Времяимпульсный преобразователь

СОНИ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 140 4 Г 10/04 50 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ СВИДЕТЕЛЬСТВУ АВТОРСК(54) ВРЕМЯИИПУЛЬСНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ; (57) Изобретение относится к автоматике и цифровой измерительной технике. Целью изобретения является повьвпение точности путем уменьшения по крайней мере в два раза погрешности дискретности за счет введения элемента задержки, осуществляющего соответствующую задержку сигнала входного временного интервала в объединенных втором и четвертом каналах относительно объединенных первого и четвертого каналов. 1 илИзобретение относится к автоматике и цифровой измерительной технике,может найти применение в устройствах использующих времяимпульсноепреобразование, и является усовершенствованием известного устройства по авт. св. 9 1308979.Целью изобретения является повышение точности. 10На чертеже приведена функциональная схема времяимпульсного преобразователя.Устройство содержит генератор 1квантующих импульсов, парафазные 15выходы которого подключены соответственно к С-входам триггеров 2, 3и 4, 5, выходы триггеров 3, 5 подключены через элемент ИСКЛ 10 ЧА 10 ЩЕЕИЛИ 6 к счетному входу счетчика 7,а 1 К-входы каждого из них подключены соответственно к выходам элементов 2 И-ИЛИ 8, 9, элементы ИСКЛЮЧА 10 ЩЕЕ ИЛИ 10 11, элемент 12 задержки, входную шину 13 и выходные шины 14.Устройство работает следующим .образом.Канальные импульсы, длительностькоторых пропорциональна преобразуемым временным интервалам, поступают на входы двух идентичных двухканальных преобразователей, Отличиемежду ними заключается лишь в том,что квантование в них производитсяпарафаэными фронтами квантующейпоследовательности квантующих импульсов типа меандр,Рассмотрим вначале работу элементов 1, 2, 3, 8, 10 при поступлении на входы импульсов временных интервалов. Возможны 3 случая.1. На обоих входах элемента 10 -"0", при этом на 1 К-входах триггеров2 3 - "0" и они находятся в режиме"Хранение" (не реагируют на синхроимпульсы генератора 1),2. На одном из входов - "1", а на другом - "О" (преобразуется лишь один временной интервал). При этом на Ж-входах триггера 2 - "1" и он переходит в режим "Счет", Элемент 2 И-ИЛИ 8 нри таком сочетании сигналов на входах подключает выход триггера 2 к 3 К-входам триггера 3, образуя двух-, разрядный синхронный счетчик, который подсчитывает количество тактовых фронтов квантующих импульсов с выхода генератора 1, укладываюшихся впреобразуемом временном интервале,3, Присутствуют оба временных интервала, т.е. на входах элемента 10 -" 1". При этом триггер 2 блокируется(на,Ж-входах - "0"), а на ЗК-входах триггера 3 - " 1" (на третьем ичетвертом входах элемента 8 - двеа первый и второй входы блокированы "0" с выхода элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 10 т,е, на выходеэлемента 2 И-ИЛИ 8 - " 1"), и он переходит в режим "Счет", представляясобой синхронный счетчик считывающий с удвоенным весом кванта (каждое переключение триггера 3 указывает на попадание фронта квантующего импульса в два перекрывающихсявременных интервала на входах элемента 10),Аналогично работает вторая частьсхемы, содержащая элементы 1, 4, 5,9 11.Объединение работы обеих частейосуществляется за счет квантованияпарафазными фронтами (ГКИимеетпарафазные выходы), временных интер"валов на входах элементов 10, 11 споследующим их объединением с помощью элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6.Работу схемы объединения рассмотрим при наиболее сложном случаеприсутствия (перекрытия) всех четырех канальных сигналов. При этомтриггеры 3, 5 считают с удвоеннымвесом кванта, но переключаются отпротивофазных фронтов (триггер 3 -заднего, а триггер 5 - переднего)одной квантующей последовательности импульсов типа меандр, работаякак делители на два, На выходе каждого из триггеров 3, 5 имеем последовательности импульсов, следующих со сдвигом 90 (270 ) в зависимости от .