Нониусный рециркуляционный преобразователь время-код повышенного быстродействия

Изобретение относится к измерительной технике. Нониусный рециркуляционный преобразователь время-код имеет рециркулятор старт-импульса и рециркулятор стоп-импульса, выполненный на элементе ИЛИ, первый вход которого соединен с шиной «стоп-импульс» преобразователя, второй вход - с выходом линии задержки стоп-импульса, а выход - с первым входом элемента И, выход которого подключен к входу линии задержки стоп-импульса и к счетному входу счетчика импульсов, а рециркулятор старт-импульса содержит элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с шиной «старт-импульс» преобразователя, второй вход - с выходом линии задержки старт-импульса, а выход - с первым входом (m+1)-входного элемента ИЛИ и со входом m-отводной линии задержки, m-выходов которой подключены к D-входам соответствующих из m D-триггеров и к соответствующим входам (m+1)-входного элемента ИЛИ, выход которого подключен к С-входу дополнительного D-триггера и к первому входу элемента И, выход которого соединен с входом линии задержки старт-импульса, а второй вход - со вторым входом элемента И рециркулятора стоп-импульса и с инверсным выходом дополнительного D-триггера, D-вход которого подключен к счетному входу счетчика импульсов рециркулятора стоп-импульсов, а прямой выход - к С-входам m D-триггеров, R-входы которых соединены с управляющим входом счетчика импульсов 5, с R-входом дополнительного D-триггера и с шиной «Начальная установка» преобразователя, а линия задержки стоп-импульса рециркулятора стоп-импульса имеет время задержки меньше времени задержки линии задержки старт-импульса рециркулятора старт-импульса на время, равное m×τ (где τ - дискретность преобразования). Технический результат заключается в повышении быстродействия. 1 ил.

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для построения цифровых преобразователей однократных наносекундных временных интервалов (ВИ), заданных старт- и стоп-импульсами в системах импульсной радиолокации и радионавигации, включая комплексы ГЛОНАСС и GPS, медицинские радары и лидары, с нано- и пикосекундной дискретностью преобразования.

Известен [1] преобразователь), содержащий два рециркулятора, один из которых служит для рециркуляции старт-импульса (рециркулятор старт-импульса), а второй - стоп-импульса (рециркулятор стоп-импульса), преобразуемого ВИ, причем каждый из рециркуляторов содержит схему ИЛИ, первый вход который соединен с входной шиной преобразователя, выход - с первым входом схемы И, выход который через линию задержки подключен ко второму входу схемы ИЛИ, а вторые входы схемы И обоих рециркуляторов соединены с выходом блока управления работой рециркуляторов, первый вход которого подключен к выходу схемы И рециркулятора старт-импульса, второй вход - к выходу схемы И рециркулятора стоп-импульса и к счетному входу счетчика импульсов, управляющий вход которого соединен с третьим входом блока управления работой рециркуляторов и с шиной управления преобразователя.

Недостатком данного преобразователя является низкое быстродействие преобразования.

Известен нониусный рециркуляционный преобразователь время - код повышенного быстродействия (прототип) по патенту РФ №2598975, содержащий два рециркулятора, один из которых служит для рециркуляции старт-импульса (рециркулятор старт-импульса), а второй - стоп-импульса (рециркулятор стоп-импульса), преобразуемого временного интервала (ВИ), а каждый из рециркуляторов содержит схему ИЛИ, первый вход который соединен с входной шиной преобразователя, выход - с первым входом схемы И, выход который через линию задержки подключен ко второму входу схемы ИЛИ, а вторые входы схемы И обоих рециркуляторов объединены и соединены с выходом блока управления работой рециркуляторов.

Недостатком данного преобразователя прототипа является также низкое быстродействие преобразования.

Целью предлагаемого изобретения является повышение быстродействия известного нониусного рециркуляционного преобразователя время - код по патенту РФ №2598975.

Поставленная цель достигается тем, что линия задержки стоп-импульса рециркулятора стоп-импульса имеет время задержки меньше времени задержки линии задержки старт-импульса рециркулятора старт-импульса на время равное m×τ (где τ - дискретность преобразования).

На фигуре приводится функциональная схема нониусного рециркуляционного преобразователя время-код повышенного быстродействия.

