Прецизионный преобразователь временного интервала в число импульсов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ,СВИ ИТВЛЬСТВУ Союз Советскик Социалистических Республик(21) 2845108/18-21 Н 03 К 13/20 6 04 Г 10/04 арственный комитетСССРеаам изобретевнйн открытнй осу публиковано 15,0981, Бюллетень Й 9 34ата опубликования описания 15.09,81(71) Заявите ЕЦИЗИОННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ВРЕМЕННОГ ИНТЕРВАЛА В ЧИСЛО ИМПУЛЬСОВ(5 2 Изобретение относится к автОматике и вычислительной технике и может быть использовано в цифровых вычислительных комплексах для преобразования измерения интервалов времени до момента перехода сигнала через нуль в число импульсов.Известен циФровой измеритель периода, содержащий реверсивный счетчик, Формирующее устройство, триггеры,распределитель импульсов, генератор образцовой частоты, суммирующий счетчик, элемент ИЛИ, электронные ключи и устройства управления 1 1.Недостатком этого устройства является низкая. точность преобразования, так как оно не учитывает влияние зоны нечувствительности основных элементов схемы, таких как усилитель сигналов.Наиболее близким к предлагаемому изобретению является преобразователь временного интервала в число импульсов, который содержит электронный ключ,й 5- и Т-триггеры, элементы И, И-НЕ, модулятор, усилитель, генератор счетных импульсов и разделитель. - ный диод 2 .Недостатком преобразователя является низкая точность, обусловленная. несимметричностью порогов чувствительности относительно нулевой оси,Цель изобретения - повышение точности преобразования за счет уменьшения влияния неравенства и нестабильности порогов чувствительностиусилителя на результирующую погрешность преобразователя.Поставленная цель достигается тем,что в прецизионный преобразовательвременного интервала в число импульсов, содержащий усилитель-ограничитель, элемент И, генератор импульсов, управляемый ключ,ф Т-триггер и два к 5-триггера, прямые выходы которых подключены к первым входам управляемого ключа и элемента И соответственно, первый вход преобразователя подключен ко второму входу управляемого ключа, выход преобразователя соединен с выходом элемента И, 5-входы В 5-триггеров подключены ко второму входу преобразователя, введены коммутатор и Формирующий блок, причем выход управляемого ключа соединен с первым входом усилителя-ограничителя, выход которого соединен с входом Формирующего блока, первый выход которого ,соединен со вторым входом усилителяограничителя и первым входом коммутатора, второй выход формирующего блока подключен к 5-нходам К 5-триггеров, выход генератора импульсов подключен ко второму входу коммута-тора и входу Т-триггера, прямой выход которого соединен с третьим входом коммутатора, четнертый вход коммутатора подключен ко второму входу преобразователя, а выход коммутато.ра подключен ко второму входу элемента И.10На фиг, 1 приведена функциональ.ная схема преобразователями на фиг. 2схема формирующего устройства, вариант; .на Фиг. 3 - графики, поясняющие принцип работы преобразователя.Схема преобразователя (фиг1)содержит первый вход 1 преобразователя, управляемый ключ 2,К 5-триггеры 3 и 4, второй вход 5 пре-.образонателя, коммутатор б, элемент 207 И, выход 8 преобразователя, усилитель-ограничитель 9, формирующийблок 10, генератор 11 импульсов,Т-триггер 12.Первый вход 1 преобразователя связан со вторым входом упранляющегоключа 2, первый вход которого подключен к прямому выходу первого к 5-триггера 3, второй вход 5 преобразователя соединен с 5-входами первого и нто-З 0рого 85-триггеров 3 и 4 и одним извходов коммутатора б, выход которогосоединен через элемент 7 И с выходом8 преобразователя. Выход управляющегоключа 2 подключен к первому входуусилителя-ограничителя 9, выход которого, в свою очередь, подключаетсяко входу Формирующего блока 10, первый выход последнего соединен со вторым входом усилителя ограничителя 9и первым входом коммутатора б, вто" 40рой выход формирующего блока 10 соединен с к-входами В 5-триггеров, причемпрямой ныход второго й 5-триггера 4соединен со вторым входом элемента7 И. Генератор 11 импульсов подключен к третьему входу коммутатора б ивходу Т-триггера 12, прямой выход которого связан с последним входом коммутатора б,Формирующий блок (Фиг. 2) содер- ужит диоды 13 и 14, инвертор 15, элемент 16 НЕ, дифференцирующий блок17. Элемент 16 НЕ подключенк выходуусилителя-ограничителя 9, а выходданного элемента через дифференцирующий блок 17 и через диод 13, включен-ный в прямом направлении, связан спервым выходом формирующего блока 10.