" на шине 20 во время измерения (преобразования) и его переход в

"1" по окончании измерения перед снятием показаний результата.

По сравнению с прототипом предлагаемое устройство позволяет полностью использовать информацию о преобразованных временных интервалах с максимально возможной разрешающей способностью в 1 квант, что выше, чем в прототипе (4 кванта).

Формула изобретения

Четырехканальный времяимпульсный преобразователь, содержащий четыре входные шины, генератор квантующих импульсов, четыре IK-триггера, два. элемента 2И-ИЛИ, три элемента

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, счетчик, при этом парафазные выходы генератора квантующих импульсов подключены соответственно к синхровходам первого, второго, третьего, четвертого IK-триггеров, выход второго IK-триггера соединен с первым входом первого 50 элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом четвертого IK-триггера, выход первого IK-триггера соединен с первым входом первого элемента 2И-ИЛИ, вто- у рой вход которого соединен с объединенными I-u k-входами первого-триггера и выходом второго элемента

ИСКЛЮЧАЮ((ЕЕ ИЛИ, .первый и второй входы которого соединены соответ- ственно с первой и второй входными шинами преобразователя и с третьим и четвертым входами первого элемента 2И-ИЛИ, выход которого соединен с объединенными I-и К-входами второго IK-триггера, выход третьего IKтриггера соединен с первым входом второго элемента 2И-ИЛИ, второй вход которого соединен с объединенными

I-и К-входами третьего IK-триггера и выхоцом третьего элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый и второй входы которого соединены соответственно с третьей, четвертой входными шинами преобразователя и с третьим, четвертым входами второго элемента 2И-ИЛИ, выход которого соединен с объединенными I-и К-входами четвертого IKтриггера, при этом выходы разрядов счетчика являются выходами старших разрядов преобразователя, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения разрешающей способности, в его введены четвертый элемент

ИСКЛЮЧАЭЭ(ЕЕ ИЛИ, сумматор, элемент

И, шина логического нуля, шина "Конец измерения, при этом счетный вход счетчика соединен с четвертым элементом ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом первого элемента ИСКЛЮЧАЮТ(ЕЕ ИЛИ и вторым входом второго разряда сумматора, первый вход первого разряда которого соединен с выходом первого

IK-триггера, выход третьего ЕК-триггера соединен с вторым входом первого разряда сумматора, выход третьего разряда которого соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен с вторым входом четвертого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход элемента И соединен с шиной "Конец измерения", шина логического нуля соединена с объединенными между собой входом переноса младшего разряда и вторым входом второго разряда сумматора, выходы первого и второго разряда которого являются выходами младших. разрядов преобразователя.