SU1164885A1 - Преобразователь код-временной интервал - Google Patents

Abstract

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОД- . ВРЕМЕННОЙ ИНТЕРВАЛ, содержащий регистр , входы которого соединены с соответствуюпц1ми входными шинами, а выходы через блок вентилей с соответствующими установочными входами счетчика импульсов, выход которого подключен к первому входу первого формировател  импульсов, выход которого соединен с нулевым входом первого триггера, выход которого соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен со счётным входом счетчика импульсов, и генератор опорной частоты, первый выход которого соединен со вторым входом элемента И, отличающийс  тем, что, с целью повьшенр  точности в него введены второй формирователь импульсов, инвертор, второй триггер, и синхронный делитель частоты, первый вход которого соединен с первым выходом генератора опорной частоты, а первый выход - с тактовым входом блока вентилей, единичным входом первого триггера и входом инвертора, выход которого соединен с первым входом второго формировател  импульсов, выход которого соединен с единичным входом второго триггера, выход которого подключен к первой выходной шине , а нулевой вход - к выходу первого формировател  импульсов, второй вход которого соединен с вторым входом формировател  импульсов, вторым выходом генератора опорной частоты, и вторым входом синхронного делител  частоты, второй выход которого соединен с тактовым входом регистра, при этом втора  выходна  шина соединена с выходом элемента И. 2. Преобразователь по п. 1, о тлич ающийс  тем, что каж (Л дый формирователь импульсов выполнен на двух D -триггерах и двух элементах И-НЕ, причем информационный вход первого D триггера соединен с шиной логической единицы, а первый вход формировател  импульсов соединен с тактовым входом первого О5 .fl-триггера, пр мой выход которого соединен с информационным входом вто- 00 00 porojD-триггера, выход которого соединен с первым входом первого элемента И-НЕ, выход которого соеел динен с выходом формировател  импульсов , первым входом второго элемента И-НЕ и нулевым входом первого D-триггера, инверсный выход которого соединен с вторым входом второго элемента И-НЕ, выход которого соединен с нулевым входом второго D-триггера , тактовый вход которого соединен с вторым входом первого элемента И-НЕ и вторым входом формирова;тел  импульсов.

Description

Изобретение относитс  к информа ционно-измерительной технике и может быть использовано дл  преобразовани  параллельного двоичного цифрового кода в интервал времени или числоимпульсный вид. Известен преобразователь код-вр менной интервал, содержащий вход ной регистр, преобразователь коднапр жение (ПКН ), схему сравнени , импульсный генератор, триггер и ге нератор пилообразного напр жени , при этом выходы регистра соединены с входами ПКН, выход которого соединен с первым входом схемы сравнени ,выход которой соедине первым входом триггера,второй вход торого соединен с выходом импульсног генератора, а выход с входом запуска генератора пилообразного нап жени , выход которого соединен с в рым входом схемы сравнени  lJ. Недостаток данного устройства низка  точность, обусловленна  наличием большого количества аналоговых элементов характеризующих температурной нестабильностью. Кро ме того,важным источником погрешности  вл етс  нелинейность пилообразного напр жени . Все зто дела ет данную схему непригодной дл  пр образовани  цифровой информации с разр дностью более восьми. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  преобразователь код-временной интервал, содержащий регистр, входы которого соединены с соответствующими входными шинами, а выходы - через блок вентилей, с соотве ствующими установочными входами счетчика импульсов, выход которого подключен к первому входу первого формировател  импульсов, выход которого соединен с нулевым входом первого триггера, выход которого соединен с первым входом элемента |И, выход которого соединен со счет ным входом счетчика импульсов, ген ;ратор опорной частоты, первый в.ыхо которого соединен с вторым входом элемента И, и аналоговый элемент задержки, вход которого соединен с тактовой входной шиной и тактовым дом блока вентилей, а выход - с ед ничным входом первого триггера Цз Недостаток известного устройства - температурна  нестабильность из-за наличи  аналоговых элементов ( элемент задержки и формирователь импульсов J, систематическа  погрешность преобразовани  из-за использо- вани  обратного кода вместо дополнительного , значительна  случайна  погрешность из-за несинхронности тактовых импульсов с импульсами генератора опорной частоты. Последн   составл юща  погрешности  вл етс  наиболее трудно устранимой , поскольку накопление временной з.адержки в счетчике и логической части устройства приводит к возникновению случайной погрешности из-за синхронизации выходных импульсов с различными импульсами тактовой частоты и возникно.вению ущербных импульсовна выходе формировател  даже в том случае, если в качестве формировател  используетс  цифрова  логическа  схема. . Цель изобретени  - повьшение точности .. . , Поставленна  цель достигаетс  тем, что в преобразователь код-временной интервал, содержащий регистр , входы которого соединены с соответствующими входными шинами, а выходы - через блок вентилей с соответствуюш 1ми установочными входами счетчика импульсов, выход которого подключен к первому входу первого формировател  импульсов, выход которого соединен с нулевым входом первого триггера, выход которого соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен со счетным входом счетчика Импульсов, и генератор опорной частоты, первый выход которого соединен с вторым входом элемента И, введены второй формирователь импульсов, инвертор, второй триггер и синхронный делитель частоты , первый вход которого соединен с первым выходом генератора опорной частоты,а первый выход - с тактовым входом блока вентилей, единичным первого триггера и входом инвертора , выход которого соединен с первым входом второго формировател  импульсов, выход которого соединен с единичным входом второго триггера , выход которого подключен к первой . выходной шине, а нулевой вход- к выходу первого формаровател  импульсов,второй вход которого соединен с вторым входом второго формировател  импульсов , вторым выходом генератора опорной частоты и вторым входом синхрон3

