Рециркуляционный преобразователь время-код

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для преобразования одиночных временных интервалов в цифровой код в широком временном диапазоне. Цель изобретения - повышение точности преобразования. Рециркуляционный преобразователь время-код содержит многоотводную линию задержки, счетчик импульсов, регистр памяти, Д-триггер, элемент ИЛИ-НЕ, формирователь импульсов, n элементов исключающее ИЛИ и шифратор. 3 ил.

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для преобразования одиночных временных интервалов в цифровой код в широком временном диапазоне.

Известен преобразователь время-код, содержащий генератор опорной частоты, вентиль, триггер, многоотводную линию задержки, счетчик импульсов, схемы И, устройство цифровой регистрации [1]. Недостатком такого преобразователя является наличие методической погрешности преобразования, обусловленной неопределенностью расположения начала преобразуемого временного интервала ВИ относительно образцовой импульсной последовательности, вырабатываемой генератором опорной частоты.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) к предлагаемому изобретению является преобразователь время-код, содержащий рециркуляционный генератор на основе линии задержки, многоотводную линию задержки, схемы И, счетчик импульсов, устройство цифровой регистрации и триггер [2].

Недостаток преобразователя-прототипа состоит в низкой точности преобразования, обусловленной тем, что нестабильность дискретности преобразования определяется нестабильностью времени задержки линии задержки рециркуляционного генератора (РГ) и нестабильностью времени задержки многоотводной линии задержки, время задержки которой должно удовлетворять условию tрг=tмлз/2, где tмлз - полное время задержки многоотводной линии задержки.

Целью изобретения является повышение точности преобразования за счет уменьшения нестабильности дискретности преобразования. Цель достигается тем, что линия задержки из состава РГ исключается, а многоотводная линия задержки включается в рециркуляционный генератор и ее полное время задержки задает период следования импульсной последовательности РГ как T=2tмлз.

На фиг.1 приведена функциональная схема рециркуляционного преобразователя время-код, на фиг.2 и фиг.3 - временные диаграммы его работы.

Рециркуляционный преобразователь время-код содержит многоотводную линию задержки 1, вход которой подключен к выходу элемента ИЛИ-НЕ 2 и к счетному входу счетчика импульсов 3, n-выходов - к соответствующим из n сигнальных входов регистра памяти 4, а (n+1) выход к Д-входу Д-триггера 5 и к первому входу элемента ИЛИ-НЕ 2, второй вход которого соединен с шиной 6 «Вход» преобразователя и со входом формирователя импульсов 7, выход которого подключен к первому управляющему входу регистра памяти 4 и к С-входу Д-триггера 5, прямой выход которого соединен с первыми входами n элементов исключающее ИЛИ 8.1-8.n, выходы которых подключены к соответствующим из n входов шифратора 9, а вторые входы - к соответствующим из n выходов регистра памяти 4, второй управляющий вход которого соединен с управляющим входом счетчика импульсов 3, с R- входом Д-триггера 5 и с шиной 10 «Начальная установка» преобразователя.

Устройство работает следующим образом.

Преобразуемый ВИ в виде прямоугольного импульса длительностью tx (см. Фиг.2а, Фиг.3а) подается на входную шину 6 и далее на второй вход элемента ИЛИ-НЕ 2.

Элемент ИЛИ-НЕ 2 и многоотводная линия задержки 1 (ее (n+1) - отвод) образуют рециркуляционный генератор, на выходе которого (выход элемента ИЛИ-НЕ 2) вырабатывается серия импульсов, длительность которой не превышает длительности tx преобразуемого ВИ (Фиг.2б). Период следования импульсов в серии Т=2(n+1)τ, где τ - дискретность задержки между отводами многоотводной линии задержки 1, выбирается равным необходимой (по техническому заданию) дискретности преобразования, а n - число отвод многоотводной линии задержки 1.

Серия импульсов фиксируется в счетчике импульсов 3.

