Каскадный рециркуляционный преобразователь код - время

 

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники им может быть использовано для преобразования кода в длительность электрических сигналов наносекундного диапазона в экспериментальной физике, оптической дальнометрии, при определении параметров интегральных .микросхем и т.д., а также в кодоуправляемых источниках образцовых временных интервалов. Цель - повышение точности преобразования - достигается тем, что в каскадный рециркуляционный преобразователь код-время, содержащий основной малоразрядный преобразователь код-время выполненный на первом и втором элементах, селекторе-мультиплексоре, RS-триггере, первом элементе ИЛИ, первом формирователе импульсов, шине "Запуск", дискретном элементе задержки, втором злементе ИЛИ, втором формирователе импульсов, вход которого соединен с шиной "Запуск", и дополнительный малоразрядный преобразователь код-время, выполненный аналогично основному, но в котором первый и второй формирователи импульсов отсутствуют, но он содержит третий элемент ИЛИ, введен четвертый элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом его первого элемента И^ второй вход - с вторым входом его третьего элемента И, выход - с входом его элемента задержки и с вторым входом его первого элемента ИЛИ, третий вход которого подключен к выходу третьего элемента И основного малоразрядного преобразователя Код-время. 1 ил.о;^

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (I l) (5!)5 Н 03 М 1/82

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4775743/24 (22) 29,12.89 (46) 30.01.92. Бюл. ФФ 4 (75) Г.Н.Абрамов (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1Ф 1474847, кл. Н 03 M 1/82, 1987.

Авторское свидетельство СССР

М 1631727, кл. Н 03 M 1/82, 1988. (54) КАСКАДНЫЙ РЕЦИРКУЛЯЦИОННЫЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОД вЂ” ВРЕМЯ (57) Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники им может быть использовано для преобразования кода в длительность электрических сигналов наносекундного диапазона в экспериментальной физике, оптической дальнометрии, при определении параметров интегральных ,микросхем и т.д., а также в кодоуправляемых источниках образцовых временных интервалов. Цель — повышение точности преобразования — достигается тем, что в каскадный рециркуляционный преобразоИзобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано для преобразования кода в длительность электрических сигналов наносекундного диапазона в экспериментальной физике, оптической дальномерии, в системах обогащающего контроля, при определении параметров интегральных логических микросхем и т,д., а также в,кодоуправляемых источниках образцовых временных интервалов.

Цель изобретения заключается в повышении точности преобразования. ватейь код-время, содержащий основной малоразрядный преобразователь код-.время выполненный на первом и втором элементах, селекторе-мультиплексоре, RS-триггере, первом элементе ИЛИ, первом формирователе импульсов,. шине "Запуск", дискретном элементе задержки, втором элементе ИЛИ, втором формирователе импульсов, вход которого соединен с шиной

"Запуск", и дополнительный малараэрядный преобразователь код-время, выполненный аналогично основному, но в котором первый и второй формирователи импульсов отсутствуют, но он содержит третий элемент

ИЛИ, введен четвертый элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом его первого элемента И второй вход — с вторым входом его третьего элемента И, выход — с 3 входом его элемента задержки и с вторым входом его первого элемента ИЛИ, третий вход которого подключен к выходу третьего элемента И основного малоразрядного преобразователя код-время. 1 ил.

На чертеже приводится функциональ- Q ноя схема многокаскадного рециркуляцион- К ного преобразователя код-время.

Преобразователь содержит основной малоразрядный преобразователь код-время (МПКВ) 1, выполненный на первом элементе

И 1, второй элемент И 2, селектор-мультиплексор 3, RS-триггер 4, первый элемент

ИЛИ 5, элемент задержки 6, первый формирователь импульсов 7, шина 8 "Запуск". шина 9 "Старшие разряды входного кода", счетный блок 10, дискретный элемент 11 задержки, шина 12 "Установка 0", второй

1709529 элемент ИЛИ 13, третий элемент И 14, второй формирователь импульсов 15, дополнительный малоразрядный преобразователь код-время П, в котором первый 7 и второй

15 формирователи импульсов отсутствуют, но он содержит элементы ИЛИ 1б, 17.

