Преобразователь интервала времени в код

СОЮЗ СОЕЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 801381708 А 1 51)4 Н 03 М 1/50 и. ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУЗОТОВ)китини А.К.Пан тотных и вреед. А.П, Горшио, 1971,тво СССРсвидетельсл. Н 03 М 5 ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Аппаратура для чаменных измерений, Под ркова. И.: Советское радс, 172,АвторскоеВ 1166310, к(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ИНТЕРВАЛА ВРЕМЕНИ В КОД(57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть испольэовано для измерения временных интервалов в различных устройствах, напримерцифровых частотомерах. Изобретениепозволяет повысить точность и быстродействие преобразования эа счет определения и учета при формировании выходного кода времени запаздыванияфронта эталонной (опорной) частотыотносительно фронта измеряемого интервала времени. 2 ил.1381708 товую частоту генератора 5 в меандры(фиг, 2 г), компаратором 12 и интегратором 13, на выходе которого в первом полупериоде входного напряженияформируется линейно возрастающее напряжение, а во втором - линейно убывающее. Максимальное напряжение навыходе интегратора Бсоответствуетполному тактовому интервалу генератора 5, Применение пилообразногонапряжения указанной формы позволяетизбежать нежелательных переходныхпроцессов, возникающих в сигнальныхцепях при резком переключении уровней. По заднему фронту импульса одновибратора 9 запускается аналого-цифровой преобразователь 15, которыйпо окончании времени преобразованиявыдает со своего информационного выхода код напряжения, поступившего сблока 14 на его информационный вход,а также вырабатывает сигнал "Готовность", поступающий на входы элементов И 19 и 20 и вход элемента 16 задержки и предназначенный для записикода в сумматор 3 и сброса преобразователя 15.В зависимости от состояния выходов триггера 7 через коммутатор 18на входы сумматора 3 поступает прямойили дополнительный код с выхода преобразователя 15 и записывается в негопо переднему фронту сигнала с выходаэлемента 16 задержки,Триггер 7 фиксирует состояние элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6 в моментыначала и конца измеряемого интервалавремени, т.е. по фронту импульсов,подаваемых на его С-вход с одновибраторов 9 и 10 через элемент ИЛИ 11.При функционировании преобразователя возможны следующие ситуации,Начало измерительного интервалаприходится на момент е , когда напряжение на выходе интегратора 13 нарастает (фиг. 2 е). Тогда время,прошедшее от начала измеряемого интервала до первого занесенного в счетчик 1 импульса, можно выразить черезнапряжение на выходе интегратора 13,зафиксированное в момент времени 11,следующим образом: Изобретение относится к вычислительной технике и может быть испольравляющих входах, поскольку на выходе "Готовность" аналого-циФрового преобразователя 15 присутствует нулевой потенциал, закрывающий элементы И 1940и 20.При установке на шине 19 положительного уровня напряжения (фиг,2 а) импульсы с генератора 5 эталонной частоты (фиг. 2 б) проходят через эле 45 менты И ч, ИЛИ 2 на вход счетчика 1, где осуществляются формирование старших разрядов кода измеряемого интервала (Фиг, 2 в), Кроме того, по фронту сигнала на шине 19 запускается одновибратор 9,импульс с выхода которого 50 (Фиг. 2 ж) через элемент ИЛИ 11 поступает на управляющий вход блока 14 выборки и хранения, где по его фронту запоминается потенциал, имеющийся55 в этот момент на выходе интегратора 13, Пилообразное напряжение (фиг,2 е) формируется последовательно соединенными трв 11 ером 8, преобразующим так;-Т-Т -= Т (1 ) =Т 2 (2 -К ).;Пмакс Пчдкс1 П 1 = 1 С Пгде Т - период частоты генератора 5; зовано для измерения временных интервалов в различных устройствах, например, цифровых частотомерах,Цель изобретения - повышение точности и быстродействия.На фиг, 1 представлена функциональная схема преобразователя; на фиг,2временная диаграмма его работы,Преобразователь содержит счетчик1 импульсов, второй элемент ИЛИ 2,накапливающий сумматор 3, первый элемент И 4, генератор 5 эталонной частоты, элемент ИСКЛЮЧЮОЩЕЕ ИЛИ 6,Р-триггер 7, счетный триггер 8, одновибраторы 9 и 10, первый элемент ИЛИ11, компаратор 12, интегратор 13,блок 1 ч выборки и хранения, аналогоцифровой преобразователь 15, элемент16 задержки, преобразователь 17 прямого кода в дополнительный код, коммутатор 18 кодов, второй и третийэлементы И 19 и 20, входную шину 21 25и выходную шину 22,Преобразователь работает следующимобразом.В начальный момент, до поступления на входную шину 19 преобразователя положительного потенциала, задающего измеряемый интервал времени,счетчик 1 установлен в нулевое состояние, в сумматоре 3 записан код нуля,коммутатор 18 закрыт из-эа отсутствия единичного сигнала на обоих уп 1381708Х - напряжение и соответствуюг 1 1щий ему код аналого-цифрового преобразователя 15:и, П - максимальное преобразуемоемкГ 15напряжение, разрядность иквант напряжения аналогоцифрового преобразователя 15,Так как при этом на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6 присутстьует нулевой сигнал, триггер 7 устанавливается в ноль что обеспечивает комму 1г 4тацию дополнительного кода (2 - 111)с выходов аналого-цифрового преобра 15зователя 15 на входы сумматора 3.