Прецизионный преобразователь временного интервала в число импульсов

Прецизионный преобразователь временного интервала в число импульсов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ,СВИ ИТБЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистическия

Республик

<>864555 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 281179 (21) 2845108/18-21 (51)М. Кл.з с присоединением заявки М

Н 03 К 13/20

G 04 F 10/04

Государственный комитет

СССР ио деаам изобретений н открытий (23) ПриоритетОпубликовано 150981. Бюллетень Н9 34

Дата опубликования олисания 15.09.81 (5З) УДК 681. 325 (088.8) (72) Авторы изобретения

ИАИМТЯОЙХИИКЗ-.A".=„ (71) Заявитель (54) ПРЕЦИЗИОННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ВРЕМЕННОГО

ИНТЕРВАЛА В ЧИСЛО ИМПУЛЬСОВ несимметричностью порогов чувствительности относительно нулевой оси.

Цель изобретения — повышение точности преобразования за счет уменьшения влияния неравенства и нестабильности порогов чувствительности усилителя на результирующую погрешность преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в прецизионный преобразователь временного интервала в число импульсов, содержащий усилитель-ограничитель, элемент И, генератор импульсов, управляемый ключ, Т-триггер и

1э два RS-триггера, прямые выходы которых подключены к первым входам управляемого ключа и элемента И соответственно, первый вход преобразователя подключен ко второму вхо20 ду управляемого ключа, выход преобразователя соединен с выходом элемента И, .S-входы RS-триггеров подключены ко второму входу преобразователя, введены коммутатор

25 и формирующий блок, причем выход управляемого ключа соединен с первым входом усилителя-ограничителя, выход которого соединен с входом формирующего блока, первый выход которого

30,:соединен со вторым входом усилителяИзобретение относится к автОматике и вычислительной технике и может быть использовано в цифровых вычислительных комплексах для преобразования измерения интервалов времени до момента перехода сигнала через нуль в число импульсов.

Известен цифровой измеритель периода, содержащий реверсивный счетчик, формирующее устройство, триггеры,распределитель импульсов, генератор образцовой частоты, суммирующий счетчик, элемент .ИЛИ, электронные ключи и устройства управления (1 1.

Недостатком этого устройства является низкая. точность преобразования, так как оно не учитывает влияние зоны нечувствительности основных элементов схемы, таких как усилитель сигналов.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является преобразователь временного интервала в число импульсов, который содержит электронный ключ,RS- u T-триггеры, элементы И, И-НЕ, модулятор, усилитель, генератор счетных импульсов и разделитель.— ный диод (2 ).

Недостатком преобразователя является низкая точность., обусловленная.

A. Е. Богатых, В.Ф. Вербов, С. И. Фролов и В. N. Тищенко

864555 ограничителя и первым входом коммутатора, второй выход формирующего блока подключен к S-входам RS-триггеров, выход генератора импульсов подключен ко второму входу коммута- тора и входу Т-триггера, прямой выход которого соединен с третьим входом коммутатора, четнертый вход коммутатора подключен ко второму входу преобразователя, а выход коммутато.ра подключен ко второму входу элемента И.

На фиг. 1 приведена функциональ.ная схема преобразователя; на фиг. 2 схема формирующего устройства, вариант; .на фиг. 3 — графики, поясняющие принцип работы преобразователя.

Схема преобразователя (фиг ° 1) содержит первый вход 1 преобразователя, управляемый ключ 2, RS-триггеры 3 и 4, второй вход 5 пре-. образонателя, коммутатор 6, элемент 20

7 И, выход 8 преобразователя, усилитель-ограничитель 9, формирующий блок 10, генератор 11 импульсов, Т-триггер 12.

Первый вход 1 преобразователя свя- 2 зан со вторым входом упранляющегоключа 2, первый вход которого подключен к прямому выходу первого RS-триг гера 3, второй вход 5 преобразователя соединен c S-входами первого и нто-З0 рого RS-триггеров 3 и 4 и одним из входов коммутатора 6, выход которого соединен через элемент 7 И с выходом

8 преобразователя. Выход управляющего ключа 2 подключен к первому входу усилителя-ограничителя 9, выход которого, в свою очередь, подключается ко входу формирующего блока 10, первый выход последнего соединен со вторым входом усилителя ограничителя 9 и первым входом коммутатора 6, вто- 40 рой выход формирующего блока 10 соединен с R-входами RS-триггеров, причем прямой ныход второго RS-триггера 4 соединен со вторым входом элемента

7 И. Генератор 11 импульсов подклю- 4 чен к третьему входу коммутатора 6 и входу Т-триггера 12, прямой выход которого связан с последним входом коммутатора 6. формирующий блок (фиг. 2) содержит диоды 13 и 14, инвертор 15, элемент 16 НЕ, дифференцирующий блок

17. Элемент 16 НЕ подключен к выходу усилителя-ограничителя 9, а выход данного элемента через дифференцирующий блок 17 и через диод 13, включен- ный в прямом направлении, связан с первым выходом формирующего блока 10.

