Устройство для преобразования серии импульсов во временные интервалы

О П И С А Н И Е866731ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскииСоциалистическихРеспублик(51) М. Кл. Н 03 Е 13/20 с присоединением заявки Ьеударстееииьй комитет СССР(23)Приоритет до делам изобретений и открытий.365(088.8) Дата опубликования описания 25 . 09 . 81 П. М, Мадяр и Т. А, Мадяр(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СЕРИИ ИМПУЛЬСОВ ВО ВРЕМЕННЫЕ ИНТЕРВАЛЫИзобретение относится к областирадиоизмерительной техники, а именно к устройствам для цифрового измерения средней частоты пачки (серии) импульсов и может быть использованодля получения временных интервалов,пропорциональных числу импульсов всерии непрерывной последовательности пачек.Известно устройство для формироватвния временного интервала, содержащее.формирователь импульсов, линию задержки, триггер, счетчик импульсов,двухполупериодный выпрямитель, блоквосстановления фронтов, блок форми 5рования корректирующей поправки, ключ"селектор 1.12.Недостатком известного устройстваявляется высокая сложность, особеннов части формирования импульса и егопривязки во времени к концу.формируемого интервала,Известен также преобразовательсерии импульсов во временные интервалы, который содержит счетный триггер, два элемента И, схему ЗАПРЕТ,счетчики опорного и текущего чисел,выходы которых соединены со входамисхемы сравнения, подключенный выходом ко входу сброса сдвигового регистра, ( - выход первой ячейки которого соединен со входом сброса счетчика опорного числа и с первым входом первого элемента И, подключенного выходом ко входу счетчика опорного числа, вторым выходом - к Я-выходу второй ячейки регистра сдвига,а третьим входом - к шине тактовыхимпульсов, входу триггера и ко второму входу второго элемента И, вьходкоторого соединен со входом счетчика текущего числа, вход сброса которого подключен к выходу схемы ЗАПРЕТ 23.Недостатком известного устройстваявляется низкая точность формирования временного интервала и сложностьсхемной реализации,866731 40 45 50 Низкая точность этого устройства обусловлена тем, что конец временного интервала формируется в момент совпадения кодов в счетчиках опорного и текущего числа. Но так как код в счетчике опорного числа является результатом измерения длительности первого периода импульсов преобразуемой серии (пачки) и тактовые импульсы не синхронизированы с импульсами серии, то погрешность этого измерения будет составлять + 1 импульс тактовой частоты, т.е, Мз --- ф - 1 = п + 17 ф;+30-где Йз - число импульсов в счетчике опорного числа, Т- - период следоваЬхния входных импульсов, Т-ти- период следования тактовых импульсов, ио целое число от деления ТТгтркКонец формирования временного интервала происходит в момент эане сения в счетчик текущего числа количества импульсов уменьшенной в 2 раза частоты тактовых импульсов, равного числу М, Но так как тактовыеимпульсы, поделенные триггером, не синхрони зированы со входными импульсами серии, то начало заполнения счетчика с момента окончания последнего импульса пачки может изменяться в пределах одного периода заполняемой частоты.Таким образом, из вышеприведенного анализа можно записать выражение длительности формируемого интервала следующим образом: ВХ ЬХГти(о ) ГГтИгде и - количество входных импульВХсов в серииТи мбкс = их 1 ех тгтн 1 Рф1, мн = и Тех 2 Тгти.Максимальная абсолютная нестабильность длительности формируемого интервала известного устройства равна и л ГфЬ И = И МСКС 4 й 4 И = отКроме того 1 эа счет конечной длительности Х входных импульсов, фор.мируемый интервал увеличивается надлительность входных импульсов сброса счетчика текущего числа, так какэтот счетчик находится в обнуленномсостоянии на все время действия импульса сброса. Таким образом, максимальная абсолютная погрешность вре 4менного интервала составляет в известном устройстве Ь Т = 6 Т д+ТХ,Целью настоящего изобретения является повышение точности и упрощениеустройства.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство для преобразования серии импульсов во временныеинтервалы, содержащее первый и второй счетчики импульсов и триггер,введен элемент И-НЕ, выход которогосоединен со счетным входом триггера,первый вход элемента И-НЕ подключенко входу обнуления первого счетчика импульсов и к выходу триггера, авторой вход - ко входу обнулениявторого счетчика импульсов и входной шине, причем счетные входы первого и второго счетчиков импульсовсоединены с шиной тактовых импульсов,выход первого счетчика импульсов подключен к выходной шине и к единичному входу младшего разряда первогосчетчика импульсов, а выход второгосчетчика импульсов соединен с единичным входом триггера,На фиг. 1 представлена блок-схемапредложенного устройства; на фиг, 2приведены временные диаграммы устройства, поясняющие его работу.Устройство содержит счетчики 1и 2, триггер 3, элемент И-НЕ 4, шинуисточника серии импульсов (вход),шину генератора тактовых импульсов(ГТИ), выходную шину (выход).Устройство работает следующим образом.При включении питания и подачетактирующих импульсов ГТИ, устройство самоустанавливается в исходноесостояние. т.е. в результате заполне-.