Преобразователь временного интервала в код

Преобразователь временного интервала в код

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических,Республик о>750730

{61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 14.0378 (21) 2589335/18-21 с присоединением заявки Ко (23) Приоритет

Опубликовано 233780. Бюллетень Ио 27

Дата опубликования описания 25.0780 (51) М. Кл.

Н 03 К 13/20

Государствеииюй комитет

СССР по делам изооретеиий и открмтий (53) УДК 621. 317. 76 (088. 8) (72) Авторы изобретения

A.Е.. Богатых и В.Ф. Вербов (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ВРЕМЕННОГО

ИНТЕРВАЛА В КОД

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может . быть использовано в цифровых вычислительных комплексах для преобразо.вания (измерения) интервала времени до момента перехода сигнала через нуль в число импульсов.

Электронно-счетный периодомер включает в себя усилитель-формирователь, ждущий мультивибратор, генератор счетных импульсов, селектор, счетчик импульсов и генератор сброса и переписи (1) . Это устройство имеет низкую точность.

Известен также цифровой измеритель периода, состоящий из реверсивного счетчика, формирующего устройства, триггеров, распределителя импульсов, генератора образцовой час-20 тоты, суммирующего счетчика, элементов ЙЛИ, электронных ключей и устройства управления 121 . Это устройство также имеет низкую точность преобразования, так как не учитывает 25 влияние зоны нечувствительности таких элементов схемы, как усилитель сигналов, который имеет место практически в любом устройстве подобного рода. ЗО

Наиболее близким к преобразователю по технической сущности и совокупности составляющих элементов является цифровое фазометрическое устройство, состоящее иэ двух формирователей входных сигналов, схемы квантования, генератора счетных импульсов, делителя частоты, ключевой схемы, формирователя, фазового детектора, смесителя, генератора опорной частоты н счетчика импульсов, один иэ входов фазового детектора через делители частоты связан с выходом генератора опорной частоты, а другой — с выходом смесителя, на входы которого подключены выходы генераторов опорных и счетных импульсов, причем выход фазового детектора соединен с входом генератора счетных импульсов f3) .

Это устройство также имеет низкую точность преобразования иэ-за неучета эоны нечувствительности усилителя-ограничителя.

Целью изобретения является повьхаение точности.

Достигается это тем, что в преобразователь, содержащий управляемый ключ, выход которого соединен с первым входом импульсного моду750730 лятора, второй вход которого подклю-чен к выходу генератора импульсов, усилитель-ограничитель, счетный триггер, выход которого соединен с первым входом элемента И,дополнительно введены дна RS-триггера, иннертор, дна элемента И, разде- 5 лительный диод и элемент И-НЕ, причем выход генератора импульсов соединен с первыми входами элемента И-НЕ и дополнительных элементов

И, к второму входу первого из которых подключен выход усилителя-ограничителя, выход импульсного модулятора через последовательно соединенные усилитель-ограничитель и инвертор соеди ен с вторым входом второго, дополнительного элемента И, выход которого подключен к R-входам

RS-триггеров, S-выходы которых соединены с шиной синхронизации преобразователя, выход первого дополнитель- 2О ного элемента И подключен через разделительный диод к первому входу элемента И и непосредственно к второму входу элемента И-НЕ, выход которого соединен с входом счетного триггера, ныходы RS òðèããåðîâ подключены к вторым входам соответственно управляемого ключа и элемента И.

На фиг. 1 изображена электрическая функциональная схема преобразователя, на фиг. 2 приведены графики, ЗО поясняющие его работу.

После того, как входной сигнал войдет.в зону нечувствительности

-U„ +U усилителя-ограничителя 9, импульсы на era выходе возникать не будут. Вследствие этого не будут появляться импульсы и на выходе элемента И 6, н то время как на выходе элемента И-HE 8 появится последовательность импульсов с частотой следования f, которая постуВход преобразователя связан с первым входом управляемого ключа 1, второй вход которого подключен к 35 прямому выходу первого RS-триггера 2.

Синхронизирующий вход преобразователя соединен с S — входами первого и второго RS-триггеров 2 и 3 соответственно. Выход генератора импульсов

4 связан с первыми входами импульсного модулятора 5 элементов И 6 и 7, элемента И-НЕ 8. Второй вход модулятора подключается к выходу ключа, а выход модулятора связан с входом усилителя-ограничителя 9. Выход усили- 45 теля-ограничителя соединен с вторым входом элемента И 6 непосредственно, а с вторым входом элемента И 7 — через инвертор 10. Выход элемента И 6 подключен к второму входу элемента $Q

И-НЕ 8 и через разделительный диод

11 — к первому входу элемента И 12, второй вход которого связан с прямым выходом триггера 4. Выход элемента И-НЕ 8 связан с входом счетного триггера 13, выход которого также связан с первым входом элемента

И 12. Выход элемента И связан с

R-входами триггеров 2 и 4. Выходом преобразователя является выход элемента И 12. 60

Преобразователь временного интервала в код работает следующим образом.

Для простоты рассмотрения принципа действия преобразователя примем следующие допущения ..во-первых, в зоне нечувствительности входной сигнал изменяется лчнейно и,но-нторых, входнои сигнал меняет свою полярность с положительной на отрицательную.

