Многостоповый преобразователь временных интервалов в цифровой код

( 9) ( 5)4 С 04О 0 ИЕ РЕТЕНИ ЬСТВУ оль ССР965.Р982. ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Ленинградский институт ядфизики им. Б.П. Константинова)- 354567, кл. С 04 Г 10/04,Авторское свидетельство СС1061601, кл. 0 04 Р 10/04,(54)(57) МНОГОСТОПОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ В ЦИФРОВОЙКОД, содержащий генератор тактовыхимпульсов, выход которого соединенс первыми входами формирователя таймерной серии и формирователя сигнала перезаписи, вторые входы которыхподключены соответственно к шинамстарт- и стоп-импульсов, выход формирователя таймерной серии подключенк счетному входу двоичного счетчика,выходы разрядов которого подключенык соответствующим 1)-входам буферногорегистра, выход формирователя сигнала,перезаписи соединен с входом таймера, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения точности изме"рения путем уменьшения его зависимости от числа разрядов двоичного счетчика, в.него введены шблоков перезаписи, а С-входы буферного регистра объединены в щ групп, причем выход первого разряда двоичного счетчика соединен с первым входом первого блока перезаписи, выход формирователя сигнала перезаписи подключен к С-входам первой группы триг. геров, буферного регистра и второму входу первого блока перезаписи, С- входы -ой группы триггеров буферного регистра соединены с выходом 1-го блока перезаписи и первым входом (+)-го блока перезаписи, второй вход -го блока перезаписи соединен с выходом -го разряда двоичного счетчика В-входы которого соединены с шиной конца измерения и третьим входом формирователя таймерной серии, В-входы всех блоков перезаписи объединены и подключены к выходу таймера.2. Преобразователь по п. 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что блок перезаписи содержит элемент И и ВЯ- триггер, выход которого является выходом блока, В-вход - В-входом блока, а Я-вход соединен с выходом элемента И, первый и второй входы которого являются соответственно первым и вторым входами блока.Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь" зовано в качестве оборудования для автоматизации научных исследований в области ядерной физики, в частности в ряде физических экспериментов, использующих время-пролетную методику измерений,Целью изобретения является повышение точности измерения многостопового преобразователя временных интервалов в цифровой код путем уменьшения ее зависимости от числа разрядов двоичного счетчика.На фиг. 1 показан многостоповый преобразователь временных интервалов в цифровой код; на фиг2 - временная диаграмма его работы.Преобразователь содержит генератор 1 тактовых импульсов, формирователь 2 таймерной серии, двоичный счетчик 3, буферный регистр 4 с объединенными в ш групп С-входами, формирователь 5 сигнала перезаписи,таймер 6 и (тп -1) последовательно соединенных блоков 7.1-7.(ш) перезаписи, каждый из которых включает в себя элемент 8 И и ВЯ-триггер 9, причем выход генератора 1 тактовых им- З 0 пульсов соединен с первыми входами формирователя 2 таймерной серии и фор. мирователя 5 сигнала перезаписи, вторые входы которых подключены соответственно к шинам "Старт" и " 35 "Стоп", выход формирователя 2 таймерной серии соединен со счетным входом двоичного счетчика 3, выходы разрядов которого подключены к соответствующим 0-входам буферного ре гистра 4, выход формирователя 5 сигнала перезаписи соединен с входом таймера 6, с С-входами первой группы триггеров буферного регистра 4 и одним из входов блока 7.1 перезапи си, вторые входы каждого блока 7 перезаписи подключены к В-входам по- следних триггеров соответствующих выделенных групп триггеров буферного регистра 4, выход таймера 6 подклю чен к В-входу всех блоков 7 перезаписи. Я"-вход -го ВЯ-триггера 9 блока 7 перезаписи соединен с выходом 1-го элемента 8 И, два входа которого и В-вход БЯ-триггера 9 являются вхо дами блоков 7 перезаписи, выход ВЯ- триггера 9 - выходом блоков 7 перезаписи. Принцнц работы многостопового пре" образователя временных интервалов в цифровой код заключается в следующем.