Рециркуляционный измерительный преобразователь время-код

(56) 1, Авторское свидетельство СССРИ 627586, кл, Н 03 К 13/20, 1978.2, Авторское свидетельство СССРй 752798. кл, Н 03 К 13/20, 1980.(54)(57) РЕЦИРКУЛЯЦИОННЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ВРЕМЯ"КОД,содержащий пять элементов задержки, декадный счетчик, выход которого соединен с входом сдвигающегорегистра и через первый элемент задержки с первым входом декадногосчетчика, элемент И, первый вход которого подключен к.выходу второгоэлемента задержки, а выход третьегоэлемента задержки соединен с первымвходом элемента ИЛИ, о т л и ч а "ю щ и й с я тем, что, с целью уменьщения текущей относительной погрешности в широком диапазоне измеряемых интервалов времени, в него дополнительно. введены три элемента И и инвертор, выход которого 1 тюдключен к входу второго элемента задержки, а вход инвертора соединен с первыми входами первого, второго, и тре" тьего дополнительных элементов И, выходы которых соединены соответственно с входами третьего, четвертого и пятого элементов задержки, причем выход четвертого элемента задержки соединен с вторым входом элемента ИЛИ, третий вход которого соединен с выходом пятого элемента задержки, а выход элемента ИЛИ подключен к второму входу декадного счетчика и к вторым входам первого, второго и тре- Е тьего дополнительных элементов И, а третьи входы этих элементов И подключены к разрядным выходам сдвигающего регистра, при этом четвертыйщс ф вход элемента ИЛИ соединен с выходом основного элемента И, второй вход которого соединен с входом инвертора. ЬайУстройство относится к импульсной технике и может быть использовано в радиоизмерительных приборахдля измерения временных интерваловв широком диапазоне их изменения.Известны преобразователи времякод, содержащие блок сравнения, генератор импульсов, интегратор, триг.гер и селектор периода13.Однако это устройства требуетбольшого объема оборудования притехнической реализации, а измерениеинтервалов времени в широком диапазоне сопровождается большой избыточностью информации, что затрудняет согласование измерителя с кана"лами связи и потребителями полученной информации, что существенноограничивает область применения устройства в сложных информационно-измерительных системах,Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности является рециркуляционный преобразователь вре"мя-код, содержащий 4 элемента ИЛИ,5 элементов задержки и элемент И,образующие несколько контуров цир"куляции измеряемого интервала, де",кадный счетчик и регистр сдвига23 .Однако это устройство может измерять временные интервала с малойтекущей относительной погрешностьютолько в наносекундном диапазонеизменения измеряемых интервалов. Этообъясняется тем, что в известномустройстве диапазон измерения определяется элементом задержки, стоящимв контуре циркуляции,Целью изобретения является уменьшение текущей относительной погреш"ности в широком диапазоне измеряемыхинтервалов времени,Поставленная цель достигается тем,что в рециркуляционный измеритель"ный преобразователь время-код, содержащий пять элементов задержки,декадный счетчик, выход которогосоединен с входом сдвигающего реги"стра и через первый элемент задержки с первым входом декадного счетчика, элемент И, первый вход которого подключен к выходу второго элемента задержки, а выход третьего элемента задержки, соединен с первымвходом элемента ИЛИ, дополнительновведены три.элемента И и инвертор,выход которого подключен к ь,одувторого элемента задержки, а входинвертора соединен с первыми входа" ми первого, второго и третьего до"полнительных элементов И, выходыкоторых соединены соответственнос входами третьего, четвертого и5 пятого элементов задержки, причемвыход четвертого элемента задержкисоединен с вторым входом элементаИЛИ, третий вход которого соединенс выходом пятого элемента задержки,а выход элемента ИЛИ подключен квторому входу декадного счетчика ик вторым входам первого, второго итретьего дополнительных элементовИ, а третьи входы этих элементов И15 подключены к разрядным выходам сдвигающего регистра, при этом четвертыйвход элемента ИЛИ соединен с выходомосновного элемента И, второй вход ко"торого соединен с входом инвертора,Сущность изобретения заключается в том, что в процессе измеренияустройство адаптируется под величину входного интервала, т,е. осуществляется выравнивание масштабов (в25 пределах выбранного критерия) из"меряемой величины и шага дискретизации,Изменение шага дискретизацииобеспечивается соответствующим изменением контура циркуляции импульЗо сов квантования. Причем с началаиспользуется контур с наименьшимвременем циркуляции импульсов (первый поддиапазон устройства). Еслив процессе измерения оказывается,что шаг квантования слишком мал дляизмерения поступившего интервалапроисходит автоматическое переключение на второй поддиапазон, т.-е.увеличивается шаг квантования, 640 этом случве в формировании шкалыизмерения участвует второй контурс временем циркуляции в и раз превышающим время циркуляции первогоконтура (где и - основание приня-.той системы счисления), Далее процесс измерения происходит аналогич"но в пределах возможностей измерителя,На чертеже представлена блок-схе ма предлагаемого рециркуляционного ,измерительного преобразователя время"код.