Преобразователь временных интервалов в цифровой код

Преобразователь временных интервалов в цифровой код

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Сьциалистнческих

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ он860306 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 1004.78 (21) 2603025/18-21 с присоединением заявки Но

{23) Приоритет—

Опубликовано 300881 Бюллетень М 32

Дата опубликования описания 300881 (51)М. Кл.з

Н 03 К 13/20

Государственный комитет.

СССР

А0 делам изобретений н открытий (53) УДК 881. 335 (088. 8) (72) Автор изобретения

С.И.Дунькович (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ

В ЦИФРОВОЙ КОД

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в различных отраслях науки и техники для измерений временных интервалов между импульсами.

Известен преобразователь временных интервалов в цифровой код, содержащий генератор эталонной частоты, соединенный с первыми входами двух элементов совпадения, вторые входы которых соединены с соответствующими выходами управляющего триггера, а выходы элементов совпадения подключены к счетным входам двух счетчиков импульсов, выходы разрядон кото- 15 рых подключены соответственно к первым входам элементов совпадения, вторые входы которых соединены с шинами импульсов опроса счетчиков,источник последовательностей импуль- 20 сов, элемент задержки, два элемента совпадения и триггер, счетный вход которого подключен к выходу источника последовательностей импульсов, а выходы дополнительного триггера соединены с первыми входами двух дополнительных элементов совпадения, вторые входы которых соединены через элемент задержки с выходом генератора эталонной частоты, а выходы ЗО

/ дополнительных элементоэ совпадения подключены соотвезстве но к входам управляющего триггера 11) .

Недостаток известного преобразователя — ограничение точности преобразования временных интервалов в цифровой код, обусловленное быстродействием счетчикон.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является преобразователь временных интервалов в цифровой код, содержащий управляющий триггер, последовательно соединенные генератор эталонной частоты, элемент совпадения и счетчик, а также схемы опроса, причем единичный выход управляющего триггера подключен к второму входу элемента совпадения f2) .

Недостаток известного преобразователя — низкая точность, которая может быть увеличена путем повышения частоты эталонного генератора.

Повышение же частоты эталонного генератора часто сопровождается необходимостью принятия дополнительных схемотехнических и конструкторских мер по исключению влияния нысокочастотных нанодок от генератора на элементы преобразователя.

860306

Цель изобретения - уменьшение погрешности преобразования.

Поставленная цель достигается тем, что преобразователь временных интервалов в цифровой код, содержащий управляющий триггер, генератор

1 эталонной частоты, счетчик, .выход которого соединен с входом блока опроса, введены элементы задержки и распределитель последовательностей импульсов, причем выход генератора эталонной частоты соединен с первым входом распределителя последовательностей импульсов непосредственно и со вторым его входом через элемент задержки, прямой выход управляющего триггера соединен с третьим входом распределителя последовательностей импульсов, выходы которого подключены ко входам R u S счетчика.

На фиг, 1 изображена блок-схема преобразователя временных интервалов в цифровой код; на фиг. 2 - блок-схема распределителя последовательностей импульсов; на фиг. 3 — временные диаграммы работы преобразователя и диаграммы погрешности преобразования временных интервалов в цифровой код.

Преобразователь временных интервалов в цифровой код содержит счетчик, 1, блок 2 опроса, генератор 3 эталонной частоты, выход которого подключен к первому входу 4 распределителя

5 последовательностей импульсов и через элемент б задержки к второму входу 7 распределителя 5, третий вход 8 распределителя 5 подключен к выходу управляющего триггера 9, имеющего входы 10 "Старт" 11 "Стоп", первый 12 и второй 13 выходы распределителя подключены соответственно к S и R входам счетчика 1.

Распределитель последовательностей импульсов содержит триггеры 14 и 15„ выходы которых подключены к первым входам элементов 1-18 совпадения соответственно, вторые входы элементов 16 и 17 совпадения объединены и являются первым входом 4 распределителя 5, вторые входы элементов 18 и 19 совпадения объединены и являются вторым входом 7 распределителя 5, третьи входы элементов 1619 совпадения объединены с R входами триггеров 14 и 15 и являются третьим входом 8 распределителя 5.

Выход элемента 17 совпадения объединен с 5 входом триггера 15 и подключей к первому входу элемента ИЛИ

20, выход которого является первым выходом 12 распределителя 5„ а второй вход элемента ИЛИ 20 подключен к выходу элемента 19 совпадения и к S входу триггера 14, Выходы элементов

16 и 18 совпадения подключены к входам элемента ИЛИ 21, выход которого является вторым выходом 13 распределителя 5.

Преобразователь временных интервалов в цифровой код работает следую.щим образом.

В исходном состоянии на входе 8 распределителя 5 последовательностей импульсов действует запрещающий потенциал с управляющего триггера 9, который удерживает триггеры

14 и 15 распределителя в нулевом состоянии и запрещает прохождение импульсов генератора 3 эталонной частоты, действующих на входах 4 и

7 распределителя 5, на его выходы

12 и 13. При поступлении первого имимпульса временного интервала (0„ } на вход 10 управляющий триггер 9 переключается (0О) и снимает запрет с

R входов триггеров 14 и 15 и элементов 16-19 совпадения.

