Преобразователь кода в период повторения импульсов

Преобразователь кода в период повторения импульсов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТИЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

1тес убл

<111783986 (61) ???????????????????????????? ?? ??????. ????????-???? (22) ???????????????? 220179 (21) 2716505>

Опубликовано 301180.Бюллетень Hо 44

Дата опубликования описания 10. 12. 80 (51)М. Кл.

Н 03 К 13/20

Государственный коми rer

СССР но делам изобретений н открытий (53) УДК 621. . 365 (088.8) (72) Авторы изобретения

1 I ° 7

Ф

Г

Э

А.А.Костенков и А.Н.Очеретяный

P1) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОДА В ПЕРИОД

ПОВТОРЕНИЯ ИМПУЛЬСОВ

Преобразователь относится к облас.ти импульсной техники и может быть использован в устройствах автоматики и вычислительной техники.

Известно устройство, содержащее линию задержки, двухвходовой элемент

ИЛИ-НЕ, триггер управления, селектор длительности импульсов и селектор частоты, преобразование кода в котором осуществляется на кольцевом генераторе, одним из элементов которого является линия задержки с возможностью выбора величины задержки в ней через соответствующие выводы селектора частоты 1М).

Недостаток устройства - узкий рабочий диапазон, ограниченный величиной максимальной задержки сигнала в линии задержки, а также отсутствие воэможности внешнего управления с привязкой фазы выходного сигнала к фазе управляющего сигнала.

Известен также преобразователь кода в период повторения импульсов, содержащий источник калиброванной частоты, счетчик, вентили записи, связанные с входами счетчика, два элемента НЕ, два цифровых дифференцирующих элемента, элемент ИЛИ и счетный триггер, причем выход счетчика через первый дифференцнрующий элемент и первый элемент НЕ подключен к управляющим входам вентилей записи и к тактовому входу счетного триггера, другой вход которого соединен с выходом первого цифрового дифференцирующего элемента, выход счетного триг- гера через второй цифровой дифференцирующий элемент и второй элемент НЕ подключен к одному из входов элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом источника калиброванной частоты, а выкод-элемента ИЛИ соединен с входом счетчика (21.

Период повторения импульсов на выходе известного преобразователя кода в период повторения импульсов равен Ц.Тк, где и — число пропорциональное йреобразуемому коду, Т период повторения импульсов источника калиброванной частоты. Вас единицы младшего разряда преобразуемого кода равен Тк.

Недостатком данного преобразователя является тб„ что,для обеспечекия малого значения веса единицы младшего разряда преобразуемого кода (например, в наносекундном диапазоне), необходимо уменьшать величину Тк, то есть повышать частоту источника

783986 калиброванной частоты, а это, в свою очередь, повышает требования к быстро-. действию элементов, на которых реализуется преобразователь.

Кроме того, для сохраненйя в этом случае верхнего диапазона преобразу- емых значений кода необходимо увели- чить разрядность счетчика, что также ведет к усложнению преобразователя.

Эти "недостаТки ограничивают функци- ональные возможности известного пре- © образователя кода в период повторения импульсов.

Целью настоящего изобретения является уменьшение дискретности преобразования.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь кода в период повторения импульсов, содержащий генератор импульсов, счетчик, триггер, элементы И, ИЛИ, ЙЕ, дополнительно введены элемент задержки, управляемый 33 элемент задержки, второй элемент ИЛИ и корректор кода, входы которого являются входами преобразователя, а выходы младших разрядов соединены с сбответствующими входами управления управ- р ляемого элемента задержки, подключенного выходом к первому единичному входу триггера, выходы старших разрядов корректора кода соединены с информационными входами счетчика, выходы ко- ЗО торого через элемент ИЛИ подключены к запрещающему входу счетчйка, ерво" му входу второго элемента ИЛИ и через элемент ие - к первому входу элемеи та И„ выход которого соединен в выходом преобразователя, входом управля" " "емого элемента задержки, входом эапи" си кода счетчика и через элемент задержки » »с нулевым входом триггера, выход которого подключен к первому входу управления генератора импульсовДЯ выход которого соединен со с4етным входом счетчика и со вторым входом элемента И, второй вход управления генератора импульсов соединен с выходом второго элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к шине "Пуск", а шина "Сброс" подключена ко второму, единичному входу триггера.