Рециркуляционный измерительныйпреобразователь время-код содержит элементы 1-4 И, инвертор 5, элемен ты задержки 6-10, декадный счетчик 11,. элемент 12 ИЛИ, сдвигающий регистр 13,18240 4 1 15 И ЗЕ И 3 10Устройство работает следующим об.разом,В исходном состоянии декадныйсчетчик 11 обнулен, а во всех, кроме первого, разрядах сдвигающегорегистра 13 записаны нули. Выходными сигналами сдвигающего регистраблокированы элементы 2 и 3 И и от"крыт элемент 4 И,Преобразуемый интервал. временив виде прямоугольного импульса длительностью Ф поступает на первыйвход элемента 1 И через инвертор 5и элемент 6, задержки, а на второйвход " непосредственно.Таким образом в результате коньюнктивного преобразования навыходеэлемента 1 И сформируется .короткийимпульс, соответствующий началуизмеряемого интервале времени, ко"торый через элемент 12 ИЛИ поступает на декадный счетчик 11 и вто"рой входэлемента 4 И. Длительность этого импульса определяетсявременем задержки в элементе 6 за"держки, При наличии измеряемого им-.пульса на входе устройства на первом и третьем вхрдах элемента 4 Инаходятся разрешающие уровня напряжения,: следовательно, .сформи"рованный короткий импульс начинаетциркулировать по замкнутому конту-ру из элементов 4, 9 и 12. Элемент .задержки 9 определяет минимальный начальный период Т циркуляцииимпульса в контуре йвыбираетсяисходя из разрешающей способностиэлементной базы, Начальный периодциркуляции Т должен также обеспечи. вать достаточно. полное заполнениедекадного счетчика 11 для малых временных интервалов начала диапазона.Для автоматического переключения периода квантования критериемвыбора шага квантования является эа".пись текущего кода, соответатвующе 45, го измеряемой величине, во всехразрядах декадного счетчика 11. Заполнение счетчика при этом будетлежать в пределах от 10 до 100 егополной емкости, В зависимости отдлительности измеряемого интервалавозможны два случая; измеряемыйвременной интервал таков, что пришаге квантования Т счетчик заполняется меньше, чем на 1 ООФ его полной эемкости и измеряемый интервал таков,чтодекадйый счетчик 11 переполня-.ется. Последний случай свидетельствузт о том, что шаг квантования Т мал; а импульс перполнения декадного счетчика 1 является сигналом к переключению шага квантования на больший. С выхода декадного сцетцика 11 импульс переполнения подается на сдви" гающий регистр 13 и осуществляет сдвиг единицы во второй разряд регистра 13 и запись в его первый разряд нуля, Этот же импульс переполнения проходит через элемент 10 задержки на первый триггер последней декады декадного счетчика 11 и записывает единицу старшего разряда, Тогда показания счетчика являются такими же, как при квантовании временного интервала с шагом 10Т.Таким обраэоы, блокированы нулевым уровнем напряжений стают элементы 2 и 4 И, а элемент 3 И - открыт, Импульс обращения начинает циркулировать по замкнутому контуру из элементов 3, 8 и 12, причем элемент 8 задержки обеспечивает величину периода обращения равным 10 Х Т, Изменение масштаба в предложенном иэ"ерительном преобразователе происходит без потери информации о измеряемом интервале.Единичным сигналом с выхода ссдви гающего регистра 13 осуществляется масштабирование полученной цифровой информации путем переноса занятой в отсчетном устройстве.При циркуляции с периодом 103 Т возможны те же два случая, Если период обращения окавывается:снова малым, то процесс передвижения на один разряд единицы в регистре 13 и увеличение еще в десять раз периода циркуляции повторится. Процесс циркуляции происходит в замкнутом контуре 2, 7 и 12, с перио дом обращения 100 Х Т и т,д, в преде" лах возможностей измерителя.Предлагаемое устройство позволяет измерятьвременные интервалы с малой текуцей относительной погрешностью в широком диапазоне изменения измеряемой велицины, Автоматизация процесса адаптации в предложенном устройстве существенно рас" ширяет область его применения и по" зволяет исключить традиционную для известных многодиапазонных измерителей операцию "ручного" выбора ди" апазона измерения,0182 ч 0 ляр Составитель В,Муедактор А.Химчук Техред М,Тепер Корректор А,Ильи Тйраж 936ИИПИ Государственного кпо делам изобретений и3035, Москва, Ж, Рау Заказ 3561/5 Подписноемитета СССР ткрытии ская наб., д лиал ППП "Патент", гУжгород, ул. Проектная По сравнению с известными, предложенный преобразователь позволяет осушествлять преобразование вида интервал-код в широком диапазоне изменения временных интерваловВ устройстве-прототипе диапазон измерения ограничен максимальной величиной задержки, создаваемой элементом задержки, Создание стабильных временных задержек даже порядка 5 500 нс является сложной технической задачей, что и ограничивает диапазон преобразования в известных устройствах,6,Предлагаемый преобразователь стакими же точностными характеристиками перекрывает диапазон работоспособности известных устройств исогласно предложенному алгоритму работы при максимальном элементе задержки в 500 нс верхняя границадиапазона преобразования составляет50000 нс, т.е. в 1 раэ больше,10 Увеличение диапазона преобразованияв 100 раз в предлагаемом устройствене вызывает увеличения объема оборудования для технической реализациипреобразователя.