Преобразователь код-временной интервал

(19) (11) 51) Н 03 К 13/20 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТ(56) 1. Авторское свидетельство СССВ 547969, кл. Н 03 К 13/20, 1977.2, Авторское свидетельство СССРпо заявке У 3426108/21,;кл. Н 03 К 13/20, 15.04,82(прототип),(54) (57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОД - ВРЕИЕННОЙ ИНТЕРВАЛ, содержаЩий первыйи второй счетчики импульсов, первыйи второй генераторы импульсов, пер"вый и второй триггеры, первый элемент И и первый элемент ИЛИ, выходкоторого соединен с нулевыми входами первого и второго триггеров, первый вход - с шиной начальной установки, а второй вход - с выходом переполнения первого счетчика импульсов, инверсный установочный вход которого соединен с входной шиной старших разрядов, входная шина младшихразрядов подключена к прямому установочному входу второго счетчика импульсов, выход переполнения которогосоединен с единичным входом второготриггера, выход которого подключенк выходной шине временного интервалаи первому входу первого элемента И,второй вход которого соединен с вы"ходом второго генератора импульсов,а вход первого генератора импульсовподключен к выходу первого триггера,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей преобразователя, в него введены два триггера, два элемента ИЛИ и пять элементов И, причем шина "Пуск" соединена с единичным входом третьего триггера, единичный вы ход которого подключен к первым входам второго и третьего элементов И и к единичному входу первого триггера, нулевой вход - к шине "Стоп", а. нулевой выход - к первому входу четвертого элемента И, второй вход которого соединен со входом первого генератора импульсов, выход которого подключен к первому входу пятого, эле.- 3 мента И, выход которого соединен с третьим входом первого элемента ИЛИ, первый вход которого подклю" чен к входам сброса первого и второго счетчиков импульсов, информацион- Я ные выходы которых подключены соответственно к выходным шинам младших фффф и старших разрядов, а счетные входы -соответственно к выходу второго эле- (ф мента ИЛИ и выходу второго элемен- Я) та И, второй вход которого соединен с первым входом пятого элемента И, второй вход которого соединен с выходом шестого элемента И и первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу первого элемента И, второй вход которого соединен с первым входом шесто- )В го элемента И, второй вход которого подключен к третьему входу четвертого элемента И и единичному выходу четвертого триггера, единичный вход которого соединен с шиной прямого преобразования,нулевой вход - с шиной об1088115 ратного преобразования, а нулевойвыход " с третьим входом первого эле"мента И и вторым входом третьего элемента И, выход которого подключен 1Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано, например, для связи вычислительных машин с объектами управления, в имитаторах дальности, для моделирования радиолокационных сигналов.Известен преобразователь кода во временной интервал, содержащий счетчик импульсовгенератор, два триггера, два вентиля, элемент ИЛИ, элемент стробирования, дешифратор, эле" мент сравнения, переключатель диапаэонов, при этом старшие разряды счетчика через дешифратор соединены с первым входом элемента сравнения, а младшие разряды подключены ко вторым входам элемента сравнения, генератор импульсов соединен с третьим входом элемента сравнения, выходы вентилей соединены со входами элемента КПИ, вход элемента стробирования подклю" чен к выходу счетчика, первый вход первого триггера соединен со входом первого вентиля, второй вход первого триггера подключен к выходу элемента сравнения, второй выход первого триггера соединен со входом второго вентиля, вторые входы вентилей подклю" чены к выходам переключателя диапазонов, входы которого соединены с другими выходами генератора, выход элемента ИЛИ подключен ко второму входу генератора, выход которого соединен со счетным входом счетчика и со вторым входом элемента стробирования, выход которого подключен к первому входу второго триггера, вторые входы триггеров соединены с входной шиной 111. Недостатком данного преобразователя .является то, что в нем во временной интервал преобразуется не весь диапазон входных кодов, а только те коды, в которых значение кода стар" ших разрядов больше значение кода младших разрядов. к первому входу третьего элемента ИЛИ,второй вход которого соединен с выходом четвертого элемента И, а выход "со входом второго генератора импульсов. 