Структурная электрическая схема преобразователя поясняется чертежом.

Преобразователь кода в период Пов торения импульсов содержит генератор импульсов 1, счетчик 2, триггер 3, логические элементы И 4, ИЛИ 5, НЕ б, корректор кода 7, входы которого являются входами преобразователя, управ- Ъэ ляемый элемент задержки 8, второй элемент ИЛИ 9, элемент задержки 10, шины "Пуск" и "Сброс".

Преобразователь построен на принципе кольцевого генератора. Кольцо д} образовано из генератора импульсов 1, элемента И 4, управляемого элемента задержки 8, триггера 3. Оно находится в возбужденном состоянии до тех пор, пока не будет подан сигнал управления, разрывающий кольцо, т. е. запрещающий циркуляцию сигнала в кольце.

Период генерируемого сигнала зависит от величины задержки в кольце, которая имеет две составляющие: переменную, пропорциональную коду по-. л.! данному на элементы, обеспечивающие эту задержку и постоянную,Ь, равную задержке в элементах кольца прн нулевой эйачении укаэанного кода.

Для компенсации задержки т,о пре- .образуемый код пропускается через корректор 7 кода,на выходе которого этот код уменьшается на величину E p и на элементы, обеспечивающие переменную задержку в кольце, поступает код соответствующий С,=.Ь -4.0, где величина задержки, заДаваемая преобразуемым кодом. тогда T 60 - Ьо+ р ф р т. е. период повторения импульсов на выходе преобразователя будет пропорционален коду на его входе (преобразуемому коду).

Переменная задержка в кольце составлена иэ суммы двух задержек: в группе младших (1...К) разрядов преобразуемого кода — задержкой управляемого элемента задержки 8, которая изменяется жропорционально коду,.поданному íà его входы управления с соответствующих выходов корректора кода 7, в группе старших (К + 1,..., И) разрядов преобразуемого кодазадержкой, вносимой генератором импульсов 1, счетчиком 2, первым элементом ИЛЙ 5, элементом PE б, элементом И 4. Величина этой задержки пропорциональна коду, подаваемому на информационные входы счетчика 2 с соответствующих выходов корректора кода 7.

Поразрядные весовые коэффициенты этих элементов выбираются в соответствий с Весовыми коэффициентами разрядов преобразуемого кода.

Весовой коэффициент в группе младших разрядов определяется дискретностью управляемого элемента задержки 8.

Весовой коэффициент s группе старших разрядов определяется величиной периода повторения импульсов генератора

1 и обеспечивается соответствующим его выб ором-.

Преобразователь работает следующим образом. В отсутствии сигнала на шину "Пуск" кольцо разомкнуто, так как из-за запрета работы генератора 1 генерация в кольце не возникает.

После подачи на преобразователь питания, счетчик 2 и триггер 3 устанавливаются в произвольное положение.

При приведения его в,состояние готовности к работе на шину "Сброс" подается кратковременный импульс, устанавливающий триггер 3 в единичное состояние. Если счетчик 2 находится с состоянии отличном от нулевого, то единичный уровень с одного или несколь783986 ких выходов его через элементы ИЛИ 5, 9 поступает на второй управляющий вход генератора 1 и поэтому по появлении единичного уровня на выходе триг:гера 3 генератор 1 запускается. Условием возбуждения генерации являет5 ся наличие единичного уровня на его обоих управляющих входах, при появлении же нулевого уровня хотя бы на одном из входов генерация срывается.

Импульсы с выхода генератора 1 по- о ступают на счетный вход счетчика 2 и первый вход элемента И 4, через который они не проходят, так как на другой вход его подан нулевой уровень с выхода элемента HE 6. Счетчик работает в режиме вычитания. Счет ведется $ по срезу счетного импульса.

