Двухкаскадный рециркуляционный преобразователь время-код

Авторы патента:

G04F10/04 - с использованием счетных импульсов или полупериодов переменного тока

Владельцы патента RU 2479004:

Абрамов Юрий Геннадьевич (RU)
Абрамов Геннадий Николаевич (RU)
Тарханян Артем Славикович (RU)

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 направлено на повышение быстродействия преобразования, что обеспечивается за счет того, что двухкаскадный рециркуляционный преобразователь время-код содержит первый рециркулятор, образованный элементом «ИЛИ», первый вход которого соединен с шиной «Вход» преобразователя, а выход - с первым входом элемента «И» и через первый элемент задержки со вторым входом элемента «И», прямой выход которого подключен к счетному входу первого счетчика импульсов и через второй элемент задержки ко второму входу элемента «ИЛИ», а также второй рециркулятор, имеющий в своем составе схему «ИЛИ», первый вход которой подключен к шине «Вход» преобразователя, а выход - к первому входу схемы «И» и через первое устройство задержки ко второму входу схемы «И», выход которой соединен через второе устройство задержки со вторым входом схемы «ИЛИ» и со счетным входом второго счетчика импульсов, управляющий вход которого подключен к выходу формирователя импульсов, вход которого соединен с третьим входом схемы «ИЛИ» и со вторым входом элемента «ИЛИ» первого рециркулятора, а инверсный выход элемента «И» первого рециркулятора подключен к третьему входу схемы «И» второго рециркулятора. 2 ил.

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

Известен преобразователь-аналог, содержащий рециркулятор, который образован элементом «ИЛИ», элементом задержки, многоотводным элементом задержки, селектором-мультиплексером и счетчиком импульсов [1].

Недостатком преобразователя-аналога является низкое быстродействие преобразования.

Известен преобразователь-прототип, содержащий рециркулятор, состоящий из элемента «ИЛИ», двух элементов задержки, элемента «И» и счетчика импульсов [2].

Недостатком преобразователя-прототипа является также низкое быстродействие преобразования.

Поставленная цель достигается введением в преобразователь-прототип второго рециркулятора, который используется для определения группы младших разрядов выходного кода, в то время как первый рециркулятор осуществляет определение группы старших разрядов выходного кода (цифрового результата преобразования).

На фиг.1 приведена функциональная схема двухкаскадного рециркуляционного преобразователя время-код, а на фиг.2 показаны временные диаграммы его работы.

Двухкаскадный рециркуляционный преобразователь время-код (ПВК) содержит первый рециркулятор, образованный элементом «ИЛИ», первый вход которого соединен с шиной 2 «Вход» преобразователя, а выход - с первым входом элемента «И3» и через первый элемент задержки 4 со вторым входом элемента «И3», прямой выход которого подключен к счетному входу первого счетчика импульсов 5 и через второй элемент задержки 6 ко второму входу элемента «ИЛИ1», а также второй рециркулятор, образованный схемой «ИЛИ7», первый вход которой подключен к шине 2 «Вход» преобразователя, а выход - к первому входу схемы «И8» и через первое устройство задержки 9 ко второму входу схемы «И8», выход которой соединен через второе устройство задержки 10 со вторым входом схемы «ИЛИ7» и со счетным входом второго счетчика импульсов 11, управляющий вход которого подключен к выходу формирователя импульсов 12, вход которого соединен с третьим входом схемы «ИЛИ7» и со вторым входом элемента «ИЛИ1» первого рециркулятора, а инверсный выход элемента «И3» первого рециркулятора подключен к третьему входу схемы «И8» второго рециркулятора.

Рассмотрим работу предлагаемого преобразователя.

Перед началом преобразования сигналом начальной установки первый 5 и второй 11 счетчики импульсов обнуляются, то есть устанавливаются в исходное состояние. Цепи установки счетчиков импульсов в нулевое состояние на фиг.1 условно не показаны.