По окончании преобразуемого временного интервала длительностью tx в счетчике импульсов 3 будет записан код

Из-за неоднозначности расположения импульсной последовательности с периодом Т0 относительно окончания преобразуемого временного интервала длительностью tx полученный результат преобразования, описываемый выражением (1), необходимо уточнить на цифровое значение временного интервала длительностью Δtx (см. Фиг.2а, Фиг.3а). То есть функция преобразования предлагаемого преобразователя должна иметь вид

В определении значения ВИ длительностью Δtx существует два случая: первый, когда окончание ВИ длительностью tx приходится на положительный полупериод импульсной последовательности с периодом То (см. Фиг.2а, б), и второй - когда окончание ВИ длительностью tx приходится на отрицательный полупериод импульсной последовательности с периодом Т0 (см. Фиг.3а, б). Здесь под положительным и отрицательным полупериодом понимаются значения амплитуды импульсной последовательности с периодом Т0, соответствующие состоянию логическая единица (положительный полупериод) и состоянию логический ноль (отрицательный полупериод).

В первом случае ВИ длительностью Δtx определяется как (см. Фиг.2б)

Δtx′=T-Δtx,

а во втором (см. Фиг.3б)

.

Преобразование время-код ВИ длительностью Δtx осуществляется следующим образом:

В первом и втором случаях с n выходов многоотводной линии задержки 1 снимаются n импульсных последовательностей с периодом Т0, но задержанных относительно начала ВИ, длительностью tx на время iτ, где i=1, 2, 3, …, n - номер соответствующего отвода многоотводной линии задержки 1 (см. Фиг.2, в-е и Фиг.3в-е).

В регистре памяти 4 осуществляется фиксация тех импульсных последовательностей, снимаемых с многоотводной линии задержки 1, положительные полупериоды которых совпадают с окончанием ВИ длительности tx. Фиксация происходит по импульсному сигналу длительностью tϕ, снимаемому с выхода формирователя импульсов 7 и сформированному из заднего фронта, преобразуемого ВИ длительностью tx (см. Фиг.2ж и Фиг.3ж). Для повышения надежности срабатывания регистра памяти 4 необходимо, чтобы tϕ≥tp, где tp - время срабатывания регистра памяти по первому управляющему входу. В первом случае на выходе регистра памяти 4 вырабатывается параллельный единичный код с расположением логических единиц в первых разрядах (см. Фиг.2в-д).

Во втором случае, то есть когда окончание ВИ длительностью tx приходится на отрицательный полупериод импульсной последовательности с периодом Т0, регистр памяти вырабатывает параллельный единичный код (ПЕК) с расположением логических единиц не в первых, а в более старших разрядах (см. Фиг.3д, е).

Это приводит к неоднозначности трактования цифрового результата преобразования ВИ длительностью Δtx во втором случае по отношению к первому. Для устранения указанного недостатка введены n элементов исключающее ИЛИ 8.1÷8.n, в которых сигналом управления с прямого выхода Д-триггера 5, во втором случае происходит установка в ПЕК логических единиц в первых разрядах. Условием срабатывания Д-триггера 5 является момент совпадения импульсной последовательности с (n+1)-вывода многоотводной линии задержки 1 и импульсного сигнала длительностью tф, снимаемого с выхода формирователя импульсов 7 (см. Фиг.3ж, з).

Шифратор 9 преобразует ПЕК с выходов n элементов исключающее ИЛИ 8.1÷8.n в позиционный двоичный код, представляющий собой цифровой результат преобразования ВИ длительностью Δtx.

В первом случае (см. Фиг.2) значение ВИ длительностью Δtx описывается выражением

Δtx=mτ,

где область изменения m∈[1÷n], а во втором

Δtx=nτ,

где область изменения

η∈[1÷n].

Тогда функция преобразования, описываемая выражением (2), с учетом, что Т=2(n+l)τ, будет иметь вид:

в первом случае:

tx={2(Nt-l)(n+l)+m}τ=N1τ,

а во втором

где N1 и N2 - общий цифровой результат преобразования соответственно в первом и втором случаях.

Определение значений N1 или N2 осуществляется в арифметическо-логическом устройстве, которое на фиг.1 условно не показано.

Заметим, что перед началом преобразования триггер 5 и регистр памяти 4 сигналом «Начальная установка» должны по своим выходам устанавливаться в состояние логический ноль.

В случае преобразователя-прототипа нестабильность дискретности преобразования состоит из нестабильности δРГ времени задержки линии задержки рециркуляционного генератора (РГ) и нестабильности δМЛЗ времени задержки многоотводной линии задержки и определяется как

Так как в предлагаемом преобразователе линия задержки из состава рециркуляционного генератора исключается, а многоотводная линия задержки включается в РГ, нестабильность дискретности преобразования имеет вид

Полагая в выражении (2) δРГмлз, получаем

.