2Наиболее близким к изобретению по технической сущности является нониус" ный преобразователь кода во временной интервал, содержащий первый и второй счетчики импульсов, первый и второй генераторы импульсов, первый и второй триггеры, первый элемент И и первый элемент ИЛИ выход которого соединен с нулевыми входами первого и второго триггеров, первый вход - с шиной начальной установки, а второй вход - с выходом переполнения первого счетчика импульсов, инверсный установочный вход которого соединен с входной шиной старших разрядов, . входная шина младших разрядов подключена к прямому установочному входу второго счетчика импульсов, выход переполнения которого соединен с единичным входом второго триггера, выход которого подключен к выходной шине временного интервала и первому входу первого элемента И, второй вход кото" рого соединен с выходом второго генератора импульсов, вход которого подключен к выходу первого триггера и входу первого генератора импульсов, выход которого соединен со счетным входом второго счетчика импульсов, а ЗО шина "Пуск" подключена к единичному входу первого триггера.В известном преобразователе повышение точности преобразования осуществляется эа счет уточнения нониусным 35.способом временного положения переднего фронта формируемого интервала.При этом требования к быстродействиюэлементов схемы не повышаются 12 1. Недостатком известного преобразователя является отсутствие возможности прямого преобразования временного интервала в код, что ограничивает его функциональные возможности.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей преобразователя.3 10881Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь код - временной интервал, содержащий первый и второй счетчики импульсов, первый и второй генераторы импульсов, первый и второй триггеры, первый элемент И и первый элемент ИЛИ, выход которого соединен с нулевыми входами первого и второго триггеров, первый вход - с шиной начальной установки, а второй вход - с выходом переполнения первого счетчика импульсов, инверсный установочный вход которого соединен с входной шиной старших разрядов, входная шина младших разрядов подключена к прямому установочному входу второго счетчика импульсов, выход переполнения которого соединен с единичным входом второго триггера, выход которого подключен к выходной шине временного интервала и первому входу первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго генератора импульсов, а вход первого генератора импульсов подключен к выходу первого триггера, дополнительно введены два триггера, два элемента ИЛИ и нять элементов И, причем шина "Пуск" соединена с единичным входом третьего триггера, единичный30 выход которого подключен к первым входам второго и третьего элементов И и к единичному входу первого триггера, нулевой вход - к шине "Стоп", а нулевой выход - к первому входу четвертого элемента И, второй вход которо- З го соединен со входом первого генератора импульсов, выход которого подключен к первому входу пятого элемента И, выход которого соединен с третьим входом первого элемента ИЛИ, пер"40 вый .вход которого подключен к входам сброса первого и второго счетчиков импульсов, информационные выходы ко,торых подключены соответственно к выходным шинам младших и старших раэрядов, а счетные входы - соответственно к вьйоду второго элемента ИЛИ и выходу второго элемента И, второй вход которого соединен с первым входом пятого элемента И, второй вход которого соединен с выходом шестого элемента И и первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу первого элемента И, второй вход которого соединен Б с первым входом шестого элемента И, второй вход которого подключен к третьему входу четвертого элемента И 15 4и единичному выходу че."вертого триггера, единичный вход которого соединен с шиной прямого преобразования, нулевой вход - с шиной обратного преобразования, а нулевой выход - с третьим входом первого элемента И и вторым входом третьего элемента И, выход которого подключен к первому входу третьего элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом четвертого элемента И, а выход - со входом второго генератора импульсов,На чертеже дана структурная электрическая схема преобразователя.Преобразователь код - временной интервал содержит первый и второй генераторы 1 и 2 импульсов и первый триггер 3, единичный выход которого соединен с управляющим входом первого генератора 1 импульсов и с первым входом элемента И 4, нулевой вход первого триггера 3 подключен к нулевому входу второго триггера 5 и через первый элемент ИЛИ 6 - к шине 7 начальной установки, которая также соединена со входами сброса первого.и второго счетчиков 8 и 9 импульсов. Выход переполнения первого счетчи-; ка 8 через первый элемент ИЛИ 6 соединен с нулевыми входами первого и второго триггеров 3 и 5, выход переполнения второго счетчика 9 подключен к единичному входу второго триггера 5, единичный выход которого сое" динен с первым входом элемента И 10 и с выходной шиной 11 временного интервала, выход второго генератора 2 подключен ко второму входу элемента И 10 и к первому входу элемента И 12, инверсные установочные вхо", ды первого счетчика 8 соединены с входной шиной 13 старших разрядов, а установочные входы второго счетчика 9 - с входной шиной 14 младших. разрядов для обратного преобразования кода во временной интервал.Шина 15 "Пуск" соединена с единичным входом третьего триггера 16, а шина 17 "Стоп" - с нулевым входом третьего триггера 16, нулевой выход которого подключен к первому входу первого элемента И 4, единичный выход третьего триггера 16 соединен с единичным входом первого триггера 3, с первым входом второго элемента И 18 и с первым входом третьего элемента И 19. Выходы первого генератора 1 импульсов соединен со вторым входом элемента И 18 и с первым5 10881 входом пятого элемента И 20, выход которого через первый элемент ИЛИ б соединен с нулевыми входами первого и второго триггеров 3 и 5. Выход элемента И 18 подключен к счетному входу второго счетчика 9. Выход элемента И 12 подключен ко второму входу элемента И 20 и через второй элемент ИЛИ 21 - к счетному входу первого счетчика 8. 1 ОШина 22 прямого преобразования соединена с единичным входом четвертого триггера 23, единичный выход которого подключен ко второму входу элемента И 12 и к третьему входу элемента И 4, выход которого через третий элемент ИЛИ 24 соединен с управляющим входом второго генератора 2, Шина 25 обратного преобразования подключена к нулевому входу четвертого 2 О триггера 23, нулевой выход которого соединен со вторым входои элемен 1та И 19 и с третьим входои элемента И 10, выход которого через второй элемент ИЛИ 21 подключен к счетному 25 входу первого счетчика 8.Выход элемента И 19 через третий элемент ИЛИ 24 соединен с управляющим входом второго генератора 2. Информационные выходы первого счетчика 8 соединены с выход-ЗО ной шиной 26 младших разрядов, а информационные выходы второго счетчика 9 " с выходной шиной 27 старших разрядов при прямом преобразовании.Преобразователь работает следующим образом.Э 5В начальный момент времени, до подачи сигнала "Пуск" по шине 15 и сигналов установки режима работы по Шинам 22 и 25, на шину 17 подается сигнал "Стоп", а затем по шине 7 начальной установки осуществляется сброс в нулевое состояние триггеров .3 и 5 и первого и второго счетчиков 8 и 9. Затем подается сигнал на шину 22 прямого преобразования или на шину 2545 обратного преобразования. В зависимости от этого преобразователь осущестВляет либо прямое, либо обратное преобразование.Работа преобразователя при обратном преобразовании заключается в следующем.После начальной установки и уста" ковки режима работы в первый счетчик 8 по шине 13 записывается инверс ный код старших разрядов, а во вто" рой счетчик 9 по вине 14 записывается прямой код младших разрядов. За 15 бтем на шине 15 подается сигнал "Пуск",триггер 16 устанавливается в единичное состояние, так как до начала работы импульсом "Стоп" он был установлен в нулевое состояние, триггер 3устанавливается в единичное состояние и открываются элементы И 18 и 19.Так как триггер 23 сигналом с шины 25обратного преобразования установленв нулевое состояние, то элемент И 19открыт также и по второму входу, исигнал от триггера 16 через элемент ИЛИ 24 поступает на управляющийвход генератора 2 импульсов, Одновременно сигнал с единичного выходатриггера 3 поступает на управляющийвход генератора 1 импульсов. Генераторы 1 и 2 одновременно запускаются потенциалом, т.е, генерируют импульсы при подаче на их управляющиевходы высокого потенциала.Так как элемент И 18 открыт, импульсы от генератора 1 поступают насчетный вход второго счетчика 9 ион начинает их подсчитывать. Импульспереполнения счетчика 9 переводиттриггер 5 в единичное состояние иобразует передний фронт формируемоговременного интервала. Элемент И 10открывается, и импульсы от генерато"ра 2 через элемент ИЛИ 21 поступаютна счетный вход первого счетчика 8.Счетчик 8 начинаетподсчитывать импульсы от генератора 2. Первоначально в первый счетчик 8 записан инверсный код старших разрядов, поэтому переполнение счетчика 8 наступитчерез время, пропорциональное прямому коду старших разрядов входногокода. Импульс переполнения счетчика 8 переводит триггер 5 в нулевоесостояние, образуя конец формируемого временного интервала,Повышение точности преобразованиякода во временной интервал осуществляется уточнением нониусным способомвременного положения переднего фронта формируемого интервала,Уточнение длительности формируемого временного интервала происходитза счет того, что период первогогенератора Т 1 отличается от периодавторого генератора Т 2 на цену делениямладшего разряда цифрового эквивалента разности АФ между длительностьюформируемого интервала и суммарнойдлительностью периодов второго гене"ратора 2, число которых зафиксировано счетчиком 8.7 10881Результат преобразования определяется формулой 1 1 где 1 - число импУльсов, зафиксиРованное счетчиком 8 до момента его переполнения;1 - число импульсов, зафиксированное счетчиком 9 до момента его переполнения; М 2 х - максимальное число импульсов,фиксируемое счетчиком 9;Ъ - основание системй счисления;1- число младших разрядов входного кода, выделенное длянониусной интерполяции.