исходного состояния тригнеров 3, 5 вследствие противофазной работы синхронных делителей надва, При этом в принятой системеобозначений рабочим (счетным) является отрицательный фронт импульсовна выходе триггеров 3, 5, которыеследуют с периодом 2 Тк где Тпериод следования квантующих импульсов, После сложения по модулю двана элементе ИСКЛЮЧАКЩЕЕ ИЛИ 6 наего выходе получим последовательность импульсов с периодом Т (засчет умножения частоты), при которомна Тщ на счетчик 7 проходит один счетный фронт с весом четыре кванта (т.е. присутствуют четыре временных ,интервала во время квантующих фронтов). При любом другом сочетании входных сигналов (возможно еще 15 вариантов) устройство работает аналогичным образом (только сигнал на входе счетчика будет квазнпериодическим, так, 2 временных интервала дают импульсы с периодом следования - 2 Ткв3 и 3/4 Ткв 1 и 1/4 Тквф но при этом всегда наличие попадания четырех (начиная с исходного состояния) квантующих фронтов в канальные временные интервалы вызывает появление счетного импульса на входе счетчика 7, Как видно из наиболее тяжелого режима работы (присутствуют все 4 интервала), частота сигналов в схеме не превышает Г = 1/ТкПодача одного временного интервала параллельно на все четыре канальных входа позволит достичь эквивалентной частоты квантования Г к2 Ек, при этом погрешность квантования равна Т /2 (квантование парафазными фронтами в триггерах 3, 5 и счет результата младшего разряда с выхода ИСКЛЮЧАКЮЕЕ ИЛИ 6),Так как в этом случае работают только вторые разряды счетчиков, то выигрыш незначителен. Подачей временного интервала на попарно включенные входы каналов непосредственно и через элемент 12 задержки с временем задержки т=Т /4 обеспечивается квадратурный режим квантования (квантующие фронты относительно преобразуемого временного интервала расположены в квадратуре). Квантование во втором и третьем каналах осуществляется относительно временного интервала,. задержанного на Тке /4 со сдвигом на Ткз/4,что эквивалентно квантованию времен.5ного интервала во втором канале относительно первого квантуюшим фронтом, сдвинутым на 90 , а третьегоканала относительно первого фронтом,асдвинутым на 180 + 90270Таким образом, устройство позво,ляет выполнять времяимпульсное преобразование с погрешностью Тк /4, т.к.за период Т з в каждом из каналов 15 присутствует один из квадратурнорасположенных фронтов квантующих импульсон. Вес кванта равен Т кв/4, ивыход элемента ИСКЛЮЧАВШЕЕ ИЛИ 6 может служить младшим разрядом счетчи ка с весом 2 (дополнительной выходной шиной), При .:этом в качестве элемента 12 задержки можно использоватькуски коаксиального кабеля, а такжецепочки из и логических элементов, 25 обеспечивающих задержку 7= Тк/4 ++ и ТкФормула изобретения30 Времяимпульсный преобразовательпо авт. св. В 1308979, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повнпения точности, в него введен элемент задержки, вход которого объединен с первым и вторым входами соответст" венно первого и третьего элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и является входной шиной, при этом второй и первый вхо-, ды соответственно первого и третьего 40 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ объедине-ны и подключены к выходу элемента задержки, а выход второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ является дополнительной выходной шиной.1406560 остав нтель В . Войтоехред М.Дидык орректор Н.Корол актор М.Циткина,Заказ 3192/4 ираж 373 Проектная,Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгор ВНИИПИ Государственного по делам изобретений13035, Москва, Ж, Рауш Подписноеомитета СССРоткрытийая наб., д. 4/5