Из полученного выражения следует, что предлагаемый преобразователь имеет в раз меньше значение нестабильности дискретности преобразования.

Таким образом, цель изобретения - повышение точности преобразования - достигнута.

Литература

1. Измерение диагностических параметров интегральных схем / B.C.Сапрыкин, Н.И.Кузнецов, Н.И.Докучаев, Б.В.Острецов. - М: Сов. Радио, 1979. - 104 с. ил. - (Массовая библиотека инженера «Электроника») стр.10, рис.5.

2. Мелешко Е.А. Интегральные схемы в наносекундной ядерной электронике. - Изд. 2-е доп. М.: Атомиздат, 1978, стр.143, рис.3.13.

Рециркуляционный преобразователь время-код, содержащий многоотводную линию задержки, триггер, элемент ИЛИ-НЕ и счетчик импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, вход многоотводной линии задержки подключен к выходу элемента ИЛИ-НЕ и к счетному входу счетчика импульсов, n выходов - к соответствующим из n-сигнальных входов регистра памяти, а (n+1) выход - к Д-входу Д-тригтера и к первому входу элемента ИЛИ-НЕ, второй вход которого соединен с шиной "ВХОД" преобразователя и со входом формирователя импульсов, выход которого подключен к первому управляющему входу регистра памяти и к С-входу Д-триггера, прямой выход которого соединен с первыми входами n элементов исключающее ИЛИ, выходы которых подключены к соответствующим из n выходов шифратора, а вторые входы - к соответствующим из n выходов регистра памяти, второй управляющий вход которого соединен с управляющим входом счетчика импульсов, с R-входом Д-триггера и с шиной «Начальная установка» преобразователя.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано в частотомерах, стандартах частоты и времени, приемниках-компараторах и других приборах для частотно-временных измерений.

Изобретение относится к метрологии, а именно к измерению временных интервалов и может быть использовано для измерения времени задержки радиоимпульсов. .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в многоканальных преобразователях с большим числом фиксируемых интервалов времени в экспериментальной физике и радиолокации.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к технике измерения интервалов времени. .

Изобретение относится к области измерения временных интервалов и может использоваться в измерительной технике для измерения временных интервалов, периода, разности фаз и частоты электрических сигналов.

Изобретение относится к электронике и предназначено для использования в устройствах измерения временных интервалов. .

Изобретение относится к области взрывных работ и касается детонаторов с электронным замедлением, в частности к программируемым детонаторам с электронным замедлением инициирования.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерениям длительности периодически следующих временных интервалов (ВИ) и импульсов

Изобретение относится к измерительной технике и направлено на обеспечение возможности измерения длительности входных импульсов и возможности оперативной передачи информации в микроЭВМ в процессе измерения, что позволяет увеличивать время измерения без увеличения схемных затрат

Изобретение относится к приборостроению и измерительной технике и может быть использовано для преобразования однократных временных интервалов наносекундной длительности в цифровой код

Изобретение относится к области электронного приборостроения и может быть использовано в импульсной локации, в экспериментальной физике, а также других областях техники, где требуется точное измерение временных интервалов

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано для преобразования длительности коротких одиночных импульсов в цифровой код в широком временном диапазоне с нано- и субнаносекундной дискретностью преобразования

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано для преобразования одиночных временных интервалов наносекундного диапазона длительностей в цифровой код в информационно-измерительной, радиолокационной и другой аппаратуре

Изобретение относится к измерительной технике и автоматике и направлено на обеспечение возможности измерения длительности входных импульсов, подавления помех, действующих на входах измерителя, и возможности оперативной передачи информации в микроЭВМ в процессе измерения, что позволяет увеличивать время измерения без увеличения схемных затрат

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в различной аппаратуре, требующей измерения интервалов времени между импульсами в широком диапазоне, например, в импульсной рефлектометрии, эхо- и радиолокации

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано для преобразования однократных временных интервалов наносекундной длительности в цифровой код в системах радиолокации и радионавигации

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для преобразования одиночных временных интервалов наносекундного диапазона длительностей в цифровой код в системах импульсной радиолокации и радионавигации

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для преобразования одиночных временных интервалов в цифровой код в широком временном диапазоне

Наверх