Преобразователь цифровых кодов в скважность импульсов

Союз Советскик Социалистических Республик(51)М. К,з Н 03 К 13/02 Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытийДата опубликования описания 30, 11. 81(71) Заявитель Ордена Ленина институт кибернетики АН Украинской ССР(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЦИФРОВЫХ КОДОВ В СКВАЖНСТЬ ИМПУЛЬСОВИзобретение относится к цифровойпреобразовательной технике и можетбыть использовано по прямому назна-.чению в цифровых и цифроаналоговыхизмерительных приборах, времяимпульс=ных вычислительных устройствах, системах автоматики и управления,Известен цифровой генератор им. -пульсов, содержащий задающий генератор,.два элемента И, триггер, одиниз входов которого подключен к первому входу второго элемента И, вто"рые входы которых соединены с выходом задающего генератора, а такжедва делителя частоты и элемент ИЛИ, 1при этом выходы первого и второгоэлементов И подключены . соответственно к первым входам первого и второго делителя частоты, выходы которыхчерез элемент ИЛИ подключены к счет Оному входу триггера, вход установкинуля которого соединен со вторымивходами делителей частоты 1.К недостаткам известного преобразователя следует отнести низкую точность преобарзования,Известен также цифровоаналоговыйпреобразователь преобразователь,",код " ИИМ), содержащий генератор импульсов, соединенный выходом со счет. ЗО ным входом реверсивного счетчика импульсов, установочные входы которогоподключены к выходам регистра, а вы"ходы - к соответствующим входам пер-.вого триггера и элемента ИЛИ, выходкоторого соединен со входом записисчетчика, входы управления прямым иобратным счетом которого соответственно подключены к прямому и инверсному выходам первого триггера, прямой выход которого соединен со счетным входом второго триггера и к первому входу элемента 2 И-ИЛИ, ко второму входу которого подключен выходтриггера знака, к третьему - выходвторого триггера, а к четвертомуинверсный выход первого триггера,причем выход элемента 2 И-ИЛИ соединен со входом управления импульсногоделителя напряжения 2). В известном устройстве с изменением входного кода в результат преобразования вносится погрешность, связанная с прерыванием части периода тактовых импульсов в момент по дачи входного кода числа. Эта погреш" ность вносит сбои в результат преобразования цифрового кода в ШИМ и обусловливает снижение точности пре"образования ь моменты смены предыдущего кода.Цель изобретения - повышение точности преобразования цифровых кодовв скважность импульсов,Поставленная цель достигается тем,что в преобразователь цифровых кодовв скважность имп.льсов, содержащийрегистр, генератор импульсов, логический элемент ИЛИ, три триггера,трехполюсный ключ и реверсивный счетчик импульсов, входы управления прямым и обратным счетом которого подключены соответственно к первой ивторой выходным клеммам, первый выход соединен со входом установки еди-,ницы второго триггера, а второй выход подключен к первому входу логического элемента ИЛИ, дополнительно введены блок логических элементов И, два элемента задержки, одно,вибратор, два формирователя импуль- Щсов сброса и два логических элемента И-НЕ,первый вход второго логического элемента И-НЕ соединен со входомвторого элемента задержки и выходомпервого логического элемента И-НЕ,пеР вый вход которого соединен с выходомгенератора импульсов,а второй вход -с выходом первого триггера, вход установки нуля которого подключен кпервому выходу трехполюсного ключа,вход которого соединен с шиной опорного напряжения, второй вход второго логического элемента И-НЕ подключен к выходу второго триггера, а выход - ко входу установки нуля второго триггера и счетному входу третьеготриггера инверсный и прямой выхо.ды которого соответственноподключены к первой и второй выходным клеммам, а вход установки нуля соединенчерез одновибратор со вторым выходом 40трехполюсного переключателя и непосредственнО со вторым входом логического элемента ИЛИ, выход которогоподключен ко входу первого формирователя импульсов сброса, выход которого соединен со входом установки единицы первого триггера через первыйэлемент задержки и со входом установки нуля реверсивного счетчика импульсов непосредственно, при этом вход Овторого формирователя импульсов сброса подключен к первому выходу ревер"сивного счетчика импульсов, а выход -к первым входам блока логических элементов И, вторые входы которых соединевы с выходами регистра, а выходы -с ф установочными входами реверсивногосчетчика импульсов, счетныйвход которого подключен к выходу второго элемента задержки.На чертеже представлена структУРная электрическая схема устройства.Преобразователь содержит трехполюсный .