Преобразователь интервала временив цифровой код

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИ ЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) Приоритет Гааударстванный квинтет СССР аО данам нзабретений н открытийДата опубликования описания О 1. 07, 81(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ИНТЕРВАЛА ВРЕМЕНИКОД н с 1Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано в аналого-циФровых преобразователях информации.. Известен преобразователь интервала времени в код, использующий классический метод последовательного счета, при котором преобразуемый интервал заполняется импульсами тактового генератора, имеющего стабильную частоту. Величина временного интервала опреде 10 ляется, подсчетом числа импульсов, укладывающихся в данном интервале времени 11 .Недостатком известного преобразова 5 теля является то, что неопределенность в расположении стоп-импульса относительно ближайшего счетного импульса создает погрешность в определении интервала времени, максимальная величиа которой равна периоду повторения четных импульсов.Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности преобразователь, содержащий первый, второй итретий триггеры, первый, второй итретий вентили, собирательный элемент,ключ и первую и вторую линии задержки(ЛЗ), имеющие время задержки, равноеполовине периода счетных импульсов.Устройство позволяет производить округление измеренного интервала временибез увеличения разрядности счетчика,и имеет ошибку квантования, не превышающую полпериода следования счетныхимпульсов,Недостатком этого преобразователязаключается в том, что он содержитлинии задержки, образованные реактивными элементами, которые в микроэлектронном исполнении занимают большуюплощадь полупроводникового кристаллаи.поэтому трудно реализуются в видеинтегральных микросхем, особенно, свысокой степенью интеграции. Крометого, при необходимости изменить частоту повторения счетных импульсов,необходимо заменять или перестраивать25 В исходном состоянии триггеры 1,2, 6 и 7 установлены на ноль (шина 3 84322линии задержки, время задержки которых должно равняться половине периодасчетных импульсов. Это приводит кусложнению устройства,5Цель изобретения - упрощение устройства и расширение его функциональных возможностей.Поставленная цель достигается тем,что в преобразователь интервала времени в цифровой код,содержащий старти стоп-триггеры, генератор счетныхимпульсов и счетчик, введены два О-триггера и элемент ИЛИ-НЕ, причем прямойвыход стоп-триггера, соединен с С-вхо,дом первого О-триггера и О-входом15второго О-триггера, С-вход которогоподключен к выходу генератора счетных импульсов, О-входу первого Отриггера и первому входу элементаИЛИ-НЕ, второй, третий и четвертый 20входы которого. соединены соответственно с инверсным выходом старттриггера, прямым выходом первогоО-триггера и прямым выходом второгоО-триггера, выход элемента ИЛИ-НЕсоединен со входом счетчика.На фиг. 1 представлена функциональная ехема преобразователя, на фиг.2 -временные диаграммы потенциалов вточках, указанных на функциональной З 0схеме.Преобразователь содержит управляющие триггеры 1 (старт) и 2 (стоп) сшинами 3 и 4 старт- и стоп-импульсовсоответственно генератор,5 счетных 35импульсов, синхронизируемые О-триггеры 6 и 7, элемент ИЛИ-НЕ 8 и счетчик 9 импульсов.Шины 3 и 4 соединены с установочными входами соответственно управляющих триггеров 1 и 2, генератор 5 счетных импульсов подключен к информационному входу триггера 6, к синхронизирующему входу триггера 7 и к первомувходу элемента 8, инверсный выход , 45триггераподключен ко второму входуэлемента 8, прямой выход триггера 2подключен к синхронизирующему С- и кинформационному 2 -входам триггеров би 7 соответственно, прямой выход триг гера 6 подключен к третьему входу элемента 8, единичный выход триггера 7 -к четвертому входу элемента 8, выходэлемента 8 - ко входу счетчика 9.Преобразователь, работает следующим 55образом. 2 4сброса триггеров на фиг, 1 не указана). В точках б., г, д установлен нулевой потенциал, а в точке в - единичный. Счетные импульсы а, имеющие форму Меандр, не проходят через элемент 8, поскольку последний заперт единичным потенциалом с выхода триггера 1. Выбор формы счетных импульсов приводит к тому, что во время первого их полупериода на информационном входе триггера 6 присутствует единичный потенциал, а во время второго полупериода - нулевой.