ния счетчика 2 тактовыми импульсамиГТИ, на его выходе появится сигналединичного уровня, который установиттриггер 3 по управляющему входу в состояние логической "1" (О г на фиг,2),С выхода. триггера 3 сигналом "1" счетчик 1 по всем разрядам устанавливается в состояние "О" (О 0 на фиг. 2), аэлемент И-НЕ 4 будет открыт и на счетном входе триггера 3 будет сигналединичного уровня (О на фиг. 2).Триггер 3 срабатывает по счетномувходу при изменении сигнала с "О" на"1", т,е, по положительному фронтуимпульса,Первьиа импульсом иэ серии пачки(О на фиг. 2) в момент времени йсчетчик 2 обнуляется независимо оттого, в каком состоянии он находился (О на фиг. 2) и на управляющем входе триггера 3 появляется сигнал нулевого уровня. Первый импульс пачки, пройдя через открытый элемент5 И-НЕ 4, задним фронтом в момент переведет триггер 3 в нулевое состояние (0 г на фиг. 2), при котором элемент И-НЕ 4 закроется, и на управляющем входе счетчика 1 появляется сиг- О нал единичного уровня, который удерживает его в обнуленном состоянии. С момента Ссчетчики 1 и 2 начинают заполняться импульсами высокой частоты от генератора тактовых импульсов ГТИ. Счетчики 1 и 2 одинаковы и их информацйонная емкость выбрана такой, чтобы эа период входных импульсов Тони заполнялись не более чем на половйну своей емкости, т.е. чтобы до поступления следующего входного импульса серии на их выходе не появился сигнал единичного уровняВторым импульсом из серии счетчик 2 вновь обнуляется, в то время как счет чик 1 продолжает заполняться импульсами ГТИ. Когда счетчик 1 заполнится на половину своей емкосги, например, при четырех разрядных двоичных счетчиках - в момент занесения в не 30 го восьмого импульса ГТИ, на выходе его старшего разряда появится сигнал единичного уровня (0, на фиг. 2 в момент С). Этот сигнал закроет счетчик 1 по входу и поступит на выход устройства (О на фиг. 2 в момент35). Содержимое в счетчике 1 осгается неизменным. 5 По окончании серии импульсов с момента с 4, счетчик 2 заполняется до по О ловины своей емкости аналогично счетчику 1 и в момент времени С 5 на его выходе появится сигнал единичного уровня (0 е на фиг. 2 в момент С 5), который переведет по управляющему45 входу триггер 3 в состояние "1" (О С на фиг, 2). Сигнал единичного уровня с выхода триггера 3 открывает элемент И-НЕ 4, обнуляет все разрядысчетчика 1 и на выходе устройства установится сигнал нулевого уровня (Од на фиг. 2 в момент С 5) .Таким образом, по окончании серии импульсов с момента С устройство . вновь приходит в исходное состояние и готово к приходу следующей серии (пачки) импульсов. На выходе счетчика 1 (выход устройства) формируется сигнал единичного уровня, длительность которого, с точностью периода Т игенератора тактовых импульсов, равна сумме периодов импульсов в серии, т.е. равна длительности серии,Из анализа работы устройства и временных диаграмм фиг. 2 видно, что начало и конец формирования выходного сигнала задержаны относительно заднего фронта, соответственно, первого и последнего импульса серии, на время заполнения счетчиков 1 и 2 тактовымиимпульсами на половину их емкости.Из-за возможности асинхронности и отсутствия кратности входных импульсов ГТИ, максимальная абсолютная ошибка формирования длительности выходного импульса в предлагаемом устройстве не может превышать периода ТГт частоты тактирующих импульсов.Так как триггер 3 запускается задним фронтом первого импульса серии, что является началом момента заполнения счетчика 1 импульсами ГТИ, счетчик 2 заполняется с момента окончания (заднего фронта) последнего импульса серии, то длительность входного импульса ь (импульса сброса счетчика 1) не влияет на длительность формируемого устройством выходного импульса.Таким образом, при значительном упрощении схемной реализации абсолютная ошибка преобразования серии импульсов во временной интервал не зависит от длительности импульсов в серии (от длительности импульса обнуления счетчика 1) и существенно меньше погрешности известных устройств.Формула изобретенияУстройство для преобразования серии импульсов во временные интервалы, содержащее первый и второй счетчики импульсов и триггер, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и упрощения устройства, в него введен элемент И-НЕ, выход которого соединен со счетным входом триггера, первый вход элемента И-НЕ подключен ко входу обнуления первого счетчика импульсов и к выходу триггера, а второй вход - ко входу обнуления второго счетчика импульсов и входной шине, причем счетные входы первого и второго счетчиков импульсов соединены с7: 866731 Фиг.Сос витель В,д Ж.Кастел ыдкая о комитета й и открыт аушская Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,шиной тактовых импульсов, выход первого счетчика импульсов подключенк выходной шине и к единичному входумладшего разряда первого счетчикаимпульсов, а выход второго счетчикаимпульсов соединен с единичным входомтриггера,Редактор О. Половка Техо каз 8100/80 ТИраж ВНИИПИ Государственно по делам изобретен 113035 Москва ЖИсточники информациипринятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРУ 556390, кл. 6 01 й 23/10, 1975.2. Авторское свидетельство СССР9 653742, кл. Н 03 К 13/20, 25.12.761,прототип). ойтовавич КорректПодписиСССРй