Через определенное количество счетных импульсов, равное коду, установившемуся в счетчике 2 в момент включения питания, он обнулится. В этом 2О случае нулевой уровень через логические элементы ИЛИ 5, 9 поступит на генератор 1 и генерация сорвется. установится начальное состояние, при котором счетчик 2 обнулен, триггер 3 находится в единичном состоянии, а нулевой уровень с выхода элемента

ИЛИ 5, поступив на вход запрета счетчика 2, запретит счет в нем и, проинвертировавшись на элементе НЕ 6, еди- О ничным уровнем поступит на второй вход элемента И 4.

Если по включении питания счетчик

2 установился в нулевое состояние, то преобразователь кода в период повторения импульсов устанавливается в начальное состояние сразу же после появления единичного уровня на выходе триггера 3.

При подаче на шину "Пуск" единичного уровня возбуждается генератор импуль- 40 сов 1. Первый же импульс с генератора . 1 через элемент И 4 с задержкой р проходит на выход. Этот же импульс через элемент задержки 10 с задержкой сбросит триггер 3 в нулевое со- 4> стояние, что приведет к срыву генера ции в генераторе 1 и формированию среза его выходного импульса. Длительность выходного импульса преобразователя определяется задержкой в цепи: элемент задержки 10, триггер 3, генератор импульсов 1 со стороны первого входа управления, элемент И 4. Она может быть регулируемой при регулируемой величине задержки элемента задержки 10. И

Но срезу импульса с выхода элемента И 4 произведется запись в счетчик

2 кода скорректированного в корректоре 7, с разрядов К + 1,..., n . Этот 60 же импульс, пройдя управляемый элемент задержки 8, через время задерж;ки t,o + -Ь 8, где ." — начальная зао держка управляемого элемента 8 при управляющем коде, равном нулю, %qadi - 65 значения задержки, соответствующее текущему. значению управляющего кода, вновь перебросит триггер 3 в единичное состояние. Через время -Ьло(, равное сумме задержек в триггере 3 и в генераторе 1, генератор снова окажется возбужденным. Составляющие задержки,,,"„+", определяют начальную задержку в кольце 6в .

Далее, в зависимости от преобразуемого кода возможны две ситуацииг

1) код с преобразователя 7 кода в разрядах (К + 1...И) равен нулю;

2) код с преобразователя 7 кода в разрядах (К + 1. ° .гг) отличен от нуля.

В первом случае после записи в счетчик 2 кода с выходов корректора

7 его нулевое состояние не изменится. °

С приходом следующего импульса с генератора 1 описанная выше последовательность работы элементов преобра-. зователя будет периодически повторяться. Период повторения выходных импульсов преобразователя будет равен сумме начальной задержки в кольце 4z и заданной на управляемой линии 8 задержки 138 .

Величина периода будет пропорциональная преобразуемому коду ((;р учтена при коррекции кода в корректоре 7,.

Во втором случае в счетчик 2 запишется число, отличное от нуля, и единичный уровень с одного или нескольких выходов его через первый элемент ИЛИ 5 поступит на вход запрета счетчика 2, разрешив счет в нем, и проинвертнровавшись на элементе НЕ

6, запретит прохождение сигнала через элемент И 4.

С приходом второго импульса с генератора 1 счетчик 2 начинает работать на вычитание.

По К- му импульсу (гг- число, соответствующее коду, записанному s счетчик 2) произойдет обнуление счетчика 2, нулевой уровень с его выходов через первый элемент,ИЛИ 5 запретит счет в счетчике 2 и, проинвертировавшись на элементе HE 6, разрешит прохождеьне импульса через элемент И 4. ,И + 1-й импульс с генератора 1 пройдет через элемент И 4 на выход преобразователя и, как было описано ранее, произведет запись кода с разрядов (К + 1...Ъч) корректора 7 в счетчик 2, сбросит триггер в ноль, что приведет к срыву генерации.в генераторе 1 и формированию выходного импульса по длительности, и через управляемый элемент задержки 8 вновь взведет триггер 3, что вновь приведет к возбуждению генератора импульсов 1.

