Четырехканальный времяимпульсный преобразователь

(51)5 О 04 Г 10/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(71) Украинский заочный политехнический институт им, И,З.Соколова(72) В,П.Соляник, Е.Н,Бантюков, З.Б,Бантюкова, А.П.Голубь, В,И,Ковалев и В.А,Осокин (56) Авторское свидетельство СССР М 1388821, кл, 6 04 Р 10/00, 1988,(54) ЧЕТЫРЕХКАНАЛЬНЫЙ ВРЕМЯИМПУЛЬСНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ(57) Изобретение относится к цифровой измерительной технике и может быть применено в устройствах, использующих времяЖ 1789968 А 1 импульсное преобразование. Целью изобретения является увеличение достоверности результата преобразования, Четырехканальный времяимпульсный преобразователь содержит сумматор 2, генератор 3 импульсов, элемент И 5, регистр 6, счетчик 7 импульсов. В устройство введены преобразователь 1 кода, элемент ИЛИ 4. Преобразователь 1 кода содержит 4 элемента ИСКЛ. ИЛИ 11, 12, 15, 17: 4 элемента И 13, 14, 16, 18, элемент ИЛИ 19. Введение в устройство новых элементов и образование новых связей между ними позволяют достичь цель изобретения, 1 ил 1 табл.Изобретение относится к цифровойизмерительной технике и может бытьприменено в устройствах, использующих времяимпульсное преобразование,Целью изобретения является увеличе.ние достоверности результата преобразования.На"чертеже представлена функциональная схемапредлагаемого четырехканального вретчяимпульсного преобразователя.Четырехканальный времяимпульсныйпреобразователь содержит преобразователь кода 1, сумматор 2, ко вторым входамкоторого подключены первый и второй выходы преобразователя кода 1, генератор импульсов 3, элемент ИЛИ 4, второй входкоторого соединен с третьим выходом преобразователя кода 1, элемент И 5, регистр6, к информационным входам которого подключены первый и второй выходы сумматора 2, третий выход которого соединен спервым входом элемента ИЛИ 4, выход которого подключен ко второму входу элемента И 5, первый вход которого соединен свыходом генератора импульсов 3 и входомзаписи регистра 6, счетчик импульсов 7, ксуммирующему входу которого подключенвыход элемента И 5, первую 8-1, вторую 8-2,третью 8-3 и четвертую 8-4 входные шины,которые подключены к входам преобразователя кода 1, шину сброса 9, которая сое- .динена с выходами сброса регистра 6 исчетчика импульсов 7, выходные шины 10,первая и вторая из которых (младшие разряды) соединены с выходами регистра 6 ис первыми входами сумматора 2, а осталь- .ные - с выходами счетчика импульсов 7.Запись кода, находящегося на информационных входах, в регистр 6 производится по заднему фронту импульса,поступившего на его вход записи. Регистр 6двухразрядный,Счетчик импульсов 7 срабатывает по заднему фронту импульсов, поступающих наего суммирующий вход.Преобразователь кода 1 предназначендля выработки двоичного кода количествасигналов временных интервалов, имеющихся на входных шинах 8-1, 8-2, 8-3 и 8-4. Начертеже приведен пример реализации преобразователя кода 1, Преобразователь кода1 содержит элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ11, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12, элемент И 13, первый вход которого соединенс первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11 и с первым входом преобразователя кода 1, второй вход которогосоединен со вторыми входами элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11 и элемента И 13,элемент И 14, первый вход которого соеди Г 1-(аЬ+ аЬ)(сб+ сд)+(аЬ+ аЬ)(сТд+ сд)=(аЬ+ аЬ)(сб+ сд)+(аЬ+ аЬ)(сб+ сд) =+ аЬсд + аЬсд + абсб + аБсб + аЬсб) + нен с первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12 и с третьим входом преобразователя кода 1, четвертый вход которого подключен ко вторым входам элемента ИС КЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12 и элемента И 14,элемент ИСКЛ ЮЧАЮЩЕ Е ИЛ И 15, элемент И 16, первый вход которого соединен с выходом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11 и с первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮ ЩЕЕ ИЛИ 15, второй вход которого соединен с выходом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12 и со вторым входом элемента И 16, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 17, элемент И 18, первый вход которого соединен с вы ходом элемента И 13 и с первым входомэлемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 17, второй вход которого соединен с выходом элемента И 14 и со вторым входом элемента И 18, выход которого подключен к третьему выхо ду преобразователя кода 1, элемент ИЛИ 19,к входам которого подключены выходы элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 17 и элемента И 16, выход элемента ИЛИ 19 соединен со вторым выходом преобразователя кода 1, первый выход которого соединен с выходом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 15.