Преобразователь моментов времени в код

Преобразователь моментов времени в код

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

<о855995

Союз Советских

Социалистичесних

Республии

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свил-ву (22)Заявлено 25.07.79 (2l ) 2803307/18-21 (5T)М. Кл.

Н 03 К 13/20

Я 04 10/04 с присоединением заявки J%

Гвсударстеенный комитет (23) Приоритет но девам иэабретеннй н открытий

Опубликовано 15.08.81. Бюллетень >а30

Дата опубликования описания 15.08.81 (53) УД1(531. . 761 (088.8 ) (/ (е . -"/

- /

Ю. Н. Артюх и В. А. Беспалько (72) Авторы изобретения (g/ ( (Институт электроники и вычислнтельной техн

А Н Латвийской CC P (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ МОМЕНТОВ ВРЕМЕНИ B КОД

Изобретение относится к измеритель ной технике и может быть использовано в измерительно-вычислительных комплексах при дифровом измерении частотньвременных параметров сигнала.

Известно устройство для преобразования моментов текутцего времени в цифровой код, содержащее генератор эталонной частоты, счетчик приращений текущего момента времени, синхронизатор и регистр фиксации кода счетчика Г13.

Недостаток этого устройства — невысокая точность.

Наиболее близким по технической cymности и достигаемому результату к предt5 лагаемому является измеритель серии временных интервалов, содержащий генератор импульсов эталонной частоты, каскадный счетчик единичных приращений времени, синхронизатор, выполненный на 1 основе элемента И, пороговой схемы и расширителя импульсов, регистр фиксадии кода счетчика, а также запоминающее устройство 2).

Недостаток такого устройства — огра ниченная точность преобразования, обусловленная возможными временными соотношениями между входным сигналом и тактовым импульсом генератора, а также рассогласованием суммарной задержки и каскадов счетчика и компенсирую тпих задержек.

Бель изобретения — повышение точности преобразования.

Поставленная ааль достигается тем, что в преобразователь моментов времени в коп, содержаший генератор эталонной частоты, тз последовательно соедин енных счетчиков единичных приращений, основной синхронизатор и тт регис1 ров фиксаиии кодов, первые входы которых соединены с выходами соответствующих разрядов счетчиков единичных приращений, выход генератора эталонной частоты соединен с первым входом основного синхронизатора и входом счеч чика единичных приращений первого ко.. капа, входная шина устройства соединена с третьим входом основного синхронизатора, дополнительно введены регистр фиксапии кодов и и — 1 синхронизаторов, первый и второй входы каждого из которых подключены к выходам старших разрядов соответственно счетчика и регистра фиксапии кодов соответствующего каскада, а третьи входы каждого иэ и — l синхронизаторов подключены к выходу синхронизатора предшествующего каскада, выходы синхронизаторов соединены с входами считывания соответствующих регистров фиксации кодов, выходы фаз генератора подключены к входам дополнительного регистра фиксапии кодов, вход считывания которого соединен с входной шиной устройства, третий вход основного синхронизатора соединен с выходоМ старшего разряда дополнительного регистра фиксапии кодов.

Кроме того, синхронизатор содержит элемент И, два D — триггера и элемент

ИЛИ, причем первый вход синхронизатора подключен к инверсному входу синхронизапии первого З вЂ” триггера и первому входу элемента ИЛИ, второй вход синхронизатора подключен к инверсному входу элемента И и входу синхрониэапии второго 2 -триггер а, третий вход синхронизатора подключен к прямому входу элемента И, выход которого соединен с

D -входом первого 2 -триггера, выход которого подключен ко второму входу элемента ИЛИ, выход которого соединен с I} -входом второго 1) — триггера, в 1ход которого является выходом синхронизатора.

Генератор эталонной частоты содержит последовательно соединенные активные элементы задержки, охваченные отрипательной обратной связью, причем выходы элементов задержки образуют выходы фаэ генератора.

На Фиг. 1 представлена блок-схема преобразователя моментов текущего времени в код; на фиг. 2 — блок-схеМа синхронизатора; »а фиг. 3 — временные диаг раммы работы преобразователя.

Преобразователь содержит генератор

1 эталонной частоты, синхронизаторы

2..., 2,„, счетчики 3„... 3 1 единичных приращений, регистры 4„... 41 фиксапии кодов, где и = 1,2, 3 ... - число каскадов преобразователя, дополнительный регистр 5 фиксапии кодов.

Выход генератора эталонной частоты подключен к входу 64синхронизатора 21 и счетному входу счетчики 31 . Вход 6,1

ЗО

Ý5

4 синхронизатора 2 подключен к общей шине, а вход 71 — к входу преобразоват ля. Входы 6> ... 6„синхронизаторов

2 ... 2п подключены соответственно к выходам старших разрядов счетчиков

3 . Bxogbl 7 ... 7п — K BbIxollBM старших разрядов регистров 4, 4„ а входы 8 ... 8„- к выходам синхронизаторов 2„... 2„. Информапионные входы и входы записи регистров 4 .. 4 подключь ны соответственно K выходам счетчиков

31... 3 и и выходам синхронизаторов

2„...2 и

Синхронизатор 2 содержит элем ент 9И, первый 33 -триггер 1 О, элемент 1 1 ИЛИ и второй 33 — триггер 12. Инверсный вход синхронизапии триггера 10 и второй вход элемента ll ИЛИ объединены и образуют первый вход 6, инверсный вход элемента 9 И и вход синхронизапии второго З вЂ” триггера 12 объединены и образуют второй вход 7, прямой вход элемента 9 И вЂ” третий вход 8 (фиг. 1 и 2), а выход З вЂ” триггера 12 — выход синхронизатор а.

На фиг. 3 обозначены: сигнал генератора 1 эталонной частоты, сигналы

14 на кодовых выходах счетчика 3 и регистра 4 первого каскада, внешний сиг нал 15 считывания, сигнал 16 на выходе синхронизатора 21 первого каскада (пунктирной линией показан второй вариант сигнала), сигналы 17 на кодовых выходах счетчика 31 и регистра 4> второго каскада, сигнал 18 на выходе синхронизатора 2 второго каскада (пунктирной линией показан второ вариант сигнала, соответствующий аналогичному варианту сигнала . 16).

Преобр азователь р аботает следующим образом (рассматривается случай двухкаскадного преобразователя, в котором в каждом каскаде имеются двухраэрядные двоичные счетчиьи) .

Н исходном состоянии сигналы с выхода генератора 1 (13 на фиг, 3) подсчитываются каскадной пепочкой счетчи ков 3. В каждом каскаде осуществляется синхронный счет, связь между каскадами — асинхронная, которая обуславливает наличие запаздывания (на фиг. 3) между сигналами на выходе счетчиков первого и второго каскадов (14 и 17 на фиг. 3) ° При воздействии внешнего сигнала по входу 8 на выходах синхронизаторов 2 формируются сигналы фиксапии текущего кода счетчиков в регистры 4, т.е. производится преобразование момента воздействия внешне5 85

ro сигнала в цифровой код. Наиболее критичному случаю преобразования соответствует случай, когда момент поступ— пения внешнего сигнала равновероятно отражается двумя соседними кодами счет— чиков.

Предположим, что на вход преобразователя подан внешний сигнал (15 на фиг. 3), передний фронт которого совпадает с фронтом сигнала младшего разряда первого каскада счетчика (14 на фиг. 3) — наиболее критичный случай.

При этом в синхронизаторе 2 перек-лючается триггер 10. Переключение триггера 10 осуществляется либо ближайшим отрицательным фронтом сигнала с выхода генератора 1, либо через один такт (13 ..на фиг. 3). Соответственно на выходе синхронизатора 2 возможны два варианта появления сигнала (16 на фиг.3 сплошная, либо пунктирная линия). Однако видно (точки A или В на фиг. 3), что этот сигнал (16 на фиг. 3) всегда появляется в момент, когда триггеры счет чика 3 находятся в устойчивом сос— тоянии, т,е. переходные процессы, сопровождающие их переключение, уже закончены. Этим исключается возможность фиксации кода в моменты переключения какоголибо триггера счетчика 3.

При любом другом расположении фронта внешнего сигнала считывания относи тельно фронта сигнала младшего разряда счетчика выходной сигнал синхронизатора 2„ первого каскада (15 на фиг. 3) детерминиров ан.

В работе синхронизаторов второго и последующих каскадов учитываются результаты считывания со старшего разряда предшествующего каскада (вход 7 ... 7 „).

Логическая "1" со старшего разряда регистра 4 (А на фиг. 3) поступает через элемент 16 ИЛИ на информационный

D -вход триггера 12, который перек лючается по его входу синхронизации ближайшим положительным фронтом счет ного сигнала (вход 6 синхронизатора 2).