Так как момент переключения управляющего триггера 9 несинхронизирован с импульсами генератора 3 эталонной частоты, то в зависимости от его положения относительно импульсов, действующих на входах 4 (0 ) и 7 (0 ) распределителя 5, сигйал появится либо на выходе элемента 17 совпадения, либо на выходе элемента 19 совпадения, на вторых входах которых действуют разрешающие потенциалы с триггеров 14 и 15. Элементы 16 и 18 совпадения закрыты по входам, подключенным к единичным выходам триггеров 14 и 15, При переключении управляющего . триггера 9 (фиг. 3) сначала появится сигнал на выходе элемента 19 совпадения, который переключает триггер

14 (0 4 ) и, проходя через элемент

ИЛИ 20 на выход 12 распределителя 5 (0 ),переключает по S входу первый триггер счетчика 1 в единичное состояние (Ц»сч), Триггер 14, переключившись, сйимает запрет с элемента l6 ссвпадения и запирает элемент 17 совпадения, в результате чего сигналы (О„ ) с выхода элемента 16 совпадения через элемент ИЛИ 21 проходят на второй выход 13 распределителя 5 и на R вход первого триггера счетчика

1, переключая его в нулевое состояние.

Так как выходы распределителя 5 последовательностей импульсов подключены к раздельным входам первого триггера счетчика 1, то первый триггер счетчика 1 переключается с частотой следования импульсов генератора 3

I а это эквивалентно увеличению частоты генератора 3 в известном устройстве,и, следовательно, уменьшению погрешности преобразования временных интервалов в цифровой код.

На фиг. 3 изображены временные диаграммы погрешности at обусловленной случайныж и равновероятным появлением первого импульса (0„О) временного интервала в любой момент времени между импульсами квантования, 860306 и погрешности д t, обусловленной случайным моментом прихода второго импульса временного интервала (U«) между импульсами квантования, При задержке импульсов квантования в модуле задержки на величину

7q =+; где Т период квантования, М c+ +,4 4- †", а так как погрешности д1„и д tg обладают равномерной плотйостью распределения в интервалах (О, " ),(0, — — ), то суммарная погрешность преобразования временных интервалов в цифровой код будет распределена по закону Симпсона с максимальным значением погрешности — Таким образом, предлагаемый

4. преобразователь позволяет при периоде следования импульсов квантования

Т получить погрешность преобразованйя в два раза меньшую, чем в известном устройстве.

Особенностью распределителя 5 последовательностей импульсов в преобразователе является то, что независимо от положения импульсов на входах

4 и 7 относительно момента переключения управляющего триггера, первый импульс всегда появляется на первом выходе 12 распределителя 5 и переключает первый триггер счетчика 1 в единичное состояние. Если бы распределитель не обладал такой особенностью, то в случае появления первого импульса на втором выходе распределителя

13 терялась бы половина периода квантования, поскольку подтверждалось бы нулевое состояние первого триггера счетчика 1, а это привело бы к увеличению погрешности д t до 4-Тщ и не позволило бы увеличить точность.

Поэтому описанная особенность распределителя 5 направлять первый выходной импульс на выход 12 является необходимой для уменьшения погрешности преобразования временных интервалов в цифровой код. формула изобретения зй Преобразователь временных интервалов в цифровой код, содержащий управляющий триггер, генератор эталонной частоты, счетчик, выход которого соединен с входом блока опроса, отличающийся тем, что, с целью уменьшения погрешности преобразования, в него введены элемент задержки и распределитель последовательностей импульсов, причем выход генератора эталонной частоты соединен с первым входом распределителя последовательностей импульсов непосредственно и со вторым его входом через элемент задержки, прямой выход управляющего триггера соединен с

35 третьим входом распределителя последовательностей импульсов, выходы ко торого подключены ко входам В и 5 счетчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 573797, кл. G 04 F 10/04, 1971.

2. Гитис Э.И. Преобразователи информации для электронных цифровых и вычислительных устройств. М., Энер45 гия", 1975, с. 235-239.

Если триггер 9 переключится не

:между импульсами U4 -Uz, как на фиг.3, а между импульсами 0 -U4,ð áoTà преобразователя будет поясняться этими же временными диаграммами фиг. 3, если взаимно поменять обозначения 0 И 04, U заменить на Uqg, а U

14

Отметим, что сдвиг последовательностей импульсов 04 и 07 на величину ьу-+-реализуется без затруднений, так, если генератор 3 генерирует им« пульсы со скважностью два, то элемент 6 задержки представляет собой инвертор. Если генератор 3 формирует синусоидальное колебание, то задержка на полпериода обеспечивается тем, что формирование импульсов U4 производится, например, от положительной

15 полуволны, а импульсов Uz от отрицательной полуволны синусоиды.

860 306

07

ЦчМ1

at2 о

Ted

Х

ВНИИПИ Заказ 7573/86 Тираж 988 Подписное

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