При прямом преобразовании временного интервала в код преобразователь 20 работает следующим образом.После подачи сигнала "Стоп" на шину 17 и сигнала начальной установки на шину 7 осуществляется установка режима прямого преобразования времен"2 ного интервала в код подачей сигнала на шину 22. Триггер 23 устанавливается в единичное состояние, открьвает элементы И 12 и подает сигнал на первый вход элемента И 4. Затем сигналом цо шине 15 "Пуск", определяющим начало преобразуемого временного интервала, триггер 16 устанавливается в единичное состояние, открьваются элементы И 18 и 19 итриггер 3 переводится в единичное состояние. Сиг-. нал с единичного выхода триггера 3 поступает на второй вход элемента И 4 и на управляющий вход генератора 1. Генератор 1 начинает генерировать40 импульсы, которые поступают на первый вход элемента И 20 и через открытый элемент И 18 - на счетный вход счетчика 9, Счетчик 9 начинает подсчет импульсов от генератора 1. По окончании преобразуемого времен 45 ного интервала по шине 17 подается сигнал "Стоп", триггер 16 устанавливается в нулевое состояние, сигнал с его нулевого выхода подается на третий вход элемента И 4, элемент И 40 срабатывает и сигнал с его выхода через элемент ИЛИ 24 поступает на, управляющий вход генератора 2. Генератор 2 запускается и его импульсы через открытый элемент И 12 и элемент ИЛИ 21 поступают на счетный вход счетчика 8. Одновременно закрывается элемент И 18 и прекращается 15 8поступление импульсов от генератора 1 на счетчик 9, Импульсы от генератора 2 через элемент И 12 также поступают на один вход элемента И 20, на другой вход которого поступают импульсы от генератора 1, Счетчик 8 подсчитывает импульсы до момента совпадения импульсов на входах элемента И 20, так как сигнал с выхода элемента И 20 через элемент ИЛИ 6 устанавливает в нулевое состояние триг" гер 3, сигнал с управляющего входа генератора 1 снимается. Одновременно, так как закрывается элемент И 4, сни-. мается сигнал с управляющего входа генератора 2. Генераторы 1 и 2 перестают генерировать импульсы, и показания счетчиков 8 и 9 будут соответствовать младшим и старшим разрядам выходного кода на шинах 26 и 27 соответственно.Таким образом, осуществляется нониусное преобразование временного интервала в код. При этом повышение точности преобразования происходит без повьппекия требований к быстродействию элементов схемы.Повьппение точности преобразования 1 при прямом преобразовании происходит так же, как и при обратном преобразовании, за счет того, что период следования импульсов первого генератора 1 Т отличается от периода сле-, дования импульсов второго генератора 2 Т на цену деления младшего разряда цифрового эквивалента разности(й)х между длительностью преобразуемого интервала и суммарной длительностью периодов генератора 1, число которых зафиксировано счетчиком 9,Результат преобразования определяет по совокупности показаний основ" ного и нониусного счетчиков:1 = Тй +Ь фИгде М 1 - число импульсов, зафиксиро"ванное счетчиком 9;М 2 - число импульсов, зафиксированное счетчиком 8;11 - основание системы счисления;О - число разрядов цифровогоэквивалента преобразуемойвеличины, выделенное длянониусной интерполяции."Электронный нониус" повышает точность преобразования без существенного повьппения требований к быстродействию элементов схемы (в частности, счетчиков), поскольку периоды1088115 10 ВНКИПИ Заказ 2688/52 Тирак 862 Подписное филиал ППЦ "Патент", г, Уагород, ул.Проектная,4 генераторов близки между собой и имеют длительность примерна в и раз большую цены деления младшего оцениваемого разряда,Предлагаемый преобразователь с по мощью одних и тех же двух генераторов и двух счетчиков, наиболее емких по оборудованию, позволяет с высокой точностью преобразовывать как временной интервал в код, так и код во вре менной интервал, что существенно расширяет его функциональные возможности. При этом добавляются лишь несколько элементов И, ИЛИ и два триггера.За счет использования одних и тех же счетчиков и,генераторов как для прямого, так и для обратного преобразования экономится оборудование и уменьшается номенклатура и число преобразователей, применяемых для комплектации ЭВМ при сопряжении с реальной аппаратурой.