Работает преобразователь следующим образом.

Перед началом преобразования сигналом "Установка 0" счетные блоки 10 устанавливаются а состояние "логи вский ноль". Одновременно сигналом "Установка

О" RS-триггеры 4 по инверсным выходам устанавливаются в состояние "логическая единица", по прямым выходам — в состояние

"логический нуль". Тем самым осуществляется "запирание" вторых элементов И2 и

"отпирание" первых элементов И1.

Затем на шинах 9 устанавливается значение преобразуемого кода, описываемого е разрядами позиционного двоичного кода (ПДК), причем на шинах 9 основного преобразователя i устанавливаешься группа из rn1 старших разрядов преобразуемого кода„а нв шинах 9 дополнительного преобразователя II — группа из m2 младших разрядов преобразуемого кода. Групппа из m1 старших разрядов преобразуемого кода фиксируется в счетном блоке 10 основного малоразряднОГО преобразоВателя код-Время, а группа из п12 младших разрядов преобразуемого кода фиксируется, в счетном блоке 10 дополнительного малоразряднога преобразователя П код-время, ПО сигналу Запуск на шине 8, первый формирователь импульсов 7 Вырабатывае1 прямоугольный импульс образцовой длительности ЬЛ1 =- 2 " Л", а второй формирователь импульсоа 15 -Ь t. Значение Л t выбирается исходя из требуемой точности преобразования код — время и определяет дискретность преОбразования.

Прямоугрльный импульс образцовой длительности Л11 ьводится ьо временной рециркулятор основного малоразрядного преобразователя код-время, образованный первым элементом ИЛИ 5, первым элементам И 1, дискретным элементом задержки

11, селектором-мультиплексором 3, элементом задержки 6, после чего начинается процесс рециркуляции.

При первой рециркуляции на выходе первого элемента ИЛИ 5 вырабатывается импульс длительностью tx1 = 611.

При второй рециркуляции на выходе первого элемента ИЛИ 5 (Выход аременного рециркулятора) вырабатывается импульс длительнос1 ью 1х = th) + э.з.1 = 2 11 где

I тз.з.1 — ВРЕМЯ ЗаДЕРжКИ ЭЛЕМЕНта ЗаДЕРжКИ

6, причем необходимо, чтобы 4,3.1 = At.

Одновременно элемент задержки бдолжен обладать высокой стабильностью и вносить минимально возможные искажения при задержке импульсов.

Таким образом, при каждой рециркуляции исходный импульс образцовой длительности Ь|1 последовательно расширяется на одну и ту же величину ta.з.1 = Л t. Одновременно счетный блок 10 по своему счетному входу осуществляет подсчет (фиксацию) числа рециркуляций„при этом селектормультиплексор 3 (благодаря соединению своих управляющих входов с соответствующими управляющими выходами счетного блока 10) по мере заполнения счетного блока 10 осуществляет последовательное переключение отводов дискретного элемента задержки 11. Дискретный элемент задержки 11 выполнен с п1 = 2 — 1 отводами (m1 одновременно равно и числу разрядов счетного блока 10 по своему счетному входу), причем дискретность задержки между отво-25 дами должна быть t3.1 > Л т1. Полное время задержки дискретного элемента задержки

11, то есть от первого отвода до п1 равно

Т1 =- п1Ь.1.

Логика переключения отводов дискретного элемента задержки 11 следующая, Например, при первой рециркуляции в счетном блоке 10 по его счетному входу зафиксируется число, равное единице, которое посредством селектора-мультиплексора 3 соединяет первый отвод дискретного элемента. задержки 11 (имеIotttего задержку Ь.1) с первым входом первого элемента И 1. Поэтому импульс длительностью t x1 = At1 задерживается в