ного делител  частоты, второй выход которого соединен с тактовым входом регистра, при этом втора  выходна  шина соединена свыходом элемента И

Причем каждый формирователь импульсов выполнен на двух В-триггерах и двух элементах И-НЕ, информацион ный вход первого D-триггера соединен с шиной логической единицы, а первый вход формировател  импульсов соединен с тактовым входом первого D-триггера, пр мой выход которого соединен с информационным входом вто рого D-триггера, выход которого соединен с первым входом первого элемента И-НЕ, выход которого соединен с выходом формировател  импульсов, первым входом второго элемента И-НЕ и нулевым входом первого .-триггера инверсньй выход которого соединен с вторым входом второго элемента И-НЕ, выход которого соединен с нулевым входом второго D-триггера, . тактовый вход которого соединен с вторым входом пйрвогО элемента И-НЕ и вторым входом формировател  импульсов .

На фиг.1 представлена структурна  схема преобразовател ; на фиг.2 и 3 - примеры выполнени  генератора Опорной частоты и синх-ронного делител  частоты соответственно ..

Преобразователь код-временной интервал содержит регистр 1, блок 2 вентилей, счетчик 3 импульсов., два формировател  4 и 5 импульсов, генератор 6 опорной частоты, триггеры 7 и 8, элемент И 9, синхронный делитель 10 частоты, инвертор 1, входные шины 12, первую 13 и вторую 14 выходные шины, причем каждьй из формирователей 4, 5 импульсов содержит последовательно соединенные В-триггеры 15 и 16, элементы И-НЕ 17, 18 и шину 19 логической единицы.

Входы регистра 1 соединены.с соответствующими входными шинами 12, а выходы - череэ блок 2 с установочными входами счетчика 3, выход которого подключен к Первому входу, первого формировател  4, выход которого соединен с нулевым входом триггера 7, выход которого соединен с первым входом элемента И 9, выход которого соединен со счетным входом счетчика 3 и выходной шиной 14, первьШ выход генератора 6 соединен с вторым входом

648854

элемента 9 и первым входом синхрон-, ного делител  10, первый выход которого соединен с тактовым входом блока 2, единичным входом триггера 7 и входом инвертора 1I, выход которого соединен с первым входом формировател  5, выход которого соедивен с единичным нходом триггера , 8, выход которого подключен к выходной шине 13, а нулевой вход - к вы ходу формировател  4, второй вход которого соединен с вторым входом формировател  5, вторым выходом генератора 6 и вторым входом синхрон-ного делител  10, второй выход которого соединен с тактовым входом регистра 1, причем информационный вход Г-триггера 16 соединен с шиной 19 логической единицы а первый вход формировател  4(5 ) соединен с тактовым входом D-триггера.16, пр мой выход которого соединен с информационным входом D-триггера 15, выход которого соединен с -первым входом элемента 17, выход, которого соединен с выходом формировател  4(5), первым входом элемента 18 и нулевым входом D-триггера 16, инверсный выход которого соединен с вторым входом элемента 18, выход которого соединен с нулевым входомD-триггера 15, тактовый вход которого подключен к второму входу элемента 17 и второму входу формировател  4(5 ).

Генератор 6 (фиг.2 ) может быть выполнен на генераторе 20 импульсов одноразр дном счетчике (Г -триггер ) 21 и двух элементах И 22 и 23. Синхронный делитель 10 (фиг.З) может быть выполнен на последовательно соединенных делителе 24 частоты, формирователе 25 импульсов, элемента НЕ 26 и формирователе 27 импульсов.

Устройство работает следующим образом .