Обозначив сигналы, поступающие нашины 8-1, 8-2, 8-3, 8-4, соответственно а, Ь, с, б, составим логические функции, описы веющие появление сигналов на первом -младшем (Г 1), втором (г 2) и третьем - старшем (ГЗ) выходах преобразователя кода 1 в приведенной схеме:ЕЗ = а,Ьсд. 10 входу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 22 и 30ко второму входу элемента И 23, элемент 40 45(обозначим его - а 2), записанного в регистре 6, первый из вторых входов являетсямладшим разрядом числа (обозначим его -+ (аЬсб+ аЬсб+ аЬсб+ аЬсо). Из полученных выражений видно, что они описывают двоичный код количества сигналов, находящихся на входах преобра. зователя кодов 1.Сумматор 2 представляет собой комбинационный сумматор и предназначен для суммирования двухрэзрядных двоичных чисел, одно из которых поступает с выходов регистра 6, а второе- с выходов преобразователя кодов 1. На чертеже приведен пример реализации сумматора 2, Сумматор 2 содержит элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 20, элемент И 21, первый вход которого соединен с первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 20 и с первым из первых входов сумматора 2, первый из вторых входов которого подключен ко вторым входам элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 20 и элемента И 21, элемент ИСКЛ ЮЧАЮЩЕ Е ИЛИ 22, элемент И 23, первый вход которого соединен со вторым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 22 и со вторым из вторых входов сумматора 2, второй из первых входов которого подключен к первому ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 24, элемент И 25, первый вход которого соединен с выходом элемента И 21 и с первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 24, второйвход которого соединен с выходом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕИЛИ 22 и ср вторым входом элемента И 25, элемент ИЛИ 26, ко входам которого подключены выходы элементов И 23 и И 25, выходзлемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 20 соединен с первым выходом сумматора 2, ко второму выходу которого подключен выходэлемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 24, выход элемейта ИЛИ 26 соединен с третьим выходом сумматора 2, Первый из первых входов сумматора 2 является младшим разрядом числа (обозначим его а 1), записанного в регистре 6, второй иэ первых входов является старшим разрядом числа Ь 1), поданного на вторые входы сумматора 2 (с выходов преобразователя кода 1), второй из вторых входов является старшим разрядом числа (обозначим его - Ь 2), поданного на вторые входы сумматора 2, Младший разряд результата суммирования выдается на первый выход, а старший разряд - на 15 20 третий выход сумматора 2, Тогда работа сумматора 2 описывается таблицей.На входные шины 8-1, 8-2, 8-3 и 8-4 подаются сигналы преобразуемых временных интервалов,На шину 9 подается импульс, устанавливающий регистр 6 и счетчик 7 в нулевое положение, а все устройство в исходное состояние.На выходные шины 10 выдается двоичный код результата преобразования, при этом шины двух младших разрядов кода (из шин 10) соединены с выходами регистра 6. а шины остальных разрядов кода (из шин 10), начиная с третьего разряда соединены с выходами счетчика 7, Таким образом, содержимое регистра 6 и счетчика 7 является единым кодом - кодом преобразования временных интервалов.Четырехканальный времяимпульсный преобразователь работает следующим образом.