Преобразуемый импульсный сигнал положительной полярности и длительностью t_x (см. фиг.2, а) подается на шину 2 «Вход» преобразователя и в первом рециркуляторе начинается его рециркуляция с периодом t_ц1=t₁+τ₁, где t₁ - время задержки второго элемента задержки 6, а τ₁=(N_мл+1)τ - задержки первого элемента задержки 4. Для обеспечения необходимого временного диапазона преобразования необходимо выполнение условия t₁≥t_xmax, где t_xmax - наибольшее значение длительности преобразуемого импульсного сигнала. В каждой из рециркуляции длительность импульсного сигнала на прямом и инверсном выходах элемента «И3» определяется как (см. фиг.2, б, в) , где порядковый номер рециркуляции . Заметим, что общее число рециркуляции N_ст одновременно представляет собой число состояний первого счетчика импульсов 5, N_мл - число состояний второго счетчика импульсов 11, а τ - дискретность преобразования, необходимая по техническому заданию. Число рециркуляции фиксируется в первом счетчике импульсов 5.

Процесс рециркуляции в первом рециркуляторе прекратится, как только будет выполнено условие . При этом в первом счетчике импульсов 5 фиксируется цифровой код (область изменений ), который представляет группу старших разрядов цифрового результата преобразователя.

Во втором рециркуляторе до тех пор, пока выполняется условие , на выходе схемы «И8» вырабатываются импульсные сигналы (см. фиг.2, е), которые после задержки на время t₂=τ₁ во втором устройстве задержки 10 (см. фиг.2, ж) фиксируются вторым счетчиком импульсов 11. При этом формирователь импульсов 12 по передним фронтам импульсных сигналов, снимаемых с выхода второго элемента задержки 6 (см. фиг.2, г), формирует импульсы длительностью t_ф (см. фиг.2, з), которыми содержание второго счетчика импульсов 11 обнуляется. При формирователь импульсов прекращает вырабатывать импульсы длительностью t_φ>t₀ (t₀ - время, необходимое для обнуления второго счетчика импульсов 11), а во втором рециркуляторе начинается процесс рециркуляции с периодом t_ц2=(t₂+τ) импульса длительностью , причем в каждой из рециркуляции длительность импульсного счетчика на выходе схемы «И8» (см. фиг.2, е) определяется выражением , где порядковый номер рециркуляции . Значение τ задается временем задержки первого устройства задержки 9.

Временная диаграмма, приведенная на фиг.2, д, служит для пояснения процесса формирования импульсных сигналов на выходе схемы «ИЛИ7».

При процесс рециркуляции во втором рециркуляторе прекращается, а во втором счетчике импульсов 11 фиксируется цифровой код (область изменения представляющий собой группу младших разрядов цифрового результата преобразования.

Таким образом, первый рециркулятор осуществляет определение группы старших разрядов, а второй рециркулятор - группы младших разрядов цифрового результата преобразования N_t, то есть процесс преобразования импульсного сигнала длительностью t_x осуществляется в два этапа, причем на первом этапе осуществляется преобразование «грубо» с дискретностью τ₁, а на втором - «точно» с дискретностью τ.

Функция преобразования предлагаемого преобразователя имеет вид:

где N_t - цифровой результат преобразования.

Время преобразования предлагаемого преобразователя описывается выражением:

в то время как в случае преобразователя-прототипа:

Полагая , t_ц1=t_ц, и выигрыш во времени преобразования предлагаемого преобразователя, по сравнению с преобразователем-прототипом, определяется как:

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

Литература

1. Авторское свидетельство СССР №1241183, кл. G04F 10/04. Опубликовано в БИ №24, 1986.

2. Авторское свидетельство СССР №708293, кл. G04F 10/04. Опубликовано в БИ №1, 1980.