I дискретном элементе задержки 11 на время

4.1, При второй рециркуляции импульс длитЕЛЬНОСтЬЮ t<2 = tx1 + t3.ç 1 = 2 Л t1 ЗадЕрi живается в дискретном элементе задержки

i1 уже на Время 2т». Таким образом, по мере увеличения числа рециркуляции и, соответственно, по мере увеличения содержимого Счетного блока 10 по его счетному входу селектор-мультиплексор 3 переключением отводов дискретного элемента задержки 11 осуществляет последовательное изменение времени его задержки (изменение периода рециркуляции временного рециркулятора) от t31, до и 11з1, Процесс рециркуляции ао временном рециркуляторе происходит до тех пор, пока число рециркуляций, зафиксированных в счетном блоке 10 по своему счетному входу, не станет равным значению преобразуемого кода, описываемого m1 разрядами ЦДК, 1709529 зафиксированному по информационным время is з.г - Д с (процесс рециркуляции входам в счетном блоке 10. В момент равен- проходит аналогично описанному выше). В ства на информационном выходе счетного момент равенства числа рециркуляций, блока 10 вырабатывается импульсный.сиг-. зафиксированных по счетному входу в нал, который посредством RS-триггера 4 вы- 5 счетном блоке 10 дополнительно преобрарабатывает разрешающий сигнал на второй зователя II, числу ф на выходе второго элеэлемент И 2 и запрещающий на первый мента И 2 вырабатывается импульс элемент И 1, т.е. первый элемент И 1 запи- — 61 кото ый рается и процесс рециркуляции во времендлит льностью tx tx + пг Л 1, KOTO ый ном Рециркуляторе пр кращается, а второй 10 через элемент ИЛИ 17 дополнительного элемент И 2 открывается (так как на его преобразо ате я И постУпает на шину 18. третьем входе "логическая единица" от второго элемента ИЛИ 13), и на его выходе импульсныйсигналотсУтствует,таккаквтовырабатывается импульсный сигнал д и- рые элементы И 2 закрыты, Р16 (1 —:((2 — 1)1, пРичемф1 мыс 2П 1-1- п1. тий элемент И 14 откРыт и импУльсный сигОдновременно на инверсном. выходе.вто- нал образцовой длительности Л t от второго рого элемента ИЛИ 13 — состояние "логи- формирователя импульсов 15 вводится во ческий ноль", поэтому третий элемент И 20 временной рециркулятор дополнительного

14 "закрыт", второй элемент И 2 "от- преобразователя И, где осуществляется крыт" и импульсный сигнал длительно- последовательное его РасшиРение на вестью дахр=,В Л поступаетнавторойвход ли"ину 4.зг = A t (пРоцесс РециРкулЯции

Г элемента ИЛИ 16 дополнительного мало осУществлЯетсЯ аналогично описанному разрядного преобразователя. Il код-время. 25 выше), в РезУльтате на шине 18 вырабатываОписанный процесс происходит при усло- е сЯ импульсный сигнал Д и ельностью вии, чтОР1 ФО. л Адt

Прифт = О на инверсном выходе в орого ПРи ф1 Ф О, а Д = 0 втоРой элемент И 2 элемента ИЛИ 13 — состояние "логическая . дополнительного пРеобРазователЯ И заединица", а на прямом — "логический ноль" 30 крыт, а второй элемент И2 основного преобпоэтомутретийэлементИ14открыт,второй Р зователЯ и тРетий элемент И 14 элемент И 2 закрыт и прямоугольный и - .дополнительного преобразователЯ И откры пульс образцовой ительности Ь t вырй- ты и на шине 18 вырабатывается им"Ульсбатываемый вторым формирователем импульсов 15 поступает на третий вход пер 35 В общем случае длительность импульсвого элемента ИЛИ 5 дополнительного пре- ного сигнала, выРабатываемого на шине.18, образователя Il. т.е. результат преобразования кода в длиВ дополнительном малоразрядном пре" тельность имеет вид ф1 Д ),приР1 0 и РгО. ни.задержки элемента задержки 6 должно 40 ф1 Лц, пРиф1 0 а А = 0 быть 1э.з,г = At. Дискретный элемент задержки 11 выполнен с пг = 2 — 1 (тг одновреПЦ менно равно и числу разрядов счетного

Так как А 1=2 Л = блока 10 по своему счетному входу) и ди- 45 скретностью задержки между отводами