Принятые допущения не сужают функциональных. воэможностей преобразователя, так как в пределе любую кривую можно аппроксимировать отрезками прямых линий, тем более, что величина зоны нечувствительности достаточно мала. Кроме того, в большинстве датчиков выходное напряжение (входное для рассматриваемого преобразователя) изменяет полярность именно с положительной на отрицательную,в противном случае этого легко добиться, например, путем инвертирования .

В исходном состоянии все триггеры 2, 9 и 13 находятся в нулевом состоянии.

Преобразование интервала начинается с момента поступления на вход синхронизирующего импульса, под действием которого RS-триггеры 2 и 3 перебрасываются н единичное состояние. Триггер 2 открывает управляемый ключ 1, через..который входной сигнал с входа проходит на импульсный модулятора 5. Выходное напряжение триггера 9 прикладывается к второму входу элемента И 12, подготавливая его к работе. Счетные импульсы стабилизированной частоты f с выхода генератора 4 постоянно прикладываются к модулятору 5 и первым входам элементов И 6 и 7 и И-НЕ 8 соответственно. Промодулиронанное

Ймпульсное входное напряжение с выхода модулятора 5 поступает в усилитель-ограничитель 9, который вырабатывает импульсы постоянной амплитуды, но полярность которых соответствует полярности входного сигнала. Частота этих импульсов также равна f. Следовательно, практически одновременно с поступлением пускового импульса выходные импульсы элемента И 6 с частотой f начнут поступать через разделительный диод

11, открытый элемент И 12 на выход преобразователя. На выходе элемента И-HE 8 импульсы не будут появляться, на выходе элемента И 7 также не будет импульсов, потому что в цепь его второго входа включен инвертор 10, в результате чего на входы этого элемента поступают запрещенные комбинации "минус-плюс".

750730 пает «а вход триггера 13, выполняющего роль делителя частоты на 2.

Следовательно, с момента входа сигнала в зону нечувствительности на выход проходят через элемент И 12 импульсы с частотой f/2 с выхода триггера 13. Разделительный диод 11 предотвращает попадание выходных импульсов триггера 13 на вход элемента И-НЕ 8 и на выход элемента И б.

В момент выхода входного сигнала из зоны нечувствительности после смены им полярности отрицательные импульсы инвертируются инвертором

10 и на входы элемента И 7 поступают рабочие комбинации плюс-плюс, в результате чего появляется выходная последовательность импульсов элемента И 7, первый импульс которой поступает на R-входы триггеров 2, 3 и переводит их в нулевое состояние.

Одновременно с этим закрывается ключ 1 и элемент И 12, а поэтому импульсы на выход поступать не будут.

Как видно из графиков на фиг. 2, преобразуемый интервал времени

Формула изобретения

Преобразователь временного интервала в код, содержащий управляемый ключ, выход которого соединен с первым входом импульсного модулятора, второй вход которого подключен к выходу генератора импульсов, уснли20 тель-ограничитель, счетный триггер, выход которого соедине« с первым входом элемента И, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности, э него дополнительно

25 введены два RS-триггера, инвертор, два элемента И, разделительный диод и элемент И-НЕ, причем выход генератора импульсов соединен с первымивходами элемента И-HE и дополнительных

3Q элементов И, к второму входу первого из которых подключен выход усилителя-ограничителя, выход импульсного модулятора через последовательно сое,диненные усилитель-ограничитель и

35 инвертор соединен с вторым входом второго дополнительного элемента И. выход которого подключен к й-входам

RS-триггеров, S--входы которых соединены с шиной синхронизации преобразователя, выход первого дополнительного элемента подключен через разделительный диод к первому входу элемента И и непосредственно к второму входу элемента И-НЕ, выход которого соединен с входом счетного триггера, выходы RS-триггеров подключены к вторым входам соответственно управляемого ключа и элемента И.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

Р 508773, кл. G 04 F 10/02, 15.11.74.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 513343Ä кл. G 04 F 10/04, 25.11.74.

3. Авторское свидетельство СССР

55 М 326522, кл. Н 03 К .13/02, 12.0б.70. где . - — время нахождения входного сигнала от начала преобразования до момента входа его в зону нечувствительности

С вЂ” время нахождения сигнала от момента входа его в зону нечувствительности до момента выхода его из этой зоны при смене им полярности.

Общее количество импульсов, которое поступит с выхода преобразователя на счетчик и = и„ +n где п, я — количество импульсов, поступивших на счетчик соответственно за время „и

Очевидно, что „ й„/т, а - -. r n /< тогда.О 2AC il и

= — + — - — Р Ф %}=— .()-

Из формулы и из графиков видно, что при преобразовании (измерении} интервала времени до момента перехода сигнала через нуль учитывается зона нечувствительности основного преобразователя, усилителяограничителя импульсов путем дополнительного формирования импульсов, количество которых пропорционально времени нахождения сигнала э этой зоне с момента входа в нее до момента пересечения сигналом нулевого значения.

Достоинством предложенного преобразователя является высокая точность преобразования интервала времени в число импульсов.

Йыд Ю

Составитель Плетнева

Редактор E. Гончар Техред А.Щепанская Корректор С.Шекмар

Заказ 4671/4б Тирак 995 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, К-35, Раушскаи наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Уагород, ул. Проектнаа, 4