5995 6

15 го

35

Логический 0 от старшего разряда регистра 4 (В на фиг. 3) через элемент

9 И воздействует на D -вход триггера

10, который переключается по своему

С-входу синхронизации ближайшим отрицатэльным фронтом счетного сигнала.

Логическая 1" с выхода 3-триггера 10 через элемент 11 ИЛИ подается на

Р -вход триггера 1, который, в свою очередь, переклю сл тся до своему С-входу следующим положит.;цицим фронтом счетного сигнала. Сигнал с выхода синхронизатора 2 > второго каскада (18 на фиг, 3) локализован так же, как и сигнал (15 на фиг. 3) с выхода синхронизатора 2„первого каскада.

Следует отметить, что синхронизация 2 -триггера 10 по инверсному входу, также как и реализация инверсного входа элемента 9, технически осуществляется либо инвертированием соответст вующих входных сигналов, либо использованием инверсных выходов их источников. При этом все элементы преобразователя выполнимы на стандартных логических элементах любой из известных серий .

Из диаграмм на фиг. 3 видно, что в первом случае (А и А ) с выхода преобразователя считывается код 0111, а во

1 втором случае (В и В ) - код 1000.

Эти коды отличаются друг от друга на одну единицу младшего разряда, что не превышает обычной ошибки квантования.

Возможны сдвиги кодовых последовательностей соседних каскадов друг относительно друга. Допустимый сдвиг составляет «+ половину периода входного сяетного сигнала каскада. Это позволяет построить преобразователь с практически неограниченной разрядностью, используя счетные схемы различного быст родействия. При этом ошибка преобразования независимо от числа каскадов не превышает единицы младшего разряда.

Формула изобре тения

1. Преобразователь моментов времени в код, содержащий генератор эталонной частоты, и последовательно соединенных счетчиков единичных приращений, основной синхронизатор и т1 регистров фиксации кодов, первые входы которых соединены с первыми выходами соответствующих разрядов счетчиков единичных приращений, выход генератора эталонной частоты соединен с первым входом основ ного синхронизатора и входом счетчика единичных приращений первого каскада, входная шина устройства соединена со вторЬ м входом основного синхронизатора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности,в него дополнительно введены регистр фиксации кодов и n — 1 синхронизаторов, первый и второй входы каждого из которых подключены к выходам старших разрядов соответственно счетчика и регистра фиксации кодов соответствующего каскада, а

7 8559

1 третьи входы каждого из ц — 1 синхрони заторов подключены к выходу синхронизатора предшествуюше го каскада, выходы синхронизаторов соединены с входами считывания соответствующих ре5 гисаров фиксадии кодов, выходы фаз генератора подключены к входам дополни— тельного регистра фиксации кодов, вход считывания которого соединен с входной шиной устрбйства, третий вход основного синхронизатора соединен с выходом старшего разряда дополнительного регистра фиксапии кодов.

2. Преобразователь по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что синхрониза15 тор содержит элемент И, два 2 -триггера и элемент ИЛИ, причем первый вход синхронизатора подключен к инверсному входу синхронизаиии первого о триггера и первому входу элемента ИЛИ, второй вход синхронизатора подключен к

20 инверсному входу элемента И и входу синхронизации второго)3 -триггера, тре95 8 тий вход синхронизатора подклк. ен к прямому входу элемента И, выход которого соединен с D — входом первого

Э -триггера, выход которого подключен ко второму входу элемента ИЛИ, выход которого соединен с 23 -входом второго

Р -триггера, выход которого является выходом синхронизатора

3. Преобразователь по п. 1, о т л ич а ю m и и с я тем, что генератор эталонной частоты содержит последова тельно соединенные активные элементы задержки, охваченные отрицательной обратной связью, причем выходы элементов задержки образуют выходы фаэ генератора.

Источники информапии, принятые во внимание при экспертизе

1. Приборы для научных исследований, 1968, М 10, с. 85»87.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 369542, кл. G 04 10/04, 1970.

855995

Риг. 2

1б

Составитель Л. Плетнева

Техр ед А.Савка Корректор С. Корниенко

Ред актор И. К ас ард а

Ю филиал lllll l "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 6965/86 Тираж 988 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР . по делам изобретений и открытий

1.1,5035 Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5