Нониусный рециркуляционный преобразователь время-код (ПВК) повышенного быстродействия содержит рециркулятор старт-импульса и рециркулятор стоп-импульса выполненный на элементе ИЛИ1, первый вход которого соединен с шиной 2 «стоп-импульс» преобразователя, второй вход - с выходом линий задержки 3 стоп-импульса, а вход - с первым входом элемента И4, выход которого подключен к входу линий задержки 3 стоп-импульса и к счетному входу счетчика импульсов 5, рециркулятор старт-импульса содержит элемент ИЛИ6, первый вход которого соединен шиной 7 «старт-импульс» преобразователя, второй вход - с выходом линии задержки 8 старт-импульса, а выход - с первым входом (m+1) - входного элемента ИЛИ9 и с входом m-отводной линий задержки 10, m - выходов которой подключены к D - входам соответствующих из m D-триггеров 11.1÷11.m и к соответствующим входам (m+1) - входного элемента ИЛИ9, выход которого подключен к С-входу дополнительного D-триггера 12 и к первому входу элемента И13, выход которого соединен со входом линии задержки 8 старт-импульса, а второй вход - со вторым входом элемента И4 рециркулятора стоп-импульса и с инверсным выходом дополнительного D-триггера 12. D-вход которого подключен к счетному входу счетчика импульсов 5 рециркулятора стоп-импульсов, а прямой выход - к С-входам m D-триггеров 11.1÷11.m R-входов которых соединены с управляющим входом счетчика импульсов 5, с R-входом дополнительного D-триггера 12 и с шиной 14 «Начальная установка» преобразователя.

Рассмотрим работу предлагаемого преобразователя. Перед началом преобразования сигналом управления, подаваемого на шину 14 преобразователя D-триггер 12 открывает рециркулятор старт-импульса и рециркулятор стоп-импульса, а так же осуществляет установку счетчика импульсов 5 и регистра памяти на D-триггерах 11.1÷11.m в состояние логический ноль, то есть в исходное состояние.

Старт- и стоп-импульсы, соответствующие началу и концу преобразуемого ВИ длительностью tx, подаются на шины «старт-импульса» 7 и «стоп-импульса» 2 соответственно и должны иметь калиброванные значения длительности соответственно tст>(tp+τ) и tсп>(tp2+τ), где tp1=tp6+tp9+tp13, tp2=(t1+t4) - суммарное время задержки переключения логических элементов соответственно, рециркулятора старт-импульса элемента ИЛИ6, (m+1) - входного элемента ИЛИ9, элемент И13 и рециркулятора стоп-импульса (элемент ИЛИ1, элемент И4), а τ - время задержки между отводами m-отводной линии задержки 10, выбирается равной необходимой по техническому заданию дискретности преобразования. С момента прихода старт-импульса tст на шину 7 «Старт-импульса» на выходе (m+1) входного элемента ИЛИ9 рециркулятора старт-импульса вырабатывается импульсная последовательность с периодом Tст и длительностью импульсов в каждой из рециркуляции tст=tст+i×m×τ, где i=1, 2, 3, …, Nct - порядковый номер рециркуляции в рециркуляторе старт-импульса. Значение величины Тст задается временем задержки tлз8 линии задержки 8 старт-импульса как Тст=tлз8.

В тоже время стоп-импульсы tсп рециркулируют в рециркуляторе стоп-импульса с периодом Тсп=tлз3=Тст-(m×τ), (tлз3 - время задержки линии задержки 3 рециркулятора стоп-импульса), но при этом его исходная длительность остается неизменной, то есть tспi=tсп.

Для обеспечения условия работоспособности преобразователя в диапазоне

t×∈ [txmin, txmax],

необходимо строгое выполнение условия

Tст>txmax, то есть tлз8>txmax.

Так как в каждой из рециркуляций старт-импульс последовательно расширяется на величину (m×τ), то имеется момент времени tсов когда импульсы tстi и tсп совпадут.

Момент времени (tсов) совпадения регистрируется дополнительным D-триггером 12 и процесс рециркуляций в рециркуляторах старт- и стоп-импульсов прекращается, а в счетчике импульсов 5 фиксируется число рециркуляции nсп стоп-импульса, которое соответствует грубой цифровой оценке временного интервала длительностью tx.

Одновременно в регистре памяти, выполненным на D-триггерах 11.1÷11.m, в момент времени tсов осуществляется фиксация импульсных последовательностей, снимаемых с отводов m - отводной линии задержки 10. Число отводов η (область изменения η ∈ [1÷m]), импульсные последовательности с которых не были зафиксированы в регистре памяти, будет представлять цифровое, уточнение грубой цифровой оценки ВИ длительностью tx.

Таким образом, предлагаемый нониусный рециркуляционный преобразователь время - код в начале грубо, с дискретностью (m×τ), а затем точно, с дискретностью τ, осуществляет преобразование ВИ длительностью tx в цифровой код.

При этом функция преобразования описывается выражением:

tx=2n*сп × m×τ+ητ+tст,

Принимая tст=NO×τ, где NO - цифровое значение калиброванного значения длительности старт-импульса tст, которое определяется в процессе настройки преобразователя.

tx={2n*сп × m×τ+NO+η}τ=N×τ.

Алгебраическая операция получения значения 2n*сп технически осуществляется путем добавления младшего разряда со значением разряда «логический ноль» к подсчитанному цифровому значению n*сп

Определение цифрового результата преобразования N, производится в арифметическом логическом устройстве, которое на Фигуре условно не показано.