-ключ 1, вход которого подключен к шине опорного потенциалаОд, одновибратор 2, логический эле мент ИЛИ 3, формирователь 4 импульсов сброса, элемент 5 задержки, триггер б, логический элемент И-НЕ 7, перестраиваемый генератор 8 импульсов, элемент 9 задержки, реверсивный счетчик 10 импульсов, регистр 11, блок 12 логических элементов И, формирователь 13 импульсов сброса, триггер 14, логический элемент И-НЕ 15 и триггер 16.Преобразователь работает следую щим образом.В регистр 11 записывается код числа ИХ, пРопоРЦиОнально котоРому устанавливается требуемая длительность выходного импульса, а следовательно, н скважность. При емкости регистра 11 и реверсивного счетчика 10 импульсов Б =И =Б; -1 И 1 Мг. Ь =сопят, скважиность импульсов определяется выражениемМуО=(1)В исходном состоянии трехполюсный ключ 1 находится в положении, при котором первый триггер б находится в нулевом состоянии. В результате первый логический элемент И-НЕ 7. закрыт и импульсы с выхода перестраиваемого генератора 8 импульсов не поступают на его выход.В режиме преобразования трехполюсный ключ 1 устанавливают в положение, противоположное показанному на чертеже. Потенциал Оо поступает на вход одновибратора 2 и запускает его. Передним фронтом выходного импульса одновибратора 2 через логический эле;мент ИЛИ 3 запускается первый формирователь 4 импульсов сброса, а задним фронтом выходного импульса одновибратора третийтриггер 16 устанавливается в нуль.Первый формирователь. 4 импульсов сброса формирует импульс сброса (мощностью и длительностью, достаточной для надежной установки реверсивного счетчика 10 в нуль), который поступает как на счетчик, так и на первый элемент 5 задержки.Реверсивный счетчик 10 импульсов сбрасывается в нуль и формирует на своем первом выходе ( 0) импульс, который устанавливает второй триггер 14 в единичное состояние и одновременно запускает второй форми,рователь 13 импульсов сброса, В результате на вторые входы блока 12 логических элементов И поступает с выхода формирователя 13 потенциал, разрешающий в течении времени (, запись входного кода числа Н в реверсивный счетчик 10 импульсов.Через время задержки С Г,1 на выходе первого элемента 5 задержки появляется импульс, который устанавливает триггер б в единичное состояние. Логический элемент И-НЕ 7 от" крывается, и с выхода перестраиваемого генератора 8 импульсов импульсые частотой следований Й поступаютна второй элемент 9 задержки,Одновременно эти импульсы посту"пают и на первый вход второго логического элемента И-НЕ 15, открытогопо первому входу. Первый из отмеченных импульсов с выхода логическогоэлемента И-НЕ 15 поступает на входустановки нуля второго триггера 14и на счетный вход третьего .тригге рра 16. В результате триггер 14 устанавливается в нулевое состояние изапрещает прохождение других импуль-.сов через логический элемент И-НЕ 15,а триггер 16 устанавливается в единичное состояние, при котором ревер 15сивный счетчик 10 импульсов устанавливается в режим обратного счета.Второй элемент 9 задержки осуществляет задержку прохождения импульсов с выхода генератора 8 на время (,"9, достаточное для осуществленияопераций сброса счетчика в нуль, записи кода числа Ни установки требуемого режима работы счетчика. Время задержки меньше или равно полови" 25не периода наибольшего значения частоты й 0 генератора 8, т.е. 51/2 ЦО, щ,Задержанные на время 7. ймпульсйпоступают на счетный вход реверсив-: ного счетчика импульсов и осуществля- З 0ют считывание числа И, При поступлении Я( импульсов через времяфа = ("х Ц/Ь + ь (2)реверсивный счетчик 10 ймпульсов устанавливается в нулевое сбстояние ина его первом выходе ( - 0) появ- .ляется импульс переполнения, которыйустанавливает триггер 14 в единичное состояние и запускает второй формирователь 13 импульсов сброса,Через время 4 = ;- - Г 9 на первый 40вход логического элемента И-НЕ 15поступает импульс, который переводиттриггер 16 в нулевое состояние. Врезультате на его прямом выходе формируется прямоугольный импульс дли- ф 5тельмостью+ф =(". СЗ)+( -)= - ", (3)т-о 1 о пропорциональный входному коду чис ла Н.Выходной импульс формирователя 13 повторно разрешает запись входного кода числа Их в реверсивный счетчик 10 импульсов. Процесс перезаписи завершается до перевода счетчика 10 выходным импульсом с инверсного выхода триггера 16 в режим прямого счета.Последний устанавливается через время йо 1 при перебросе триггера 16 в нулевое состояние. 