Двухкаскадный рециркуляционный преобразователь время-код, содержащий первый рециркулятор, образованный элементом «ИЛИ», первый вход которого соединен с шиной «Вход» преобразователя, а выход - с первым входом элемента «И» и через первый элемент задержки со вторым входом элемента «И», прямой выход которого подключен к счетному входу первого счетчика импульсов и через второй элемент задержки ко второму входу элемента «ИЛИ», отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия преобразования, введен второй рециркулятор, содержащий схему «ИЛИ», первый вход которой подключен к шине «Вход» преобразователя, а выход - к первому входу схемы «И» и через первое устройство задержки ко второму входу схемы «И», выход которой соединен через второе устройство задержки со вторым входом схемы «ИЛИ» и со счетным входом второго счетчика импульсов, управляющий вход которого подключен к выходу формирователя импульсов, вход которого соединен с третьим входом схемы «ИЛИ» и со вторым входом элемента «И» первого рециркулятора, а инверсный выход элемента «И» первого рециркулятора подключен к третьему входу схемы «И» второго рециркулятора.

Способ измерения временного интервала между двумя апериодическими импульсами сложной формы // 2461856

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.

Многоканальный измеритель временных интервалов // 2455672

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.

Рециркуляционный преобразователь время-код прогрессирующего типа // 2453889

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.

Рециркуляционный пвк с хронотронным интерполятором // 2453888

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.

Способ измерения временного интервала // 2451962

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.

Нониусный преобразователь время-код // 2446427

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

Многоканальный измеритель временных интервалов // 2429515

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.

Способ цифрового измерения длительности временных интервалов // 2414736

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

Рециркуляционный преобразователь время-код // 2393519

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

Способ повышения быстродействия рециркуляционно-нониусных пвк // 2480804

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в устройствах, в которых необходимо преобразование в цифровой код одиночных коротких временных интервалов, в диапазоне длительностей от несколько единиц наносекунд до несколько сотен наносекунд, с дискретностью преобразования менее одной наносекунды, например в системах радиолокации и радионавигации, лазерной дальнометрии

Способ рециркуляционного преобразования временных интервалов наносекундной длительности в цифровой код // 2490684

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для цифрового преобразования однократных временных интервалов наносекундной длительности, заданных старт- и стоп-импульсами, с нано- и субнаносекундной дискретностью преобразования в системах навигации, управления, определении параметров интегральных схем, исследовании различных физических и технологических процессов

Способ рециркуляционного преобразования в код длительности коротких моноимпульсов // 2491596

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано в системах навигации, управления, позиционирования для преобразования в цифровой код длительности коротких одиночных(моно) импульсов с нано- и субнаносекундной дискретностью преобразования

Способ рециркуляционного преобразования однократных временных интервалов наносекундной длительности в цифровой код // 2494429

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано для цифрового преобразования однократных временных интервалов наносекундной длительности, заданных старт- и стоп-импульсами, с нано- и субнаносекундной дискретностью преобразования в системах навигации, управления, определения параметров интегральных схем, изучения различных физических и технологических процессов. Способ рециркуляционного преобразования однократных временных интервалов наносекундной длительности в цифровой код, основанный на рециркуляции в одном рециркуляторе старт- и стоп-импульсов исходной калиброванной длительности, соответствующих началу и концу преобразуемого временного интервала, причем с периодом рециркуляции стоп-импульса исходной калиброванной длительности, равным Т. При этом значения длительностей старт- и стоп-импульсов исходной калиброванной длительности в каждой из рециркуляций оставляют неизменными, период рециркуляции старт-импульса исходной калиброванной длительности выбирают равным Т+τ, где τ - дискретность преобразования, подсчитывают число рециркуляций, совершенных стоп-импульсом исходной калиброванной длительности с момента начала рециркуляции и до момента совпадения рециркулирующих старт- и стоп-импульсов, а цифровой результат преобразования представляют подсчитанным числом рециркуляций, совершенных стоп-импульсом исходной калиброванной длительности. Технический результат заключается в повышении надежности преобразования.

Способ рециркуляционно-нониусного преобразования время - код // 2494430

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. Способ рециркуляционно-нониусного преобразования время-код основан на рециркуляции старт- и стоп-импульсов, представляющих начало и конец преобразуемого временного интервала, в соответствующих им старт- и стоп-рециркуляторах с периодом рециркуляции Тст+τ старт-импульса и периодом рециркуляции Тсп=Тст-τ стоп-импульса, где τ - дискретность преобразования, и подсчете числа рециркуляции стоп-импульса со времени его ввода в стоп-рециркулятор и до времени совпадения рециркулирующих старт- и стоп-импульсов, причем в каждой из рециркуляции длительности старт-импульса и стоп-импульса оставляют неизменными, а период рециркуляции старт-импульса увеличивают на значение дискретности преобразования. Технический результат заключается в повышении быстродействия преобразования в два раза.

Способ рециркуляционного преобразования коротких одиночных временных интервалов в цифровой код // 2496130

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в информационных, управляющих и навигационных системах для преобразования длительности коротких одиночных временных интервалов, заданных старт- и стоповым импульсами, в цифровой код с нано- и субнаносекундной дискретностью преобразования. Изобретение направлено на повышение быстродействия преобразования, что обеспечивается за счет того, что способ рециркуляционного преобразования коротких одиночных временных интервалов в цифровой код включает рециркуляцию старт-импульса преобразуемого временного интервала в старт-рециркуляторе с периодом рециркуляции Тст и подсчет числа n рециркуляций старт-импульса до момента прихода стоп-импульса преобразуемого временного интервала. При этом согласно изобретению линию задержки, задающую период рециркуляции старт-рециркулятора, выполняют m-отводной с дискретностью задержки между отводами, равной дискретности преобразования τ, причем необходимо выполнение условия m·τ=Тст, и осуществляют в каждой из рециркуляций фиксацию в (m-1)-входовом регистре памяти совпадений рециркулирующего старт-импульса со стоп-импульсом, по номеру (m-1)-входового регистра памяти, отметившему первым момент совпадения, определяют результат преобразования β (область изменения β∈[1÷(m-1)]), а длительность преобразуемого временного интервала вычисляют как tx=(n·m+β+η)·τ, где η - цифровое значение длительности старт-импульса преобразуемого временного интервала. 1 ил.

Широкодиапазонный нониусный рециркуляционный преобразователь временных интервалов в цифровой код // 2498384

Изобретение относится к измерительной технике. Преобразователь состоит из рециркулятора старт-импульса, рециркулятора стоп-импульса, первого и второго счетчиков импульсов, а также RS-триггера. При этом рециркулятор старт-импульса содержит схему ИЛИ, первый вход которой соединен с шиной «Старт-импульс» преобразователя и с S-входом RS-триггера, прямой выход которого подключен к первому входу первой схемы И, инверсный - к первому входу второй схемы И, выход которой соединен с третьим входом схемы ИЛИ и через дополнительную линию задержки со вторым входом схемы ИЛИ, четвертый вход которой подключен к выходу первой схемы И и к счетному входу первого счетчика импульсов, а выход к первому входу третьей схемы И, выход которой соединен с С-входом D-триггера и через линию задержки старт-импульса со вторыми входами первой и второй схемами И. Рециркулятор стоп-импульса содержит схему ИЛИ, первый вход которой подключен к шине «Стоп-импульс» преобразователя и R-входу RS-триггера, а выход к первому входу схемы И, выход которой соединен со счетным входом второго счетчика импульсов, с D-входом D-триггера и через линию задержки стоп-импульса со вторым входом схемы ИЛИ, а второй вход схемы И подключен ко второму входу третьей схемы И и к инверсному выходу D-триггера, R-вход которого соединен с управляющими входами первого и второго счетчиков импульсов и с шиной «Управление» преобразователя. Технический результат - повышение быстродействия преобразования. 2 ил.