В исходном положении при отсутствии на шинах 8-1, 8-2, 8-3 и 8-4 сигналов временных интервалов, на выходах преобразователя кода 1 отсутствует код, регистр 6 и счетчик импульсов 7 находятся в нулевом положении, на выходах комбинационного сумматора 2 отсутствует код, элемент И 5 закрыт. Установка четырехканального времяимпульсного преобразователя в исходное положение производится подачей импульса на шину 9,Работа четырехканального времяимпульсного преобразователя начинается при появлении сигнала временного интервала хотя бы на одной из шин 8-1,8-2,8-3 или 8-4.При появлении сигнала временного интервала на одной из шин 8-1, 8-2, 8-3 или 8-4 на выходах преобразователя кода и соответственно, навторых входах сумматора 2 появляется код "001", поэтому на выходах сумматора появляется код "001", Первый, после появления сигнала временного интервала, импульс генератора 3 записывает в регистр 6 код "01" по своему заднему фронту, через элемент И 5 этот импульс не проходит, т,к. на третьих выходах преобразователя кода 1 и сумматора 2 отсутствуют сигналы, На выходных шинах 10 установится код 00001. С выходов регистра 6 код "01" поступает на первые входы сумматора 2 и поэтому на выходах сумматора 2 появляется код "010", Второй, после появления сигнала временного интервала, импульс генератора 3 записывает в регистр 6 код "10" по своему заднему фронту, через элемент И 5 этот импульс также не проходит, На выходных шинах 10 устанавливается код 00 , 010. С выходов регистра 6 код "10" поступа1789968 10 20 30 35 40 50 55 ет на первые входы сумматора 2, на выходах которого появляется код "011", Третий, после появления сигнала временного интервала, импульс генератора 3 записывает в регистр 6 код "11" по своему заднему фронту, через элемент И 5 этот импульс также не проходит. На выходных шинах 10 установится код 00 . 011, На первые входы сумматора 2 поступает теперь код "11" и поэтому на его выходах установится код "100". Сигнал с третьего выхода сумматора 2 открываетэлемент И 5, Четвертый, после появлениясигнала временного интервала, импульс генератора 3 записывает в регистр 6 код "00" по своему заднему фронту и, кроме того, проходит через элемент И 5 и фиксируется счетчиком 7. На выходных шинах 10 устанавливается код 00;.1 00. Далее устройство работает аналогично, увеличивая, при поступлении каждого импульса генератора 3, результат преобразования - содержимое регистра 6 и счетчика 7 на "1",При появлении сигналов временных интервалов на двух шинах 8-1, 8-2, 8-3, 8-4 на выходах преобразователя кода 1 и, соответственно, на вторых входах сумматора 2 появляется код "010", на выходах сумматора 2 также появляется код "010", т.к. регистр 6 находится в нулевом положении, Первый, после появления сигналов временных интервалов, импульс генератора 3 записывает в регистр 6 код "10" по своему заднему фронту, через элемент И 5 этот импульс не проходит, т,к, на третьих выходах преобразователя кода 1 и сумматора 2 отсутствуют сигналы, На выходных шинах 10 устанавливается код "00 .010". Код "10" с выходов регистра 6 поступает на первые входы сумматора 2, на выходах которого устанавливается код "100". Сигнал с третьего выхода сумматора 2 открывает элемент И 5. Второй после появления сигналов временных интервалов, импульс генератора 3 записывает в регистр 6 по своему заднему фронту код"00" и, крометого;проходит через элемент И 5 и фиксируется счетчиком 7. На выходных шинах 10 устанавливается код 00100. При поступлении третьего и последующих импульсов генератора 3 результат преобразования - содержимое регистра 6 и счетчика 7 увеличивается на "2" каждым импульсом.При появлении сигналов временных интервалов на трех шинах 8-1, 8-2, 8-3, 8-4 на выходах преобразователя кода 1 и, соответственно, на вторых входах сумматора 2, появляется код "011", поэтому на выходах сумматора 2 появляется также код "011", т.к.регистр 6 находится в нулевом положении,Первый после появления сигналов временных интервалов, импульс генератора 3 запи.8сывает по своему заднеь у фронту в регистр 6 код "11", через элемент И 5 этот импульс не проходит, т.к. на третьих выходах преобразователя кода 1 и сумматора 2 отсутствуют сигналы. На выходных шинах 10 устанавливается код 00011. Код "11" с выходов регистра 6 поступает на первые входы сумматора 2, поэтому на его выходах устанавливается код "110". Второй, после появления сигналов временных интервалов,импульс генератора 3 записывает в регистр 6 код "10" и, кроме того, этот импульс проходит через элемент И 5 и фиксируется счетчиком 7, На выходных шинах 10 устанавливается код 00110. Код "10" с выходов регистра б.