Приход по шине 3, старт-импульса б передний фронт которого должен быть синхронизирован с передним фронтом счетного импульса, являющегося нулем отсчета, опрокидывает триггер 1. Это :вызывает появление в точке в нулевого потенциала и отпирание элемента 8, с выхода которого счетные импульсы, и инвертированные по фазе, начинают поступать на счетчик 9. Для. счетных импульсов указанной формы инверсия по фазе эквивалентна задержке на полпериоде (точка з). Подсчет импульсов продолжается до появления на шине 4 стоп-импульса (г), фаза которого случайна относительно переднего фронта счетного импульса, Стоп-импульс (г) перебрасывает триггер 2, что приводит к появлению в точке д единичного потенциала. Дальнейшая работа усФройства зависит от того, на какой полупериод счетного импульса придется момент срабатывания триггера 2.Рассмотрим случай, когда момент появления в точке д единичного потенциала совпадает с первым полупериодом счетного импульса ( на фиг. 2 этот случай показан сплошными линиями), т.е. наличием единичного потенциала на информационном входе триггера 6. Это приводит к записи единичного потенциала в триггер 6 в момент прихода стоп- импульса. Появление единичного потенциала в точке е приводит к запиранию .элемента 8 и прекращению поступления импульсов на счетчик 9. Но так как в точке з счетные импульсы инвертированы по фазе, то запирание элемента 8 происходит в момент наличия на его выгходе нулевого потенциала и неполный счетный импульс не прдходит на счетчик 9. Таким образом, происходит округление результата преобразования в меньшую сторону.Формула изобретения Преобразователь интервала времени в цифровой код, содержащий старт- и стоп-триггеры, генератор счетных импульсов и счетчик, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью упрощения и расширения функциональных возможностей, в него введены два О-триггера и элемент ИЛИ-НЕ, причем прямой выход стоп-триггера соединен с С-входом первого О-триггера и О-входом второго О-триггера, С-вход которого подключен к выходу генератора счетных импульсов, О-входу первого О-триггера, и первому входу элемента ИЛИ-НЕ, второй, третий и четвертый входы .которого соединены соответственно с инверсным выходом старт-триггера, прямым выходом первого О-триггера ипрямым выходом второго О-триггера, выход элемента ИЛИ-НЕ соединен со входом счетчика. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Гитис Э.И. Преобразователи информации для электронных цифровых вычислительных устройств. И., "Энергия", 1975, с, 235.2. Авторское свидетельство СССР У 544939, кл. Н 03 К 13/20, 1977. 5 84322Рассмотрим случай, когда момент появления в точке д единичного потенциала совпадает со вторым полупериодом счетного импульса (на фиг. 2 диаграммы, соответствующие данному случаю, изображены пунктирными линиями). В этот момент на информационном входе триггера 6 присутствует нулевой потенциал, который и сохраняется на прямом выходе указанного триггера после появления в точке.д единичного потенциала, т,е. запирания элемента 8 в данный момент не происходит.Триггер 7, на информационном входе которого присутствует единичный по з тенциан, срабатывает с приходом на его синхронизирующий вход очередного счетного импульса, следующего после срабатывания триггера 2, т,е. с некоторой задержкой (точка ж). Величина 20 данной задержки равна интервалу времени, дополняющему измеряемый интервал времени до величины, кратной целому числу счетных импульсов. Заприание элемента 8 происходит единичным потенци алом в точке ж, что дает возможность пройти на счетчик 9 еще одному счетному импульсу, т.е. происходит округление результата преобразования в большую сторону, Искажения длитель- ЗО ности последнего счетного импульса, пропущенного на счетчик, ни в первом, ни во втором случае не происходит.Следует отметить, что срабатывание триггера 7 происходит и в первом случае, но после срабатывания триггера 6 и поэтому уже не влияет на работу устройства.Таким образом, преобразователь округляет результат в меньшую сторону,40 если стоп-импульс находится в нервом полупериоде счетного импульса, и в большую, если стоп-импульс находится во втором полупериоде, что соответствует уменьшению максимальной по грешности квантования в два раза. 2 6Состояние триггера в конце преобразования также может служить индикацией того, в какую сторону произведено округление результата.Применение преобразователя в аналого-цифровых устройствах решает задачу реализации их в микроэлектронном исполнении, позволяет осуществить преобразование на любой частоте счетных импульсов (в пределах быстродействия элементов схемы) без каких-либо переключений или регулировок.