Рециркуляционный способ измерения времени задержки распространения сигнала цифровых интегральных микросхем // 2545362

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения времени задержки распространения сигнала цифровых интегральных микросхем. Формируют стартовый и стоповый импульсы заданной длительности и с заданной длительностью интервала между ними, превышающей длительность стартового импульса. Стартовый и стоповый импульсы подают на два параллельных канала, каждый из которых содержит схему ИЛИ и регулируемую линию задержки. Контролируемую микросхему включают в канал стопового импульса. При одном цикле рециркуляции стартовый импульс проходит канал, первый коммутатор, общую линию задержки, второй коммутатор и возвращается на схему ИЛИ канала. Стартовый импульс управляет коммутаторами, которые переключают общую линию задержки к каналу стопового импульса. Аналогичный путь проходит стоповый импульс, только по каналу с контролируемой микросхемой. Стоповый импульс также управляет коммутаторами, которые переключают общую линию задержки к каналу стартового импульса. Предварительно регулируемыми линиями задержки добиваются равенства задержек, вносимых параллельными каналами без подключенной контролируемой микросхемы. Измеряют длительность временного интервала между передними или задними фронтами стартового и стопового импульса при завершении всех циклов рециркуляции, по которой и определяют искомую величину. Длительность между передним фронтом стартового импульса и задним фронтом стопового импульса в конце всех циклов рециркуляции не должна превышать время задержки, вносимой общей линией задержки. Технический результат заключается в уменьшении погрешности измерения. 2 ил.

Интерполирующий преобразователь интервала времени в цифровой код // 2561999

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для прецизионного измерения однократных интервалов времени. Устройство содержит кольцевой генератор импульсов, один из выходов которого присоединен к первому входу счетчика импульсов, первый и второй регистры с объединенными информационными входами, выходами связанные через соответственно первый и второй шифраторы с соответствующими входами блока вычитания, а также триггер, один вход которого соединен с зажимом сигнала «Старт», а второй - с зажимом сигнала «Стоп» и тактовым входом третьего регистра, у которого информационные входы подключены к выходам счетчика импульсов, вторым входом присоединенного к выходу триггера. Также дополнительно введены арифметический блок, четвертый регистр, информационные входы которого соединены с соответствующими выходами кольцевого генератора импульсов, а выходы - с соответствующими объединенными информационными входами первого и второго регистров, вентиль ИЛИ, посредством которого тактовый вход четвертого регистра связан с зажимами сигналов «Старт» и «Стоп», и блок контроля периода кольцевого генератора импульсов, вход которого объединен с первым входом счетчика импульсов. При этом тактовые входы первого и второго регистров подключены к зажимам сигналов соответственно «Старт» и «Стоп» через ответствующие первый и второй элементы задержки, а выходы блока вычитания, третьего регистра и блока контроля периода кольцевого генератора импульсов присоединены к соответствующим цифровым входам арифметического блока. Технический результат заключается в повышении точности преобразования интервала времени в цифровой код. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Интерполирующий преобразователь интервала времени в цифровой код // 2583165

Изобретение относится к технике измерения интервалов времени, в частности к устройствам для преобразования длительности однократных импульсов в цифровой код. Устройство содержит кольцевой генератор импульсов, множеством своих выходов связанный с информационными входами первого регистра, одним из выходов - с первым входом счетчика импульсов, выходы которого подключены к соответствующим информационным входам второго регистра. Цифровые выходы первого и второго регистров соединены с соответствующими цифровыми входами арифметического блока. Причем выход первого регистра присоединен через шифратор, а второго регистра - непосредственно; триггер, выходом присоединенный к второму входу счетчика импульсов, и входные зажимы сигналов «Старт» и «Стоп». Дополнительно введен блок контроля периода кольцевого генератора импульсов, цифровым выходом присоединенный к соответствующему цифровому входу арифметического блока, а сам кольцевой генератор импульсов снабжен входом блокировки, подключенным к первому входу триггера и через первый формирователь импульсов - к входному зажиму сигнала «Старт». При этом входной зажим сигнала «Стоп» через второй формирователь импульсов подключен к тактовым входам обоих регистров и второму входу триггера, а первый и второй входы блока контроля периода кольцевого генератора импульсов соединены соответственно с одним из выходов кольцевого генератора импульсов и с выходом триггера. Технический результат заключается в повышении точности преобразования интервала времени в цифровой код и упрощении структуры. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.