Ь.г > Ж, причем первый отвод имеет время и ДФО задержки t з.г1 >ф1макс Alt + Л t; BTQPQA —

4 з.гг >ф1максЛц+ 2Ь|; третий тд.г3 >Р1мдкс х хЛ11+ ЗЛА и т.д., а полное время задерж- (г ки, т.е. От первого до пг-го отвода Тг>

50 пг пг + 1 В видутого, что при Р1 0 и Pz NO в, пгф1макс tt+ 2 At. В случае предлагаемом преобразователе tx =pt At+

pt 0 и д 0 (p < (1 (2 1)р приче„, +pz Л1а вслучае преобразователя-прототиДмакс - 2 -1 =пг, во временном рецир- 55 па при/3 0 и Д О куляторе дополнительного МПКВ 16 осуществляется рециркуляция импульса

1 предлагаемый преобразователь будет обладлительностью ь з1 с последовательным дать на At меньшим значением методичерасширением в каждой из рециркуляций на

1709529 ской погрешности преобразования, чем преобразователь-прототип.

Таким образом, цель изобретения — повышение точности преобразования достигнута.

Заметим, что счетные блоки 10 соответвенно основного и дополнительного преобразователей I u It могут быть выполнены либо на счетчике импульсов, блоке сравнения кодов и регистре памяти, либо на счетчике импульсов;- блоке элементов НЕ и реверсивном счетчике.

Первый формирователь импульсов 7 и вторые формирователи импульсов 15 основного преобразователя I могут быть выполнены на элементе Н Е, выход которого через элемент задержки (например, через линию задержки на радиочастотном кабеле) соединен с первым входом элемента И, второй вход которого подключен к входу элемента

НЕ и к входу формирователя, а выход соединен с выходом формирователя.

Формула изобретения

Каскадный рециркуляционный преобразователь код — время, содержащий основ. ной .и дополнительный малоразрядные преобразователи код — время, каждый иэ которых выполнен на первом элементе И, первый вход которого объединен с первым входом второго элемента И и соединен с выходом селектора-мультиплексора, второй вход соединен с инверсным выходом

RS-триггера, элементе задержки, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, счетном блоке, группа информационных входов которого является шинами соответствующих разрядов входного кода, счетный вход соединен с выходом первого элемента ИЛИ и объединен с входом дискретного элемента задержки, выходы которого подключены к соответствующим информационным входам. сеяектора мультиплексора, управляющие входы которого соединены с соответствующими уп раел я ющими выходами счетного блока, информационнйй выход которого подключен к S-входу RS-триггера, R-вход когорого является шиной "Установка 0" и объединен с входом установки в ноль счетного

5 блока, а прямой выход RS-триггера соединен с вторым входом второго элемента И, третий вход которого соединен с прямым выходом второго элемента ИЛИ, входы которого объединены с соответствующими ин10 формационными входами группы счетного блока, а инверсный выход подключен к первому входу третьего элемента И, основной малораэрядный преобразователь код — время содержит также два формирователя им15 пульсов, вход первого из которых объединен с входом второго формирователя импульсов и является шиной "Запуск", а выход соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, третий вход которого объе20 динен с входом элемента задержки и подключен к выходу первого элемента И, выход второго формирователя импульсов соединен с вторым входом третьего элемента И, а дополнительный малораэрядный преобра25 .зователь код — время содержит также третий элемент ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу третьего элемента И, второй вход — к выходу второго элемента

И, а выход является выходной шиной, 30 второй вход третьего элемента И дополнител ьного малоразрядного и реобразователя код — время подключен к выходу второго элемента И основного малоразрядного преобразователя код — время, о т л и35 ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, в дополнитель1 ный малораэрядный преобразователь код— время введен четвертый элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом его

40 первого элемента И, второй вход — с вторым входом его третьего элемента И, выход — с входом его элемента задержки и с вторым входом его первого элемента.ИЛИ, гретий вход которого подключен к выходу третьего элемента И основного малоразрядного преобразователя код — время.

1709529

Составитель B. Солодова г I

Техред М.Моргентал Корректор М. Кучерявая

Редактор Н. Коляда

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 437 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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