Многостоповый преобразователь временных интервалов в цифровой код

О П И С А Н И Е (938401ИЗОБРЕТЕНИЯИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсникСоциалистичесникРеспублин(51)М. Кл. Н 03 К 13/20 ЙвуйввствсквиЯ квйвтет СССР йв йиам взебввтеккЯ и вткрытвЯ(72) Авторы изобретения В. В, Марченков и Ю. В. Тубольцев ядерной физики Ленин градс Заявитель(54) МНОГОСТСПОВЫЙ ПРЕО ИНТЕРВАЛОВ В ЦИФ МЕННЫ АЗОВАТЕЛ И КОД И зобретение относится к эвспернменталн ядерной физике, в частности к временным спектрометрам и моисет быть применено в нейтронных слектрометрах, использующих время-пролетную методику.Известен многостоповый пре образователь временных интервалов в цифровой код, содержащий счетчик времени, генератор тактовых импульсов, логику управления и . запоминакщее устройство 1.Недостатком этого преобразователя является наличие мертвого времени, когда точность измерений соизмерима с быстродействием элементной базы. При измерениях в наносекундной области необходимо15 использовать сверхбыстрые элементы, что усложняет и в значительной степени повышает стоимость таких преобразователей, Наличие же мертвого времени приводит к искажению временного спектра. г вует момвого си руемо го повому Наиболее близким к изобретению по технической сущности является многос повый преобразователь временных ннт 2валов в цифровой код, содержаший четыресчетчи ка, генератор тактовых импульсов,таймер, сдвиговый регистр, выполйенныйна четырех трн герах, и четыре логическик элемента И с двумя входами. Вход 5таймера соерйнен с входом установки вединичное состояние сдвигового регистра.Первые входы логических элементов Иобъединены между собой и соедкнены с овыходом генератора тактовых импульсов,вторые входы логических эжментов И со, единены с соответствуккцими выходамисдвигового рещстра, а вькоды логнческщсэлементов И подключены к соответствующим входам счетчиков. Момент началаФормирования временных интервалов опре деляется сигналом Старт" и происходитодновременно на всех триггерах сдвнгового регистра. Окончание интервала, формируемого первым триггером, соответстенту поступления первого стопогнала, окснчание интервала, формивторым триггером - второму стосигнау и т.д, 23.03840 Недостатком известного устройства яв- ляется то, что при случайном распреде ЛРНИИ СТОПОВЫХ СИРИЮРОВ ПОГРЕШНОСТЬ ИЗ мерения различна для каждого временного интервала и зависит не только от вероятностного рвснределения стоповых сигналов, но и от распределения задержки в каналах формирования временных интервалов. Цель изобретения - повышение точ о ности преобразований при вероятностном распределении стоповых сигналов путем статистического усреднения задержек в каналах формирования временных интервалсе. 15Поставленная цель достигается тем, что в многосто овый щжобразователь временных интервалов в цифровой код, содержащий И счетчиков, И двухвходовых логических элементов И, генератор Тато-уо вых импульсов и таймер, первые входы лоГических элементов И обьединены между собой и соединены с выходом генератора тактовых импульсов, а выходы элементов И соежнены с входами соответсъ-д вующих счетчиков, введены кольцевой сдвиговый регистр, синхронизирующий вход которого соединен с шиной стоп-импульсов, и распределитель стартовых импульсов, И выходов которого соединены сооь- ветственно с И информационными входами кольцевого сдвигового регистра, в синхронизируюший вход соединен с выходом таймера, вход которого соединен с шиной старт-импульсов и с установочным входом35 кольцевого сдвигового регистра, .И выхо дов которого соединены с вторыми входами соответствующих И логических элементов И. Кроме того, кольцевой сдвиговый ре О щстр содержиттриггеров и И лощческих элементов ИЛИ, причем синхронизирующие входы всех триггеров объединены и" являются синхронизирующим входом реистра, входы установки в нулевое со стояние всех триггеров объедгнены и являютчя установочным входом регистра, прямой выход последнего триггера соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, выход каждого предыдущего три 1 ъ о гера соединен с одним из исодов соот, ветствующего элемента ИЛИ, выход ото-, рого соединен с информационным исодом последукацего триггера, а вторые входы элементов ИЛИ являются информвционню 55 ми входами регистра, инверсные выходы всех триггеров являются выходами регистра. 1 фНа фиг, 1 представлен многостоповыйпреобразователь временных интервалов вцифровой код, на фиг. 2 - кольцевой сдвиговый регистр с И информационными входами, на фиг, 3 - распределитель стартевых импульссб.Преобразователь (фиг. 1) состоит изтаймера 1, распределителя 2 стартовыхимпульсов, генератора 3 тактовых иьцульсов, кольцевого сдвигового рещстра 4 с И информационными входами, Илогических элементов 5,1-8, И И исчетчиков 6.1 - 6,И ,Кольцевой сдвиговый регистр (фиг.2)состоит из и триггеров 7. 1-7. и и илогических элементов 8,1-8. и ИЛИ.Распределитель стартовых импульсов(фиг. 3) состоит из двоичного счетчика9 и.дешифратора 10.