Далее описанная последовательность работы элементов периодически повторяется.

783986

Период повторения выходных с преобразователя импульсов будет равен о+ у 6 где о - начальная задержка в кольце, - величина задержки, заданная В на управляемом элементе задержки 8 с разрядов (1...К) преобразуемого кода, Й вЂ” число, пропорциональное пре- О образуемому коду в разрядах (К + 1...й), записываемоев счетчик 2, T> — период повторения импульсов с выхода генератора 1.

Поскольку величина 6 учтена при коррекции преобразуемого кода коррек тором 7 кода путем уменьшения числа, соответствующего преобразуемому коду на величину (т. е. величина(+ИТ ) уменьшена на Ф.<>), то между периодом : 20 йовторения выходных импульсов и пре- <. образуемым кодом имеется пропорциональная связь.

При смене логического уровня на шине "Пуск" с единичного на нулевой в 2е произвольный момент времени, если счетчик 2 в это время не находился в обнуленном состоянии, единичный уровень с выходов счетчика через элементы ИЛИ 5, 9 по-прежнему будет поддерживаться на втором управляющем входе генератора 1, который будет находиться в состоянии генерации. Как только счетчик 2 обнулится до 8 -му импульсу, нулевой уровень с его выходов через элементы ИЛИ 5, 9 сорвет гЕнерацию в генераторе 1 импульсов. И + 1 импульс не генерируется и преобразователь останавливается в режиме ожидания резрешающего сигнала с шины

"Пуск", при подаче которого работа 49 возобнбвляется.

Таким образом, преобразователь обеспечивает дискретность преобразо вания существенно меньше периода повторения генератора импульсов 1, что 45 облегчает требования к элементной базе, на которой он реализован в части ее быстродействия. Малые значения дискрета обеспечиваются управляемым . элементом задержки 8 и могут быть сколь угодно малыми и лежать в нанси пикосекундном диапазоне.

Преобразователь может работать и в режиме непрерывной генерации и в режиме формирования пачки импульсов с числом импульсов в ней равным Т !Т,. 55 (где Ти - длительность управляющего сигнала) и периодом повторения импульсов в пачке, пропорциональном коду, поданному па вход преобразователя.

Эти возможности позволяют его использовать в системах функционального контроля сложных логических структур, в системах высокочастотного параметрического контроля электронных элементов, когда в процессе контроля необходим многократный останов и пуск задающего генератора, в качестве которого он может использоваться.

Формула изобретения

Преобразователь кода в период повторения импульсов, содержащий генератор импульсов, счетчик, триггер, элементы И, ИЛИ, НЕ, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью уменьшения дискретности преобразования, в него дополнительно введены элемент задержки, управляемый элемент задержки, второй элемент ИЛИ и корректор кода, входы которого являются входами преобразователя, а выходы младших разрядов соединены с соответствующими входами управления управляемого элемента задержки, подключенного вы» ходом к первому единичному входу триггера, выходы старших разрядов корректора кода соединены с информационными входами счетчика, выходы которого через элемент ИЛЙ подключены к запрещающему входу счетчика, первому входу второго элемента ИЛИ и через элемент НŠ— к первому входу элемента И, выход которого соединен с выходом преобразователя, входом управляемого элемента задержки, входом записи кода счетчика и через элемент задержки -.с нулевым входом триггера, выход которого подключен к первому входу управления генератора импульсов, выход которого соединен со счетным входом счетчика с со вторым входом элемента И, второй вход управления генератора импульсов соединен с выходом второго элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к шине "Пуск", а шина "Сброс" подключена ко второму единичному входу триггера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Авторское свидетельство СССР

Р 499654, кл. Н ОЗ,К 3/86, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 577675, кл. Н 03 К 13/20, 1976 (про-. тотип).

783986

ВхИ

Юус

Составитель В.Войтов

РеДактоР E.ÊàÐàÓëîâà ТехРеД .И. Петко КЬРРектоР Н.ГРигоРУк

Заказ 570 б2 Тираж 9 5 Подписное

ВНИИПИ.Росударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,4