Время преобразования предлагаемого преобразователя Тпр≥txmax+n*спТсп.

В то время как время преобразования преобразователя - прототипа

Тпрп≥txmax+nспТсп.

Так как nсп=2n*сп, то есть предлагаемый преобразователь имеет в два раза меньшее число рециркуляций стоп-импульса, то он обладает и меньшим в два раза временем преобразования.

Таким образом, по сравнению с прототипом, предлагаемое техническое решение имеет в два раза более высокое быстродействие, то есть цель изобретения - повышение быстродействия преобразования достигнута.

Литература.

1. Мелешко Е.А. Интегральные схемы в нониусной ядерной электронике. - Изд. 2-е, доп. М.: атомиздат, 1987, - с. 146÷147, рис. 3.15.

Нониусный рециркуляционный преобразователь время - код повышенного быстродействия, содержащий рециркулятор старт-импульса и рециркулятор стоп-импульса, выполненный на элементе ИЛИ, первый вход которого соединен с шиной «стоп-импульс» преобразователя, второй вход - с выходом линии задержки стоп-импульса, а выход - с первым входом элемента И, выход которого подключен к входу линии задержки стоп-импульса и к счетному входу счетчика импульсов, а рециркулятор старт-импульса содержит элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с шиной «Старт-импульс» преобразователя, второй вход - с выходом линии задержки старт-импульса, а выход - с первым входом (m+1)-входного элемента ИЛИ и с входом m-отводной линии задержки, m-выходов которой подключены к D-входам, соответствующих из m D-триггеров и к соответствующим входам (m+1)-входного элемента ИЛИ, выход которого подключен к С-входу дополнительного D-триггера и к первому входу элемента И, выход которого соединен с входом линии задержки старт-импульса, а второй вход - со вторым входом элемента И рециркулятора стоп-импульсов, а прямой выход - к С-входам m D-триггеров, R-входы которых соединены с управляющим входом счетчика импульсов 5, с R-входом дополнительного D-триггера и с шиной «Начальная установка» преобразователя, отличающийся тем, что с целью повышения быстродействия преобразования линия задержки стоп-импульса рециркулятора стоп-импульса имеет время задержки меньше времени задержки линии задержки старт-импульса рециркулятора старт-импульса на время, равное m×τ (где τ - дискретность преобразования).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах тестирования цифровых линий связи и распределенных систем контроля с микромощными датчиками.

Изобретение относится к области измерительной и вычислительной техники и может использоваться, например, в многолучевых лазерных дальномерах и лазерных локаторах для измерения времени распространения лазерного излучения.

Изобретение относится к области радиоизмерений и может быть использовано при построении цифровых измерителей временных параметров периодических последовательностей импульсов.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для построения цифровых преобразователей однократных наносекундных временных интервалов.

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.

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.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения времени задержки распространения сигнала цифровых интегральных микросхем.

Изобретение относится к измерительной технике. Преобразователь состоит из рециркулятора старт-импульса, рециркулятора стоп-импульса, первого и второго счетчиков импульсов, а также RS-триггера.

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 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 измерительной технике. Нониусный рециркуляционный преобразователь время-код имеет рециркулятор старт-импульса и рециркулятор стоп-импульса, выполненный на элементе ИЛИ, первый вход которого соединен с шиной «стоп-импульс» преобразователя, второй вход - с выходом линии задержки стоп-импульса, а выход - с первым входом элемента И, выход которого подключен к входу линии задержки стоп-импульса и к счетному входу счетчика импульсов, а рециркулятор старт-импульса содержит элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с шиной «старт-импульс» преобразователя, второй вход - с выходом линии задержки старт-импульса, а выход - с первым входом -входного элемента ИЛИ и со входом m-отводной линии задержки, m-выходов которой подключены к D-входам соответствующих из m D-триггеров и к соответствующим входам -входного элемента ИЛИ, выход которого подключен к С-входу дополнительного D-триггера и к первому входу элемента И, выход которого соединен с входом линии задержки старт-импульса, а второй вход - со вторым входом элемента И рециркулятора стоп-импульса и с инверсным выходом дополнительного D-триггера, D-вход которого подключен к счетному входу счетчика импульсов рециркулятора стоп-импульсов, а прямой выход - к С-входам m D-триггеров, R-входы которых соединены с управляющим входом счетчика импульсов 5, с R-входом дополнительного D-триггера и с шиной «Начальная установка» преобразователя, а линия задержки стоп-импульса рециркулятора стоп-импульса имеет время задержки меньше времени задержки линии задержки старт-импульса рециркулятора старт-импульса на время, равное m×τ. Технический результат заключается в повышении быстродействия. 1 ил.

Наверх