Преобразователь интервала временив цифровой код
Иллюстрации
Реферат
Союз Советских
Социалистических
Республик
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ц 843222 (61) Jlîïîëíèòåëüíîå к авт. свнд-ву (5l)NL. Кл. (22) Заявлено 05.04. 79 (21) 2746322/18-21
Н 03 К 13/20 //
G 04 F 10/04 с присоединением заявки М (23) Приоритет
Гааударстванный квинтет
СССР ао данам нзабретений н открытий
Опубликовано 30.06.81. Бюллетень М 24 (53) УДК 681 325 (088. 8) Дата опубликования описания 01.07.81 (72) Автор изобретения
Б. Н. Иванов
4р
ЛЮО7Е ! (g (71) Заявитель (54) HHTEPBAJIA ВРЕМЕНИ В ЦИФРОВОЙ
КОД
Изобретение относится к информаци— онно-измерительной технике и может быть использовано в аналого-цифровых преобразователях информации. . Известен преобразователь интервала времени в код, использующий классический метод последовательного счета, при котором преобразуемый интервал заполняется импульсами тактового генератора, имеющего стабильную частоту.
Величина временного интервала опредеl0 ляется. подсчетом числа импульсов, укладывающихся в данном интервале времени 11 .
Недостатком известного преобразова5 теля является то, что неопределенность в расположении стоп-импульса относительно ближайшего счетного импульса создает погрешность в определении интервала времени, максимальная величина которой равна периоду повторения счетных импульсов.
Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности преобразова2 тель, содержащий первый, второй и третий триггеры, первый, второй и третий вентили, собирательный элемент, ключ и первую и вторую линии задержки (ЛЗ), имеющие время задержки, равное половине периода счетных импульсов.
Устройство позволяет производить округление измеренного интервала времени без увеличения разрядности счетчика, и имеет ошибку квантования, не превышающую полпериода следования счетных импульсов(Д).
Недостатком этого преобразователя заключается в том, что он содержит линии задержки, образованные реактивными элементами, которые в микроэлектронном исполнении занимают большую площадь полупроводникового кристалла и.поэтому трудно реализуются в виде интегральных микросхем, особенно, с высокой степенью интеграции. Кроме того, при необходимости изменить частоту повторения счетных импульсов, необходимо заменять или перестраивать
3 843222 линии задержки, время задержки которых должно равняться половине периода счетных импульсов. Это приводит к усложнению устройства, 5
Цель изобретения — упрощение устройства и расширение его функциональных возможностей.
Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь интервала времени в цифровой код,содержащий старт- 10 и стоп-триггеры, генератор счетных импульсов и счетчик, введены два 0-триггера и элемент ИЛИ-!1Е, причем прямой выход стоп-триггера, соединен с С-вхо,дом первого О-триггера и 0-входом
15 второго О-триггера, С-вход которого подключен к выходу генератора счетных импульсов, D-входу первого 0триггера и первому входу элемента
ИЛИ-НЕ, второй, третий и четвертый 20 входы которого. соединены соответственно с инверсным выходом старттриггера, прямым выходом первого
О-триггера и прямым выходом второго
О-триггера, выход элемента ИЛИ-НК 25 соединен со входом счетчика.
На фиг. 1 представлена функциональная ехема преобразователя, на фиг.2— временные диаграммы потенциалов в точках, указанных на функциональной 50 схеме.
Преобразователь содержит управляющие триггеры 1 (старт) и 2 (стоп) с шинами 3 и 4 старт- и стоп-импульсов соответственно генератор,5 счетных 35 импульсов, синхронизируемые D-триггеры 6 и 7, элемент ИЛИ-HE 8 и счетчик 9 импульсов.
Шины 3 и 4 соединены с установочными входами соответственно управляю- 40 щих триггеров 1 и 2, генератор 5 счетных импульсов подключен к информационному входу триггера 6, к синхронизирующему входу триггера 7 и к первому входу элемента 8, инверсный выход, 45 триггера подключен ко второму входу элемента 8, прямой выход триггера 2 подключен к синхронизирующему С- и к информационному g -входам триггеров б и 7 соответственно, прямой выход триг-50 гера 6 подключен к третьему входу элемента 8, единичный выход триггера 7— к четвертому входу элемента 8, выход элемента 8 — ко входу счетчика 9.
Преобразователь, работает следующим 55 образом.
4 сброса триггеров на фиг. 1 не указана). В точках б., r, д установлен нулевой потенциал, а в точке в — единичный. Счетные импульсы а, имеющие форму Меандр, не проходят через элемент 8, поскольку последний заперт единичным потенциалом с выхода триггера 1. Выбор формы счетных импульсов приводит к тому, что во время первого их полупериода на информационном входе триггера 6 присутствует единичный потенциал, а во время второго полупериода — нулевой.
Приход по шине 3, старт †импуль б передний фронт которого должен быть синхронизирован с передним фронтом счетного импульса, являющегося нулем отсчета, опрокидывает триггер 1. Это
:вызывает появление в точке в нулевого потенциала и отпирание элемента 8, с выхода которого счетные импульсы, и инвертированные по фазе, начинают поступать на счетчик 9. Для. счетных импульсов указанной формы инверсия по фазе эквивалентна задержке на полпериоде (точка з). Подсчет импульсов продолжается до появления на шине 4 стоп †импуль (г), фаза которого случайна относительно переднего фронта счетного импульса. Стоп-импульс (г) перебрасывает триггер 2, что приводит к появлению в точке д единичного потенциала. Дальнейшая работа усФройства зависит от того, на какой полупериод счетного импульса придется момент срабатывания триггера 2.
Рассмотрим случай, когда момент появления в точке д единичного потенциала совпадает с первым полупериодом счетного импульса (на фиг. 2 этот случай показан сплошными линиями), т.е. наличием единичного потенциала на информационном входе триггера 6. Это приводит к записи единичного потенциала в триггер 6 в момент прихода стопимпульса. Появление единичного потенциала в точке е приводит к запиранию .элемента 8 и прекращению поступления импульсов на счетчик 9. Но так как в точке з счетные импульсы инвертированы по фазе, то запирание элемента 8 происходит в момент наличия на его выгходе нулевого потенциала и неполный счетный импульс не прдходит на счетчик 9.
В исходном состоянии триггеры 1, 2, 6 и 7 установлены на ноль (шина
Таким образом, происходит округление результата преобразования в меньшую сторону.
Формула изобретения счетчика.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
l. Гитис Э.И. Преобразователи информации для электронных цифровых вычислительных устройств. M., " Энергия", 1975, с. 235.
2. Авторское свидетельство СССР
У 544939, кл. Н 03 К 13/20, 1977.
5 84322
Рассмотрим случай, когда момент появления в точке д единичного потенциала совпадает со вторым полупериодом счетного импульса (на фиг. 2 диаграммы, соответствующие данному случаю, изображены пунктирными линиями) . В этот момент на информационном входе триггера 6 присутствует нулевой потенциал, который и сохраняется на прямом выходе указанного триггера после появ-1р ления в точке.д единичного потенциала, т,е. запирания элемента 8 в данный момент не происходит.
Триггер 7, на информационном входе которого присутствует единичный по- 1s тенциан, срабатывает с приходом на его синхронизирующий вход очередного счетного импульса, следующего после срабатывания триггера 2, т.е. с некоторой задержкой (точка ж). Величина 20 данной задержки равна интервалу времени, дополняющему измеряемый интервал времени до величины, кратной целому числу счетных импульсов. Заприание элеI мента 8 происходит единичным потенци- 25 алом в точке ж, что дает возможность пройти на счетчик 9 еще одному счетному импульсу, т.е. происходит округление результата преобразования в большую сторону. Искажения длитель- щ ности последнего счетного импульса, пропущенного на счетчик, ни в первом, ни во втором случае не происходит.
Следует отметить, что срабатывание триггера 7 происходит и в первом случае, но после срабатывания триггера 6 и поэтому уже не влияет на работу устройства.
Таким образом, преобразователь округляет результат в меньшую сторону,4p если стоп-импульс находится в ервом полупериоде счетного импульса, и в большую, если стоп-импульс находится во втором полупериоде, что соответствует уменьшению максимальной по- 4 грешности квантования в два раза.
2 6
Состояние триггера в конце преобразования также может служить индикацией того, в какую сторону произведено округление результата.
Применение преобразователя в аналого-цифровых устройствах решает задачу реализации их в микроэлектронном исполнении, позволяет осуществить преобразование на любой частоте счетных импульсов (в пределах быстродействия элементов схемы) без каких-либо переключений или регулировок.
Преобразователь интервала времени в цифровой код, содержащий старти стоп-триггеры, генератор счетных импульсов и счетчик, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью упрощения и расширения функциональных возможностей, в него введены два 0-триггера и элемент ИЛИ-НЕ, причем прямой выход стоп-триггера соединен с С-входом первого 0-триггера и 0-входом второго D-триггера, С-вход которого подключен к выходу генератора счетных импульсов, 0-входу первого D-триггера, и первому входу элемента ИЛИ-НЕ, второй, третий и четвертый входы .которого соединены соответственно с инверсным выходом старт-триггера, прямым выходом первого 0-триггера и прямым выходом второго О-триггера, выход элемента ИЛИ-НЕ соединен со входом