Принцип работы многостопового преобразователя временных интервалов в цифровой код заключается в следующем,В исходном состоянии на ОднОм из Выходов дешифратора 10, входящего в распределитель 2, будет логический фОф. Посигналу фСтартф происходит установкавсех ч триггеров кольцевого сдвиговогорегистра 4 в единичное состояние и запуск таймера 1, определяющего времяцикла работы преобразователя. По первму сигналу фСтопф происходит сброс в нулевое состояние триггера 7 кольцевогосдвигового регистра 4, .Нв.информационномвходе которого был логический фОф, поступаюшнй с одного из И выходов дешифраторв 10, входящегов распределитель 2,При этом синхронизирующий вход одногоиз ю счетчиков 6 закрывается и счет импульсов генератора 3 на данном счетчикепрекращается. Одновременно с этим триггер 7 кольцевого сдвигового регистра 4,установленный в нулевое состояние первымстоповым сигналом, вырабатывает черезсоответствующий элемент 8 ИЛИ разрешение для следующего триггера 7 кольцевогосднигового регистра 4, установка в нулевое состояние которого происходит по второму сигналу фСтоп.Таким образом, еслй в исходном состожии логический фОф с одного из И выходов дешифраторв 10, входящего в распределитель 2, поступал на информациснныйвход первого триггера 7 регистра 4, топри поступлении И стоповых сисивлов всетриг еры 7 регистра 4 установятся в нулевое состояние и нв всех счетчиках 6прекратится счет, При оксечвнии работытаймера 1 происходит добавление едииидержшций И счетчиков, и двухвходовых логических элементов Игенератор тактовых импульсов и таймер, первые входы логических элементов И обьединены между собой и соединены с выходом генератора тактовых импульсов, а выходы элементов И соединены с входами соответствукицих счетчиков, о т л и ч а ю щ н й с я тем, что, с целью повышения точности преобразований, в него введены кольцевой сдвиговый реГистр, синхронизируюшнй вход которого соединен с шиной стоп-импульсов, и распределитель старговыхимпульсов, р выходов которого соединены% соответственно синформационными а синхронизирукзций вход соединен с выходом таймера, вход которого соединен с шиной старт-импульсов и с установочным входом кольцевого сдвигового регистра,выходов которого соединены с вгорымн входами соответствующих И, логических элементов И.2, Устройство по п. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что кольцевой сдвиго-. вый регистр содержит И триггеров и и логических элементов ИЛИ, причем синхронизируюшие входы всех триггеров обьединены и являются синхронизируюшим входом рещстра, входы 1 установки в нулевое состояние всех триггеров обьединены и являкися установочным входом регистра, прямой выход последнего триггера соединен с первым входом первого элзменга ИЛИ, вьаод каждого предыдущего тригжра соедаен с одним нз входов соответствующего элемента ИЛИ, выход которого соединен с информационным входом последующего триггера, и вторые входы элв-, ментов ИЛИ являются информационными входами регистра, инверсные выходы всех триггеров являются выходами регистра. 2. Многостоповый конвертер с непоередственным преобразователем временив код. Ямс 0.3 ив 4:г Фрд МЕО,",1977, 140; М 2, 283-287,5 038401 6цы в последовательный двоичный счетчик9 распределителя 2 и появжние логического фОф на следующем выходе дешнфратора 10, входящего в распределитель 2,По второму сигналу фСтартф процесс работы сохраняется, отличаясь только тем,что теперь первый временной интервалбудет сформирован следующим триггером7 кольцевого сдвиговогореестра 4 и измерен соответственно следующим счетчи- оком 6 по отношению к триггеру и счетчику, которыми был сформирован и измерен первый временной интервал в первомцикле измерения. Последний р-й триггер7 кольцевого сдвигового регистра 4 вэтом случае прн установке в нулевое со- входами кцьцевого сдвигового регистра,стояние по мстоповому сигналу вырабатывает разрешение для первого триггера, установка в нулевое состояние которсьго происходит по И-му стоповому сигналуЮПри кольцевой выборке распределителем. триггеров сдвигового регистра вероятность формирования любого временногоинтервала каждым триггером сдвиговогорегистра не зависит от вероятностногораспределения стоповых сигналов.Поскольку каждый временной интервалформируется всеми триггерами кольцевогосдвигового регистра, то при случайномраспределении задержек в каналах форми- ЗОроввния временных ин тервалов, результатизмерения каждого временного интервалабудет иметь так же случайное распределение, обусловленное распределением задеркек. С увеличением числа счетчиковаго рпспределенение будет стремиться кнормальному закону распределения.Таким образ ом, многостоповый преобразователь временных интервалов в цифровой код обладает преимуществом перед 1 оизвестным преобразователем, т.е. в немисключена зависимость вероятности формирования любого временного интервалакаждым триггером кольцевого сдвиговогоИсточники информации,регистра и реализовано статистическое 45 принятые во внимание при экспертизеусреднение задержек в каналах формиро. 4096 СОИООСТ 1 ме АйатУ.е %101валов что умень- ООПМС чч 1 дМ." КВР,Щб;Ъ 6,И,Н 63-йб 4вання временных интервалов, что уменьшает погрешность измерения.ф ор мула изобретения501. Многостоповый преобразовательвременных интервалов в цифровой код, со 038401938401 ыкод акйе 4480/79 Тираж 959 ВНИИ ПИ Государственного комитет но делам изобретений и открыли 113035, Москва, Ж.5, Раущская