Начало измерительного интервалаприходится на момент С 1 когда напряжение на выходе интегратора 13 убывает (фиг. 2 е), тогда20г БфТ= Т 2 И"могксТак как в этом случае на выходеэлемента ИСКЛЮЧАЮЦгЕЕ ИЛИ 6 присутствует единичный сигнал, обусловленный25нулевым состоянием выхода триггера8, триггер 1 устанавливается в единицу что обеспечивает коммутацию на11входы сумматора 3 прямого кода М 1 с1выходов преобразователя 15, 30По истечении измеряемого интерваласпадом сигнала на входной шине преобразователя запускается одновибратор10 (фиг, 2 з), По фронту импульса,выработанного одновибратором и прошедшего через элемент ИЛИ 11, напряжение интегратора 13, соответствующееконцу измеряемого интервала време.ги,подается на информационный вход преобразователя 15, который запускается по 40спаду импульса, выработанного одновибратором 10, По окончании времени преобразования на выходе преобразователя1 1115 появляется сигнал Готовностькоторый поступает на входы элементов 45И 19 и 20 и вход элемента 16 задержки,В зависимости от потенциалов на управляющих входах коммутатора 18 на входысумматора 3 поступает прямой или дополнительный код, соответствующий напряжению на интеграторе 13 к концуизмеряемого интервала.При этом возможны следующие ситуации,Конец измерительного интервала приходится на момент Г.,21 когда напряжение ца выходе интегратора 13 нарастает (фиг, 2 е), В этом случае время,прошедшее от последнего занесенного всчетчик 1 импульса 1 и момецта окоггчацця измеряемого ицтерг 1 ала, равно 13т = Т - = Т 2 "макс 2 т,е, на сумматор 3 должен поступать прямой код с выхода преобразователя 15, что и обеспечивается, так как триггер 7 установлен в единицу, что обусловлено единичным сигналом на выходе элемента ИСКЛЮЧАКЕЕ ИЛИ 6,Конец измерительного интервала1приходится на момент Т 2 1 когда напряжение на выходе интегратора 13 убыцает.Тогда ла7 =Т - Т - =Т 2 (21Пмакс 111 1 )2 т.е, на сумматор 3 должен поступатьдополнительный код, что выполняется,так как триггер установлен в ноль.В случаепереполнения сумматора 3содержимое счетчика корректируется.Показания счетчика импульсов 1 соответствуют старшим разрядам, апоказания сумматора 3 - и младшимразрядам кода измеряемого интервалавремени. Формула изобретения Преобразователь интервала времени в код, содержащий счетчик импульсов, два элемента И, первый вход первого из которых соединен с выходом генератора эталонной частоты, а второй вход является входной шиной, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, в него введены аналого-цифровой преобразователь, накапливающий сумматор, преобразователь прямого кода в дополнительный код, блок выборки и хранения, коммутатор кодов, компаратор, интегратор, два одновибратора, Р-триггер, счетный триггер, третий элемент И, два элемента ИЛИ, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и элемент задержки, причем выход генератора эталонной частоты соединен с входом счетного триггера, выход которого соединен спервым входом компаратора и с первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого соединен с вторым входом первого элемента И и объединен с входами первого и второго одцовибраторов, выходы которых соединены с соот1381708 РЮразрюды Ст. разрядыб Фиг.1 ветствующими входами первого эпемента ИЛИ, вьгход которого соединен с управляющими входами аналого-цифрового преобразователя и блока выборки и хранения и с С-входом П-триггера,5 Р-вход которого соединен с выходом элемента ИСКЛИЧАЮЦгЕЕ ИЛИ, прямой выход соединен с первым входом второ- го элемента И, а инверсный выход сое О динен с первым входом третьего элемента И, второй вход которого объединен с вторым входом второго элемента И, с входом элемента задержки и соединен с выходом Готовность" аналого-цифрового преобразователя,5 вход "Гашение" которого объединен с управляющим входом накапливающего сумматора и соединен с выходом элемента задержки, информационные выходы соединены с соответствующими входами преобразователя прямого кода в обратный код и информационными входами первой группы коммутатора кодов, информационные входы второй группы которого соединень 1 соответственно с выходами преобразователя прямого кода в обратный код, первый и второй управляющие входы соединены с выходами соответственно второго и третьего элементов И, а выходы - с информационными входами накапливающего сумматора, выходы с первого по и-й которого (г 1 - количество младших разрядов преобразователя) и выходы счетчика импульсов являются выходной шиной преобразователя, а (и+1)-й выход накапливающего сумматора соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И, а выход соединен со счетным входом счетчика, выход интегратора соединен с информаО ционным входом блока выборки и хранения, выход которого соединен с информационным входом аналого-цифрового преобразователя, вход интегратора соединен с выходом компаратора, второй вход которого соединен с шиной нулевого потенциала.,2 Составитель 3. Моисеенкодактор Т. Парфенова Техред Л.Сердюкова Корректор А чар ам изобретений и открытийсква, Ж, Раушская наб., д аказ 1194/55 Тирам 928 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР 3035,Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная,