Рециркуляционный измерительный преобразователь время-код

)5 К АВТОР У СВ ЕЛЬСТВУ тит МЕРИЯ - КОД ьсной ля поГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ И(56) Авторское свидетельство СССРВ 506827, кл. 0 04 Р 10/04, 1975.Авторское свидетельство СССРМ 721796, кл, 0 04 Р 10/04, 21,20,77,(54) РЕЦИРКУЛЯЦИОННЫЙ ИЗТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЭОВАТЕЛЬ ВРЕМ(57) Изобретение относится к импултехнике и может быть использовано д Ц 1636828 А 1 строения измерителей интервалов времени. Целью изобретения является повышение точности преобразования. Поставленная цель в рециркуляционном измерительном преобразователе время - код достигается тем, что в него введены элементы задержки 9, 10, О-триггер 12, элементы И 13, 14, элементы задержки 15, 16 коммутатор 17. Кроме того, преобразователь содержит элемент НЕ 1, элемент задержки 2, элемент ИЛИ 3, элемент И 4, элемент задержки 5, элемент ИЛИ 6, реверсивный счетчик 7, формирователь 8 импульсов, элемент ИЛИ 18, элемент 19 задержки, элемент И 20 и элемент 21 задержки, 5 ил.1 щИзобретение относится к импульснойтехнике и может быть использовано для построения измерителей, интервалов времени.Целью изобретения является повышение точности преобразования за счет устранения неоднозначности при формировании импульса ошибки.. На фиг,1 приведена структурная схемарециркуляционного измерительного преоб раэователя время - код; на фиг.2 - временные диаграммы работы канала грубых измерений; на фиг.3 - 5 - временные диаграммы работы составных частей устройства по преобразованию величины Лт, 15Рециркуляционный преобразовательвремя - код (фиг.1) содержит элемент НЕ 1, элемент 2 задержки, элемент ИЛИ 3, элемент И 4. элемент 5 задержки, элемент ИЛИ 6, реверсивный счетчик 7 старших разря дов, формирователь 8 импульсов, элементы 9 и 10 задержки, О-триггеры 11 и 12, элементы И 13 и 14, элементы 15 и 16 задержки, коммутатор 17, элемент ИЛИ 18, элемент 19 задержки, элемент И 20, элемент 21 задер жки, реверсивный счетчик 22 младших разрядов.Входная шина соединена с входами сброса и входами управления реверсивных счетчиков 7 и 22, В-входом О-триггера 12, 30 вторыми входами элемента И 4 и входом элемента НЕ 1, выход которого соединен с О-входом триггера 11, вторыми входами элементов И 13 и 14, через элемент 10 задержки с О-входом триггера 12 и через эле мент 2 задержки с вторым входом элемента ИЛИ 3, выход которого соединен с первым входом элемента И 14, выход которого через элемент 5 задержки соединен с первыми входами элементов ИЛИ 3 и 6, выход эле мента ИЛИ 6 соединен со счетным входом реверсивного счетчика 7, выход первого разряда которого через последовательно соединенные формирователь 8 импульсов, элемент 9 задержки соединен с С-входами 45 триггеров 11 и 12, инверсные выходы которых соединены соответственно с первыми входами элементов И 13 и 14, выход элемента И 13 через элемент 15 задержки соединен с адресным входом коммутатора 17, 50 второй информационный вход которого соединен с выходом элемента И 14 и через элемент 1 б задержки с первым информационным входом коммутатора 17, выход которого соединен с первым входом элемента 55 ИЛИ 18, выход. которого соединен с первымвходом элемента И 20 и через элемент 19 задержки с вторым входом элемента И 20, выход которого соединен со счетным входом реверсивного счетчика 22 и через элемент 21 задержки с вторым входом элемен- та ИЛИ 18, второй вход элемента ИЛИ 6 соединен с выходом реверсивного счетчика 22,Преобразователь работает следующим образом.Измеряемый импульс положительной полярности длительностью т(фиг.2 а) поступает на входы установки в "0" реверсивных счетчиков 7 и 22, О-триггера 12 и через элемент НЕ 1 на вход элемента 2 задержки. Задержанный импульс отрицательной полярности (фиг,2 б) через элемент ИЛИ 3 поступает на первый вход элемента И 4, на второй вход которого поступает незадержанный измеряемый импульс положительной полярности с входной шины устройства. На выходе элемента И 4 формируется поло- жительный импульс длительностью г 2 (время задержки в элементе 2 задержки), поступающий через элемент 5 задержки на вход элемента ИЛИ 3. Время задержки в элементе 5 задержки т 5 выбрано больше т 2, таким образом, импульс длительностью т 2 циркулирует по замкнутому контуру грубых измерений (элементы ИЛИ 3, И 4, элемент 5 задержки) с периодом г 5, определяющим дискретность грубых измерений (фиг.3 в).Импульсы циркуляции через элемент ИЛИ 6 поступают на счетный вход датчика 7 старших разрядов, Реверсивные счетчики 7 и 22 работают в режиме суммирования в течение времени тх, а при отсутствии измеряемого сигнала г, - в режиме вычитания. Срыв циркуляций в контуре грубых измерений происходит в момент прихода заднего фронта измеряемого импульса, За время тх на реверсивный счетчик 7 поступает число импульсов Мсч, на единицу больше целойхчасти отношения - ,Временный интервал, заключенный между задним фронтом измеряемого импульса и передним фронтом последнего задержанного импульса циркуляций с выхода элемента 5 задержки (фиг,Зг), является ошибкой счета Лт, Для уточнения измерений необходимо из веса младшегоразряда счетчика 7 вычесть величину Лтг=т 5(К)+ (г 5 - Лт) =т 5 йсч- Лт.Выделение и точное измерение Лг проводится по фронту последнего импульса контура грубых измерений только в том случае, если сработал младший разряд счетчика 7 (фиг,2 д,ж),Для повышения точности измерения импульс ошибки увеличивается на некоторую фиксированную величину Лг, чтобыимпульса точки к 75 (фиг.4 г - е) появляется оцередной (1 + 1)-й импульс циркуляций и, соответственно, импульс на выходе элемента 9 задержки, Срабатывание О-триггера 11 (фиг,4 г, д) может произойти по и редпоследнему импульсу с выхода элемента 9 задержки в то время, как уже появился (1 + 1)-й импульс,Для того, чтобы формирование импульса ошибки проходило по последнему,.а не по предпоследнему импульсу, с выхода элемента 9 задержки организован второй канал формирования .импульса ошибки (элемент 10 задержки, О-триггер 12, элемент И 14, элемент 16 задержки), Сигнал на информационном входе О-триггера 12 за 45 50 55 циркуляции в контуре точных измерений (элемент ИЛИ 18, элемент 19 задержки, элемент И 20, элемент 21 задержки) не прекра- тились в случае Ьт (тмин,д, с этой целью моменты срабатывания счетчика 7 задержи ваатся в элементе 9 задержки на величину Ьттмин.д (фиг.36), где Гмин.д минимально допустимая длительность импульса для используемой элементной базы.Для выделения последнего импульса циркуляций контура грубых измерений используется двухканальная схема. Первый канал содержит О-триггер 11, элемент И 13, элемент 15 задержки, второй канал - О- триггер 12, элемент И 14, элемент 16 задержки,На фиг,За показан в растянутом временном масштабе измеряемый импульс, на фиг.Зб точками отмечены моменты времени 1 т 5 и показаны задержанные относительно моментов М г 5 импульсы с выхода элемента 9 задержки. Исходное состояние О-триггера 11 единичное, что соответствует уровню логицеского нуля на инверсном выходе (фиг.Зв). Первый импульс циркуляций грубого счета устанавливает на инвеосном выходе О-триггера 11 уровень логической единицы, последний импульс переводит тргер 11 в противоположное состояние (фиг,Зв), так как на информационном входе в это время присутствует уровень логической единицы (фиг.За), В результате на выходе элемента И 13 формируется импульс ошибки (фиг,Зг),В случае увеличения длительности измеряемого импульса (фиг,4 а - в) импульс ошибки уменьшается, причем его минимальная длительность равна Ьт при совпадении измеряемого импульса с точкой к т 5, При дальнейшем увеличении т, импульс ошибки скачком должен увеличиться до величины Ьт+ Лт, поскольку при прохождении задним фронтом измеряемого держки изменяется относительно измеряемого импульса на величину т 1 о ) Лт(фиг,5 б, в). Пунктиром (фиг.5) обозначен задержанный задний фронт измеряемого импульса на входе О-триггера 12, сплошной линией - измеряемый импульс на входе О-триггера 11, Время задержки в элементе 10 задержки выбрано таким образом, что при совпадении заднего фронта измеряемого импульса с точкой М тъ О-триггер 12 не изменяет своего состояния по 1-му импульсу с выхода элемента 9 задержки (фиг, 5 г), и сигнал ошибки формируется только в первом канале на выходе элемента И 13 (фиг,5 в), В этом случае второй канал находится в режиме ожидания последнего импульса, а О-триггер 12 возвращается в исходное состояние следующим измеряемым импульсом, На фиг. 5 дпоказаны сигналы в тоцках, соответствующих фиг.5 а - г для случая, когда появился (1 + 1)-й импульс на выходе элемента 9 задержки, т,е задний фронт измеряемого импульса расположен по оси времени дальше точки М т 5. Формирование импульса ошибки в первом канале происходит по 1-му импульсу (фиг,5 ж), во втором канале - по (1 + 1)-му импульсу (фиг,5 з), Задержки в элементах 15 и 16 задержки выбраны из условия т 15 =т 16 ) Р;. Коммутатор 17 анализирует по адресному входу уровень сигнала второго канала и, если последний находится в режиме ожидания, то пропускает на выход сигнал первого канала, в противном случае на выход коммутатора 17 поступает сигнал второго канала (фиг,6), На фиг.6 а,б показаны ошибки в первом и втором каналах на выходах элементов 15 и 16 задержки соответственно, а пунктиром - сигнал для режима ожидания для второго канала. На фиг,6 в показан сигнал на выходе коммутатора, который в случае высокого уровня на адресном входе в момент т пропускает на выход сигнал первого канала, в противоположном случае- сигнал второго каналаИмпульс сигнала ошибки с выхода коммутатора 17 поступает на один из выходов элемента ИЛИ 18, с выхода которого непосредственно через элемент 19 задержки поступает на первый и второй входы элемента И 20 соответственно.На выходе элемента И 20 импульс укорочен на 2 тщ (т 1 э - время задержки в элементе 19 задерч ки). С выхода элемента И 20 импульс ошибк поступает на первый вход элемента ИЛИ 18, через элемент 21 задержки и происходит следующий цикл умень- щения его длительности. Импульс циркулирует по замкнутому контуру (эле 1636828мент ИЛИ 18, элемент 19 задержки, элемент И 20, элемент 21 задержки) до тех пор, пока ЕГО ДЛИтЕЛЬНОСтЬ НЕ СтаНЕт Хин.д, т.в. МИ- нимально возможной длительности сигнала для микросхем применяемой серии. Число лишних циркуляций, обусловленных добавкой Ь, априорно известно и может быть легко учтено, т.е, длительность импульса ошибки может быть представлена числом циркуляций(ЬХ+ Ь) Хмин,д =2 й Х 19, где й - число импульсов, поступивших на счетный вход реверсивного счетчика 22.По окончании процесса циркуляции в счетчиках старших 7 и младших 22 разрядов записывается код, пропорциональный измеряемому интервалуХх = 1 Чсч ХЬ - 2 Й Х 19Формула изобретения Рециркуляционный измерительный преобразователь время - код, содержащий входную шину, четыре элемента задержки, два элемента И, три элемента ИЛИ, реверсивный счетчик старших разрядов, реверсивный счетчик младших разрядов, формирователь импульсов, О-триггер, элемент НЕ, вход которого соединен с входной шиной, управляющими входами реверсивных счетчиков старших и младших разрядов, с вторым входом первого элемента И, выход которого через второй элемент задержки соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого через первый элемент задержки соединен с выходом элемента НЕ, выход первого элемента ИЛИ соединен с первым входом первого элемента И, счетный вход реверсивного счетчика старших разрядов соединен с выходом второго элемента ИЛИ, первый входй) которого соединен с выходом реверсивного счетчика младших разрядов, счетный вход которого соединен с выходом второго элемента И, первый вход которого через третий 5 элемент задержки соединен с выходомтретьего элемента ИЛИ, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введены четыре элемента задержки, два элемента И, коммута тор, второй О-триггер, вход сброса которогосоединен с входной шиной, входами сброса реверсивных счетчиков старших и младших разрядов, выход младшего разряда реверсивного счетчика старших разрядов через 15 последовательно соединенные формирователь импульсов, пятый элемент задержки соединен с тактовыми входами первого и второго триггеров. инверсные выходы которых соединены соответственно с первыми 20 входами третьего и четвертого элементов И,вторые входы которых объединены между собой и соединены с О-входом первого триггера, с выходом элемента НЕ и через шестой элемент задержки с О-входом второго триг гера, выход третьего элемента И через седьмой элемент задержки соединен с адресным входом коммутатора, первый информационный вход которого через восьмой элемент задержки соединен с выходом 30 четвертого элемента И и вторым информационным входом коммутатора, выход которого соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, второй вход которого через четвертый элемент задержки соединен с вы ходом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, второй вход второго элемента ИЛИ соединен с первым входом первого элемента ИЛИ,401636828 Составитель В.Котова Техред М,Моргентал Корректор О,Ципл дактор И,Ш венно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 101 Прои каз 815 Тираж 271 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открцтиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская нэб., 4/5