поступает на первые входы сумматора 2 и на его выходах устанавливается код "101". Третий, после появления сигналов временных интервалов, импульс генератора 3 записывает в регистр 6 код "01" и, кроме того, этот импульс проходит через элемент И 5 и фиксируется счетчиком 7. На выходных шинах 10 устанавливается код "001001", Код "01" с выходов регистра 6 поступает на первые входы сумматора 2 и на его выходах устанавливается код "100", Четвертый, после появления сигналов временных интервалов, импульс генератора 3 записывает в регистр 6 код "00" и через элемент И 5 поступает на суммирующий вход счетчика 7 и фиксируется им. На выходных шинах 10 устанавливается код "001100". Далее устройство работает аналогично, т.е, результат - содержимое регистра 6 и счетчика 7 увеличивается на "3" при поступлении каждого импульса генератора 3 до тех пор, пока на входных шинах действуют сигналы трех, временных интервалов.При появлении сигналов временных интервалов на всех четырех шинах 8-1, 8-2, 8-3 и 8-4, на выходах преобразователя кода 1 появляется код "100", на вторых входах сумматора 2 будет находиться код "00"., на выходах сумматора 2 будет находиться код "000", элемент И 5 открывается сигналом с третьего выхода преобразователя кода 1. Импульсы генератора 3, поступающие после появления сигналов временных интервалов, проходят через элемент И 5 на суммирующий вход счетчика импульсов 7 и фиксируются им, в регистре б сохраняется нулевой код. Таким образом, в этом случае код длительности временных интервалов накапливается в счетчике 7 и каждьй импульс генератора 3 увеличивает результат на "4",В том случае, если во время работы преобразователя появляются или исчезают сигналы временных интервалов на каких-либо1789968 шинах из 8-1, 8-2, 8-3, 8-4, то соответственно изменяется и код на выходах преобразователя кода 1 и, с этого момента, каждый импульс генератора 3 будет увеличивать результат преобразования - содержимое ре гистра 6 и счетчика 7 на число, равное количеству сигналов временных интервалов, действующих на шинах 8-1, 8-2,8-3, 8-4. Одновременное появление сигналов на третьих выходах преобразователя кода 1 и сумматора 10 2 исключено, т,е. во всех случаях результат преобразования будет правильным без подачи каких-либо внешних сигналов..Формула изобретения Четырехканальный времяимпульсный преобразователь, содержащий сумматор, генератор импульсов, элемент И, счетчик импульсов, первую, вторую, третью и четвертую входные шины, шину сброса, которая подключена к входу сброса счетчика импульсов, выходные шины, к которым, начиная с третьей, подключены выходы счетчика импульсов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения достоверности результата преобразования, в него введены преобразователь кода, элемент ИЛИ и двух- разрядный регистр, выходы которого соединены с первой и второй выходными шинами и с первыми входами сумматора, первый и При исчезновении сигналов временных интервалов на всех шинах 8-1, 8-2, 8-3, 8-4 на выходах преобразователя кода 1 устанавливается код "000", элемент И 5 будет закрыт, на выходах сумматора 2 будет находиться код, записанный в регистре 6 и, следовательно, каждый импульс генератора 3 будет записывать в регистр 6 его же содержимое, т,е. будет сохраняться код результата преобразования, находящийся в регистре 6 и счетчике 7 до момента сброса их импульсом с.шины 9 или до момента появления новых сигналов на шинах 8-1, 8-2, 8-3, 8-4,второй выходы которого подключены к информационным входам регистра, вход записи которого соединен с выходом генератора импульсов и с первым входом элемента И, выход которого подключен к суммирующему входу счетчика импульсов, вход сброса которого соединен с входом сброса регистра, первая, вторая, третья и четвертая входные шины соединены с входами преобразователя кодов. первый и второй выходы которого подключены к вторым входам сумматора, третий выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с третьим выходом преобразователя кодов, а выход -с вторым входом элемента И.