Преобразователь работает следующим образом.

Примем следующие допущения: в зо- Щ не нечувствительности входной сигнал измейяется линейно или симметрично относительно оси абсцисс, входной сигнал меняет свою полярность с положительной иа отрицательную. 65

Перед началом преобразования триггеры 3, 4 и 12 переводятся н нулевое состояние, а коммутатор 6 в нейтральное положение. Преобразование начинается с.момента поступления на вход 5 пускового импульса, под действием которого триггеры 3 и 4 перебрасываются в единичное состояние, а коммутатор б — в положение "el" (фиг ° 3). Ключ 2 открывается и входной сигнал проходит на вход усилите(пя-ограничителя 9 (фиг. Зо,К).Счетные импульсв с выхода генератора 11 с частотой % через коммутатор 6 и .элемент 7 И проходит на выход 8 преобразователя (фиг. ЗЖ). На один из входов элемента 7 И уже было приложено напряжение с прямого выхода триггера 4.

В момент пересечения входным сигналом порогового уровня +Ми напряже".. ние на выходе усилителя-ограничителя 9 исчезает,.а на выходе элемента

16 НЕ появляется (рис. ЗЯ, e), короткий положительный импульс, полученный при дифференцировании переднего фронта импульса с выхода элемента 16

НЕ, который через диод 13 проходит на первый выход формирующего блока

10. В результате этого подается комаьща на переключение коммутатора в положение "б" (фиг. 3) и на переключениео полярности входа усилителя-ограничителя 9 ° С этого момента на выход 8 поступают счетные импульсы с частотой f/2.

Переключение полярности входа усилителя означает следующее. В действительности входной сигнал протекает не изменяя полярности, (фиг. 3 2,с(, сплошная линия); ;цля усилителя он как бы после перехода через нуль меняет свою полярность на лротивоположную (пунктирная линия). Этим достигается использование одного положительного (в данном случае) порога чувствительности усилителя и,таким образом, устраняется неравенство порогов чувствительности.

Далее, при достижении входным сигналом вновь порога чувствительности

+V íà выходе усилителя-ограничителя

9 появится напряжение (фиг. Зб), а выходе элемента 11 НЕ напряжение исчезает. Отрицательный короткий импульс, полученный при дифференцировании заднего фронта импульса блоком

17, проходит через диод 14, инвертируется инвертором 15 и переводит триггеры 3 и 4 в нулевое состояние.

На этом процесс Преобразования временного интервала прекращается.

Таким образом, искомый интервал

Т„= Т +т !г.

В свою очередь T„= H J $, Т = 2+/, где и, п - количестно ймпульсов,поступивших на выход преобразователя на время Т и Tg соответственно.

864555

Формула изобретейия Вк

Отсюда Тх =И If + -Ä"- = "-1-+- ., т.е. общее количество импульсов пропорционально интервалу времени от начала отсчета до момента перехода сигналом нулевой оси.

Преимуществом преобразователя является высокая точность прес бразования временных интервалов за счет компенсации зоны нечувствительности устранения неравенства порогов. срабатывания усилителя-ограничителя.

Прецизионный преобразователь вре менного интервала в число импульсов, содержащий усилитель-ограничитель, элемент И, генератор импульсов, управляемый ключ, Т-триггер и два RS-триггера, прямые выходы которых подключены к первым входам управляемого ключа и элемента И соответственно, первый вход преобразователя подключен ко второму входу управляемого ключа, выход преобразователя соединен с выходом элемента К,, S-входы RS-триггеров подключены ко второму входу преобразователя, о тлуч ающийс я тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введены коммутатор и формирующий блок, причем, выход управляемого ключа соединен с первым

5 .входом усилителя-ограничителя, выход которого соединен со входом формирующего блока, первый выход которого соединен со вторым входом усилителя-ограничителя и первым входом коммутатора, второй выход формирующего блока подключен к R-входам

RS-триггеров, выход генератора импульсов подключен ко второму входу коммутатора и входу T-триггера, прямой выход которого соединен с третьим входом коммутатора, четвертый вход коммутатора -подключен ко второму входу преобразователя, а выход коммутатора подключен ко второму входу элемента И.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе. 1. Авторское свидетельство СССР

В 513343, G04 F 10/04, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2589335/18-21, 14.03.78 (прототип).

on

«Ри .2 Оп о о

Ц их 10

Г о

L9ne. Р о

Составитель Л.Плетнева

Редактор N. Недолуженко Техред З.Фанта Корректор Н. Швыдкая

Заказ 7831/85 Тираж 991 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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