Генератор 6 формирует две последовательности тактовых импульсов высокой частоты, сдвинутые, один отно- сительно другого таким образом, . что соответствующие импульсы указан-ных последовательностей не перекрываютс  во времени. Втора  последовательность импульсов делитс  на делителе 10 и синхронизируетс  в нем с очередным импульсов первой последовательности , в результате чего формируютс  импульсы частоты fд t поступающие на тактовый вход регистра 1 и осуществл ющие запись входного кода в регистр I . Перва  последовательность импульсов с выхода генератора 6, .поделенна  и синхронизированна  с второй последователь ностью в делителе 10,образует частоту ц2 и осуществл ет перезапись входного кода из регистра 1 J3 счетчик 3, причем в счетчик 3, переписываетс  обратнь1й код, поступающий на установочные входы счетчика 3 через блок 2. Тот же импульс частоты f посту пает через инвертор 11 и формирователь 5 на вход триггера 8 и с этого момента начинаетс  отсчет выходного временного интервала. При этом наличие инвертора 11 обеспечивает задержку выходного сигнала преобразов тел  за счет того, что формирование выходногосигнала формировател  5 происходит с задержкой на один нериод частоты выходных импульсов генератора 6. Достигаетс  3to благодар  схемному выполнению формирователей 4 и 5: при по влении положительного перепада на их входах I)-триггер 16 перебрасываетс  в единицу, котора  с приходом очередного импульса тактовой частоты переписьюаетс  вD-три гер 15, так что указанный импульс по вл етс  на выходе формировател  4 или 5 и устанавливает в нульD -триггер 16., а по окончании тактового импульса устанавливаетс  в нуль и.2)триггер 15. Такое выполнение формирователей 4 и 5 обеспечивает с одной ст.ороны посто нство временного интервала между входньЫ перепадом и выходным импульсом, а с другой стороны полностью исключает возможность возникновени  ущербных импульсов . Одновременно с записью обратного кода в счетчик 3 перебрасываетс  триггер 7, открыва  элемент И 9, и частота первой последовательности начинает заполн ть счетчик 3. Потенциал с инверсного выхода старшего 5 6 разр да счетчика 3 поступает на вход формировател  4, так что при переходе старшего разр да счетчика 3 из состо ни  логической единиЦы в состо ние логического 11ул , т.е. при переполнении счетчика 3 формирователь 4 вырабатывает одиночный импульс, сбрасывающий в ноль триггеры 7 и 8,а также прекращающий заполнение счетчика 3. В результате длительность выходного интервала времени Г определ етс  из соотношени  N, где N - входной код; период выходных импульсов генератора 6. При этом емкость счетчика 3 выбирают равной l/fj) tj. Таким образом, преобразователь . позвол ет Исключить основные систематические и случайные составл ющие погрешности преобразовани  кода во временной интервал, а также преобразовывать параллельньй код B числоимпульсный, По сравнению с прототипом предлагаемый преобразователь позвол ет снизить абсолютную погрешность преобразовани , например, дл  восьмиразр дного преобразовател  на 3-4 МКС, что следует из сравнени  выражений, описывающих характеристики предлагаемого и известного устройств . Это в свою очередь  вл етс  существенным при построении информационно-измерительных систем, оперирующих с ШИМ сигналами. Технико-экономическа  эффективность применени  предлагаемого изобретени  обусловлена повьппением точности устройства, что позвол ет при использовании его,в составе едстемь значительно снизить аппаратурные затраты в блоках аналого-цифрового преобразовани  и предварительной математической обработки.

Фаг.З

Claims (2)

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОД- . ВРЕМЕННОЙ ИНТЕРВАЛ, содержащий регистр, входы которого соединены с соответствующими входными шинами, а выходы через блок вентилей с соответствующими установочными входами счетчика импульсов, выход которого подключен к первому входу первого формирователя импульсов, выход которого соединен с нулевым входом первого триггера, выход которого соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен со счётным входом счетчика импульсов, и генератор опорной частоты, первый выход которого соединен со вторым входом элемента И, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены второй формирователь импульсов, инвертор, второй триггер, и синхронный делитель частоты, первый вход которого соединен с первым выходом генератора опорной частоты, а первый выход - с тактовым входом блока вентилей, единичным входом первого триггера и входом инвертора, выход которого соединен с первым входом второго формирователя импульсов, выход которого соединен с единичным входом второго триггера, выход которого подключен к первой выходной шине, а нулевой вход - к выходу первого формирователя импульсов, второй вход которого соединен с вторым входом формирователя импульсов, вторым выходом генератора опорной частоты, и вторым входом синхронного делителя частоты, второй выход которого соединен с тактовым входом регистра, при этом вторая выходная шина соединена с выходом элемента И. _Λ

2. Преобразователь по π, 1, о т- 5 лич ающийся тем, что каждый формирователь импульсов выполнен на двух D -триггерах и двух элементах И-НЕ, причем информационный вход первого D ^-триггера соединен с шиной логической единицы, а первый вход формирователя импульсов соединен с тактовым входом первого . P-триггера, прямой выход которого соединен с информационным входом второгоР-триггера, выход которого соединен с первым входом первого элемента И-НЕ, выход которого соединен с выходом формирователя импульсов , первым входом второго элемента И-НЕ и нулевым входом первого p-триггера, инверсный выход которого соединен с вторым входом второго элемента И-НЕ, выход которого соединен с нулевым входом второго D-триггера, тактовый вход которого соединен с вторым входом первого элемента' И-НЕ и вторым входом формирова;теля импульсов.