60Импульсы с выхода элемента 9 задержки продолжают поступать на счетный вход реверсивного счетчика 10 импульсов, работающего уже в режиме прямого счета. При поступлении Б -Н б 5 импульсов счетчик переполнится и наего втором выходе9 ф) через время(4) появляется импульс, который, через логический элемент ИЛИ 3 запускает первый формирователь 4 импульсов сброса,Последний сбрасывает счетчик 10 в нулевое состояние. В результате на первом выходе (с 0) счетчика 10 формируется импульс, который запуска-ет второй формирователь 13 и устанавливает в единичное состояние вто. рой триггер 14" разрешая, тем самым1прохождение импульсов с выхода логического элемента И-НЕ 7 на выход логического элемента И-НЕ 15, До прихода через время Си = (ЦХо- Г ) первого импульса с выхода логического элемента И-НЕ 7 формирователь 13 формирует импульс разрешения перезаписи кода числа И. В результате до прихода первого импульса на первый вход логического элемента И-НЕ 15 в реверсивном счетчике 10 импульсов записывается код числа Юх и счетчик готов для последующих преобразований. Первый прошедшийимпульс поступает на вход установки нуля второго триггера 14 и на счетный вход третьего триггера 16. Триггер 14 устанавливается в нулевое состояние, за" прещая прохождение других импульсов, а триггер 16 переводится в единичноесостояние.Время, по истечении которого триггер 14 изменяет свое состояние по прямому, равно, = Х-- : ,51М -8-Мо- т. 55 ХоВыходной потенциал с прямого выхода триггера 16 устанавливает реверсив-. ный счетчик 10 импульсов в режим обратного счета, Далее процесс преобразования повторяется.В результате периодической рабо 9 ы реверсивного счетчика импульсов, управляемого триггером 16, на выходе последнего формируется последовательность прямоугольных импульсов длительностью 1(3) с периодом следованияТ= +1 = +ых ы-и Ьо оа 10 1 о(6) Скважность выходных импульсов.7 ыв ы ИваЦ, м (7)то 1 то озависит от входного кода числа Ю).Частота следования импульсовГ /14Т . О "(8) в Н раз меньше частоты.следования выходных импульсов перестраиваемого генератора 8 импульсов.Поскольку, преобразование кодз) в скважиость осуществляется после. окончания текущего периода, сбои и886235 ой Составитель В Техред М, Рейв ктор В.Пе Корректор В.БУ Тираж 991 ВНИИПИ Государстве по делам изобре 035, Москва, Жаказ 10.559/7 Подписноекомитета СССРи открытийкая наб., д. 4/5 ног ени Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 погрешности, связанные с возможнымизменением входного кода в произвольный момент времени, устраняются.При этом устройство менее чувствительно к воздействию импульсных помех при переходных процессах,Формула изобретенияПреобразователь цифровых кодов в скважность импульсов, содержащий регистр, генератор импульсов логичес- кий элемент ИЛИ, три триггера, трехо полюсный ключ и реверсивный счетчик импульсов, входы управления прямым и обратным счетом которого "подключены соответственно к первой и второй выходным клеммам, первый выход соединен со входом установки единицы второго триггера, а второй выход подключен к первому входу логического элемента ИЛИ, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повыше- .20 ния точности преобразования, в не го введены блок логических элементов И, два элемента задержки, одновибратор, два формирователя импульсов сброса и два логических элемента 5 ; И-НЕ,первый вход второго логического элемента И-НЕ соединен со входом второго элемента. задержки и выходом первого логического элемента И-НЕ, первый вход которого соединен с вы-ходом генератора импульсов, а второй вход - с выходом первого триггера, вход установки нуля которого подключен к первому выходу трехполюсного ключа, вход которого соединен с шиной опорного напряжения, второй входвторого логического элемента И-НЕподключен к выходу второго триггера,а выход - ко входу установки нулявторого триггера и счетному входутретьего триггера, инверсный и прямойвыходы которого соответственно подключены к первой и второй выходнымклеммам, а вход установки нуля соединен через одновибратор со вторымвыходом трехполюсного переключателяи непосредственно со.вторым входомлогического элемента ИЛИ, выход которого подключен ко входу первогоформирователя импульсов сброса, выход которого соединен со входом ус"тановки единицы первого триггера через первый элемент задержки и со входом установки нуля реверсивного счетчика импульсов непосредственно, приэтом вход второго формирователя импульсов сброса подключен к первомувыходу реверсивного счетчика импульсов, а выход - к первым входам блокалогических элементов И, вторые входы которых соединены с выходами регистра, а выходы - с установочнымивходами реверсивного счетчикаимпульсов, счетный вход которого подключенк выходу второго элемента задержки.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 624352, кл, Н 03 К 13/02, 19772, Авторское свидетельство СССР9 690624, кл. Н 03 К 13/02,01,02.77 (прототип),