Преобразователь код-временной интервал

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 250679 (21) 2784633/18-21 (5)М. Кл. Союз Советских Социапистических Республикс присоединением заявки Йо Н 03 К 13/02 Госудврствеииый комитет СССР ио делам изобретеиий и открытийДата опубликования описания 15,0481 Артюх, А.С. Рыбаков и И,Я, Вурцель(71) Заявите и выч й ССР нститут электрон АН Латви(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОД-ВРЕМЕНИНТЕРВАЛ в носится к измерительной техникельзовано, в част-но-измерительнойлирующих комплек 0 я1 точИзобретение оттельной и вычислии может быть испоности, в контрольаппаратуре и модесах.Известен преобразователь код-временной интервал, содержащий генератор эталонной частоты, счетчик единичных приращений и схемы управления длительностью формируемого временного интервала 11 .В таком преобразователе случайна ошибка преобразования .при несинхрон ном относительно сигналов эталонного генератора запуске соответствует периоду следования эталонных сигналов. Повышение точности преобразования в данных устройствах требует повышения частоты генератора и быстродействия счетчика единичных приращений.Известен также преобразователь код-временной интервал, содержащий двухфазный генератор эталонной частоты, два Д-триггера для Фиксации состояния генератора в момент начала преобразования, схему коммутации оптимальной фазы на счетчик единичных приращений, элементы управления длительностью формируемого интер ала 21,Основным недостатком этого устройства является ограниченная точность преобразования. Точность преобразования в данном преобразователе определяется не частотой эталонного генератора, а временной разностью его фаз, однако минимальный сдвигфаз должен быть не меньше временизадержки одного Д-триггера. Это обусловлено тем, что фиксация текущейфазы генератора осуществляется блокированием одного Д-триггерао К-входу с выхода другого Д-триггера, переключившегося первым. Величина задержки Д-триггера на базе, например,ТТЛ-схем составляет десятки наносекунд, что и ограничивает точностьпреобразования.Кроме этого, увеличение числа Фазс целью снизить требуемое быстродействие счетчика, сопряжено с усложнением устройства, так как количество необходимых для блокировки к-входов и число входов схемы коммутациивозрастает пропорционально числуфаз. Цель изобретения - повышености.На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема преобразователя код-временной интервал; на Фиг. 2 - блок-схема многофазного генератора, на фиг. 3 - блок-схема блока коммутации.Преобразователь содержит многофазный генератор 1 импульсов, выходы которого соедине(ы с управляющими Д-входами Д-триггеров 2 фиксации текущей фазы и входами 3 коммутируемых сигналов блока 4 коммутации. Вы. ходы Д-триггеров 2 соединены с управляющими входами 5 блока 4, вход блокировки б которого подключен к выходу элемента 7 задержки. С-входы Д-триггеров 2 подключены к выходу триггера 8 формирования временного интервала, выходной шине 9 преобраПоставленная цель достигается тем, что в преобразователь код-временной интервал, содержащий блок коммутации, входы управления которого подключены соответственно к выходам Д-триггеров, входы коммутируемых сигналов - к выходам многофазного генератора, а выход - к счетному входу счетчика единичных приращений, входы которого через вентили записи соединены с выходами регистра преобразуемого кода, а выходы - со входами элемента сравнения, выход которого подключен к первому входу триггера формировайия временного интервала, введен элемент задержки, подключенный выходом к входу блокировки блока коммутации, а входом - к выходу триггера формирования временного интервала и С-входам Д-триггеров, Д-входы которых соединены с соответствующими выходами многофазного генератора, второй вход триггера формирования временного интервала подключен к входной шине устройства.Кроме того, многофазный генератор выполнен на соединенных последовательно активных элементах задержки, выхбды которых подключены соответственно к выходам фаз многофазного генератора, а инверсный выход последнего активного элемента задержки соединен с входом первого.Кроме того, блок коммутации выполнен на мультиплексоре, сумматоре по модулю два, элементе запрета, первый вход которого соединен с выходом сумматора по модулю два, первый вход которого подключен к выходу мультиплексора, адресные входы которого и второй вход сумматора по модулю два соединены соответственно с входами управления блока коммутации, информационные входы - с входами коммутируемых сигналов блока коммутации, а второй вход элемента запр та - с входом блокировки блока коммутациизователя и вх ду элемента 7. Выходы регистра 10 преобразуемого кодачерез вентили 11 записи соединеныс входами счетчика 12 единичныхприращений, счетный вход которогоподключен к выходу блока 4, выход -к входу элемента 13 сравнения. Выход элемента 13 соединен с первымвходом триггера 8, второй вход ко-,торого подключен к входной шине 14преобразователя.Многофазный генератор импульсов(фиг. 2) представляет собой последовательно соединенные активные элементы 15 задержки, причем инверсныйвыход последнего элемента задержки 15 соединен с входом первого элементазадержки, а выходы каждого элементаявляются выходами Фаз генератора.Выход мультиплексора 16 (фиг. 3)соединен .с первым входом сумматора 20 17 по модулю два, а его выход - спервым входом элемента 18 запрета.Второй вход сумматора 17 и адресные входы мультиплексора 16 образуют управляющие входы 5 (фиг. 1) бло ка 4, информационные входы - входы3 коммутируемых сигналов блока 4,чторой вход элемента 18 - вход блокировки б блока 4, второй вход элемента 18 - вход блокировки 6 блока4, а выход элемента 18 - выход блока 4.Преобразователь код-временной интервал работает следующим образом.В исходном состоянии Д-триггеры2 и блок 4 коммутации обнулены изаблокированы сигналом с выходатриггера 8. Регистр 10 и счетчик12 также обнулены (отсутствует запись преобразуемого кода).Совокупность выходных сигналов ге нератора 1 в каждый момент времениобразует текущую Фазу, которая поступает на Д-входы Д-триггеров 2. Врегистр 10 записывается код, подлежае- щий преобразованию. При этом в счет чик 12 через вентили 11 заноситсякод, обратный записанному в регистре10. По сигналу "начало преобразования", поступающему на управляющийвход шины 14 преобразователя, меняется сигнал на выходе триггера 8(сигнал логического "0" меняется налогическую "1"). При появлении этого сигнала, поступающего на С-входыЦ-триггеров 2 в них записываетсязначение текущей Фазы генератора 1и формируется передний фронт получаемого временного интервала, появляющегося на выходной шине 9 преобразователя. Этот же сигнал, через времязадержки с, определяемое элементом60 7, разблокирует блок 4 коммутации.Эта задержка необходима, чтобы исключить появление ложных импульсов, воз",никающих при переходном процессе вД-триггерах 2 и блоке 4 коммутации.б 5 Время задержки элемента 7 должно бытьбольше времени установления переходных процессов. Код, соответствующийтекущей фазе генератора 1 в моментначала преобразования, запомненныйД-триггерами 2, поступает на адресные входы 5 блока 4 коммутации, навходы 3 которого поступают сигналыс выхода генератора 1, и коммутируетна счетный вход счетчика 12 одиниз импульсов импульсной последовательности генератора 1, Коммутируется импульс, имеющий наименьший фазовый сдвиг по отношению к переднемуфронту сигнала "начало преобразования". Передний фронт этого скоммутированного импульса привязывается кфронту импульса на выходе триггера8 в пределах временного сдвига смежду двумя смежными фазами генератора 1, а именноН 20где Т - период генератора 1;М,; число фаз генератора 1,Таким образом, фазовое рассогласование между этими импульсами непревышает значения, равного минимальному сдвигу фаз генератора 1.Счетчик 12 подсчитывает импульсы,поступающие на его вход, до тех пор,пока на его выходах не появляетсякодовая комбинация "все нули". В ЗОэтом случае на выходе элемента 13сравнения формируется сигнал, устанавливающий триггер 8 в исходноесостояние, формируя тем самым задний фронт временного интервала и 35сигнал блокировки Д-триггеров 2 иблока 4.В представленном на фиг, 2 многофазном генераторе на активных элементах 15 задержки кодирование фаз(состояний выходов) осуществляется 40ксдом Либау-Крейга (код Джонсдна).Кодовые комбинации, соответствующие двум. смежных фазам, отличаютсядруг от друга значениями только одного разряда (имеют единичное кодовсе расстояние). Они образованы последовательным заполнением разрядовкомбинации слева или справа единицами и нулями. Общее число кодовых комбинаций равно 2 п, где и = 1,2,3, - 50число разрядов.