В исходном состоянии триггеры дво" ичного счетчика 3 и БЯ-триггеры 9 блоков 7 перезаписи находятся в состоянии "О". Триггеры буферного регистра могут находиться в произвольном состоянии,По импульсу, приходящему на вход "Старт" преобразователя, формирователь 2 начинает вырабатывать импульсы, сфазированные с тактовой частотой генератора 1 (фиг, 2 а) и поступающие на вход двоичного счетчика 3. Импульсы, вырабатываемые на выходах первого и К-го разрядов, показаны на фиг, 2 б, в, на выходах остальных разрядов - на фиг. 2 г.Установка в "О" или "1" тех илииных разрядов счетчика происходит с задержкой, определяемой частотными свойствами элементной базы счетчика (фиг. 2).При приходе импульса на вход "Стоп" с помощью формирователя 5 1-го блока 7 перезаписи производится перезапись кода с двоичного счетчика 3 в буферный регистр 4, Перезапись осуществляется с учетом задержки установки разрядов в двоичном счетчике 3.Для этого на выходе формирователя 5 (фиг. 2 е) по импульсу "Стоп" вырабатывается сигнал в виде уровня "1", передний фронт которого сфаэирован с тактовой частотой генератора 1.Причем, если триггеры двоичного счетчика 3 работают по заднему фронту тактовых импульсов, то появление сигнала должно соответствовать переднему фронту тактовых импульсов, т,е. иметь задержку на полпериода частоты генератора 1По переднему фронту сигнала с формирователя 5 осуществляется перезапись первых разрядов двоичного счетчика 3 в соответствующие триггеры первой группы буферного регистра 4, Очевидно, что время переноса 1 в переписываемых разрядах не должно превышать полпериода тактовой частоты. Перезапись остальных разрядовсчетчика 3 в соответстнуюцпе группытриггеров буферного регистр о ущест3 190 вляется последовательно с помощью блоков 7 по мере установки в каждом из них БЯ-триггера 9 в состояние1 ( фиг . 2 т ) . Установка в состояниеВБ-триг гера 9 происходит в5 момент отсутствия переноса "1" в перезаписываемых им разрядах, Этот момент определяется на элементе 8 по состоянию К-го разряда двоичного счетчика 3, предшествующего . О разрядам.При этом используют тот факт, что переход в состояние "1" К-го разряда счетчика 3 (так же как и любого) не приводит к переносу "1" в после дующих разрядах, в то время как его переход в "0" может приводить к переносу "1"Поэтому элемент 8 осуществляет установку в "1" ВЯ-триггера 9 либо в момент возникновения сиг. щ нала перезаписи с предыдущего блока 7, если К-ый разряд находится в1 , либо по йереходу К-го разрядав 1 . И в том и в другом случае перенос " 1 " в последующих з а К-ым разрядом перезаписываемых разрядах25 счетчика 3 закончится, если выбранное количество триггеров в любой рассматриваемой группе удовлетворяет условию:С=Т 2, (1)30 где С - время переноса 1л- задержка, создаваемая наодном триггере счетчика 3;1 - количество триггеров в группе; 35Т - период тактовой частоты;К - предшествующий перезаписыва-емым разряд. 354 4Как. видно из приведенного выраже" ния в предлагаемом преобразователе требования к величине допустимой задержки, создаваемой на триггерах счетчика в каждой следующей группе, уменьшается. Следовательно, количество триггеров в каждой последующей группе может увеличиваться. По этой причине в данном преобразователе число блоков перезаписи, которое соответствует числу групп при большом количестве разрядов счетчика 3 существенно меньше, чем в известном.Из выражения 1 также следует, что ограничение на точность измерения Т может быть снято путем уменьшения количества разрядов Р в группе. Для этого при заданном количестве разрядов и счетчика 3 должно быть незначительно увеличено число групп ш. Таким образом, в предлагаемом преобразователе ограничение на точность измерения, накладываемое разрядностью счетчика 3, может быть прак. тически снято схемотехническим путем и при меньшем числе элементов в цепи перезаписи. При этом достигаемая точность практически определяется быстродействием элементной базы,При расширении диапазона измерения при заданной точности точное выполнение задержек затруднительно. В предлагаемом преобразователе набегающая задержка в двоичном счетчике может быть легко устранена путем выделения необходимого количества групп соответствующим введением блоком пере записи.90354 фпоп дпГ г 8 м ймеф раз 405 П венного комитета С ретений и открытий 35, Раушская наб.,6980/58 ВНИИПИ Государ по делам из 3035, Москва, дписн ин:1.ч ППП "Патент", г. Уагород, ул. Проектная,Составитель П. Плетневаедактор Н. Пушненкова Техред А,Ач Корректор С. Шекма