Преобразователь работает следующим образом.ПРимем следующие допущения: в зо- щне нечувствительности входной сигнализмейяется линейно или симметричноотносительно оси абсцисс, входнойсигнал меняет свою полярность с положительной иа отрицательную, 65 Перед началом преобразования триггеры 3, 4 и 12 переводятся н нулевое состояние, а коммутатор б в нейтральное положение, Преобразование начинается с.момента поступления на вход 5 пускового импульса, под действием которого триггеры 3 и 4 перебрасываются в единичное состояние, а коммутатор б - в положение "б" (Фиг. 3). Ключ 2 открывается и входной сигнал проходит на вход усилителя-ограничителя 9 (фиг. ЗО,К).Счетные импульсв с выхода генератора 11 с частотой т через коммутатор 6 и .элемент 7 И проходит на выход 8 преобраэователя (фиг. ЗЖ). На один из входов элемента 7 И уже было приложено напряжение с прямого выхода триггера 4.В момент пересечения входным сигналом порогового уровня +Ми напряже". ние на выходе усилителя-ограничителя 9 исчезает,.а на выходе элемента 16 НЕ появляется (рис. 33, Е), короткий положительный импульс, полученный при дифференцировании переднего фронта импульса с выхода элемента 16 НЕ, который через диод 13 проходит на первый выход формирующего блока 10. В результате этого подается комаьща на переключение коммутатора в положение "б" (фиг. 3) и на переключениео полярности входа усилителя-ограничителя 9. С этого момента на выход 8 поступают счетные импульсы с частотой Г/2. Переключение полярности входа усилителя означает следующее. В действительности входной сигнал протекает не изменяя полярности, (фиг. 3 2,О, сплошная линия)цля усилителя он как бы после перехода через нуль меняет свою полярность на лротивоположную (пунктирная линия). Этим достигается использование одного положительного (в данном случае) порога чувствительности усилителя и,таким образом, устраняется неравенство порогов чувствительности.Далее, при достижении входным сигналом вновь порога чувствительности +Уна выходе усилителя-ограничителя 9 появится напряжение (фиг. Зд), а выходе элемента 11 НЕ напряжение исчезает. Отрицательный короткий импульс, полученный при дифференцировании заднего фронта импульса блоком 17, проходит через диод 14, инвертируется инвертором 15 и переводит триггеры 3 и 4 в нулевое состояние. На этом процесс Преобразования временного интервала прекращается.Таким образом, искомый интервал Т= Т+тгВ свою ОЧередь Т = И(Б, Т=гЪЯ, где иА, п- количестно ймпульсов,поступивших на выход преобразователя на время Т и Т соответственно.864555 Формула изобретейия Вк Фиг. Отсюда Тх =И Я+ д" = 11 - "., т.е. общее количество импульсов пропорционально интервалу времени от начала отсчета до момента перехода сигналом нулевой оси.Преимуществом преобразователя является высокая точность преУбразования временных интервалов за счет компенсации зоны нечувствительности устранения неравенства порогов срабатывания усилителя-ограничителя. Прецизионный преобразователь вре(менного интервала в число импульсов, содераащий усилитель-ограничитель, элемент И, генератор импульсов, управляемый ключ, Т-триггер и два Е 5-триггера, прямые выходы которых подключены к первым входам управляемого ключа и элемента И соответственно, первый вход преобразователя подключен ко второму входу управляемого ключа, выход преобразователя соединен с выходом элемента И 5-входы КЬ-триггеров подключены ко второму входу преобразователя, о тлйчающийся тем, что, сцелью повышения точности преобразования, в него введены коммутатор иформирующий блок, причем, выход управляемого ключа соединен с первым 5 .входом усилителя-ограничителя, выходкоторого соединен со входом формирующего блока, первый выход которого соединен со вторым входом усилителя-ограничителя и первым входомкоммутатора второй выход формирующего блока подключен к й-входамВ 5-триггеров, выход генератора импульсов подключен ко второму входукоммутатора и входу Т-триггера, прямой выход которого соединен с третьим 15 входом коммутатора, четвертый входкоммутатора .подключен ко второму входу преобразователя, а выход коммутатора подключен ко второму входу элемента И.20 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе. 1. Авторское свидетельство СССР 9 513343, 004 Г 10/04, 1974. 2. Авторское свидетельство СССР по заявке У 2589335/18-21,14.03,78 (протозип 3.Тираж 991 ИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открыт 3035, Москва, Ж, Раушская н