Для и = 4 кодовые комбинации могут иметь вид: 0000, 1000, 1100,1110, 1111, 0111, 0011, 0001 (призаполнении единицами и нулями слева),0000, 0001, 0011, 0111, 1111, 1100,1000 (при заполнении единицами инулями справа),Применение многофазного генератора, работающего в коде Либау-Крейга, бОвместо унитарного кода в известномустройстве, позволяет сократитьчисло Д-триггеров 2 вдвое.Использование генератора 1 позволяет применить в преобразователе б 5 блок 4 коммутации, представленный на фиг. 3. Так как фазы сигналов в форме меандра, снимаемых с парафазных выходов генератора 1, отличаются на ь ( т , Где Т - период2частоты), то с входами 3 коммутируемых сигналов могут быть соединены только либо прямые, либоинверсные выходы генератора. Восстановление требуемой фазы подключаемого сигнала осуществляется с помощью сумматора 17 по модулю два (фиг. 3), который, в зависимости от значения "игнала на его втором входе, работает либо как повторитель импульсов, либо как инвертор. Второй вход сумматора 17, являясь одним из адресных входов блока 4 (фиг, 1) подключен к старшему разряду регистра 2.если сигнал на втором входе сумматора 17 соответствует значению логического "0", то он работает как повторитель, а если логической "1" - то как инвертор.Действительно, логическую функцию, реализуемую сумматором 17 помодулю два, можно записать в следующем виде:5 = С + Ч = СЧ ЧС Ч)где 5 - сигнал на входе сумматора,С - сигнал на первом входе сумматора,Ч - сигнал на втором входе сумматора (выход старшего разряда регистра).При этом, если Ч = 0, то 5 = Ссумматора работает как повторитель,а если Ч = 1, то 5 = С - сумматорработает как инвертор.Таким образом, происходит сокращение числа адресных входов 5 и входов 3 коммутируемых сигналов блока 4 коммутации, что, в свою очередь, приводит к упрощению преобразователя.формула изобретения1. Преобразователь код-временной интервал, содержащий блок коммутации, входы управления которого подключены соответственно к выходам Д-триггеров, входы коммутируемых сигналов к выходам многофазного генератора, а выход - к счетному входу счетчика единичных приращений, входы которого через вентили записи соединены с выходами регистра преобразуемого кода, а выходы - со входами элемента сравнения, выход которого подключен к первому входу триггера формирования временного интервала, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, в него введен элемент задержки, подключенный вы"ходом к входу блокировки блока коммутации, а входом - к выходу триггера формирования временного интервала и С-входам Д-триггеров, Д-входыкоторых соединены с соответствующими выходами многофазного генератора,второй вход триггера формированиявременного интервала подключен квходной шине.2. Преобразователь по и. 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что многофазный генератор выполнен на соединенных последовательно активных элементах задержки, выходы которых подключены соответственно к выходам.фаз многофазного генератора, а инверсный выход последнего активного элемента задержки соединен с входомпервого,3. Преобразователь по и. 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что блок коммутации выполнен на мультиплексоре, сумматоре по модулю два, элементе запрета, первый вход которогосоединен с выходом сумматора помодулю два, первый вход которого подключен к выходу мультиплексора, адресные входы которого и второй входсумматора по модулю два соединенысоответственно с входами управленияблока коммутации, информационныевходы - с входами коммутируемых сигналов блока коммутации, а второйвход элемента запрета - с входомблокировки блока коммутации.Источники информации,принятые во внимание при экспертиз1. Авторское свидетельство СССРР 547964, кл. Н 03 К 13/02, 1975,2. Авторское свидетельство СССРР 508924, кл. Н 03 К 13/04, 25,10.74прототип),822348 Риг.я Составитель В, ВойтовРедактор С. Тимохина Техред И.Табакович Корректор С. Щомак одписн П "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектна фил з 1892/82 ВНИИПИ ГосУдаРств по делам иэобр 113035, Москва, ЖТираж 988 Пного комитета СССРений и открытийРаушская наб., д. 4