SU1018240A1 - Рециркул ционный измерительный преобразователь врем -код - Google Patents

Abstract

РЕЦИРКУЛЯЦИОННЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ВРЕМЯ-КОД, содержащий п ть элементов задержки , декадный счетчик, выход которого соединен с входом сдвигающего регистра и через первый элемент задержки с первым входом декадного счетчика, элемент И, первый вход которого подключен к выходу второго элемента задержки, а выход третьего элемента задержки соединен с первым входом элемента ИЛИ, отличающийс  тем, что, с целвю уменьшени  текущей относительной погрешности в широком диапазоне измер емых интервалов времени, в него дополнительно , введены три элемента И и инвертор, выход которогоi рдк ючен к входу второго элемента задержки , а вход инвертора соединен с первыми входами первого, второго, и третьего дополнительных элементов И, выходы которых соединены соответственно с. входами третьего, четвертого и п того элементов задержки, причем выход четвертого элемента задержки соединен с вторым входом элемента ИЛИ, третий вход которого соединен с выходом п того элемента задержки, а выход элемента ИЛИ подключен к второму входу декадного счетчика и к вторым входам первого, второго и третьего дополнительных элементов И, а третьи входы этих элементов И. подключены к разр дным выходам сдвигающего регистра, при этом четвертый вход элемента ИЛИ соединен с выходом основного элемента И, второй вход которого соединен с входом инвертора . 00 tc 4;

Description

Устройство относитс  к импульсной технике и может быть использова но в радиоизмерительных приборах дл  измерени  временных интервалов в широкой диапазоне их изменени .

Известны преобразователи врем код , содержащие блок сравнени , генератор импульсов, интегратор, триггер и селектор периода СО.

Однако это устройство требует большого объема оборудовани  при технической реализации, а измерение интервалов времени в широком диапазоне сопровождаетс  большой избыточностью информации, что затрудн ет согласование измерител  с каналами св зи и потребител ми полученной информации, что существенно ограничивает область применени  устройства в сложных информационно-измерительных системах.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  рециркул ционный преобразователь вре м -код, содержащий k элемента ИЛИ, 5 элементов задержки и элемент И, образующие несколько контуров циркул ции измер емого интервала, дег кадный счетчик и регистр сдвига Zj,

Однако это устройство может измер ть в|эеменные интервалы с малой текущей относительной погрешностью только в наносекундном диапазоне изменени  измер емых интервалов. Это объ сн етс  тем, что в известном устройстве диапазон измерени  .определ етс  элементом задержки, сто щим в контуре циркул ции.

Целью изобретени   вл етс  уменьшение текущей относительной погрешности в широком диапазоне измер емых интервалов времени,

Поставленна  цель достигаетс  тем что в рециркул ционный измерительный преобразователь врем -код, содержащий п ть элементов задержки, декадный счетчик, выход которого соединен с входом сдвигающего регистра и через первый элемент задержки с первым входом декадного счетчика , элемент И, первый вход которого подключен к выходу второго элемента задержки, а выход третьего элемента задержки, соединен с первым входом элемента ИЛИ, дополнительно введены три элемента И и инвертор, выход которого подключен к Е. второго элемента задержки, а вход инвертора соединен с первыми входаМИ первого, второго и третьего дополнительных элементов И, выходы , которых соединены соответственно с входами третьего, четвертого и п того элементов задержки, причем выход четвертого элемента задержки соединен с вторым входом элемента ИЛИ, третий вход которого соединен с выходом п того элемента задержки, а выход элемента ИЛИ подключен к второму входу декадного счетчика и к вторым входам первого, второго и третьего дополнительных элементов И, а третьи входы этих элементов И подключены к разр дным выходам сдвигающего регистра, приэтом четвертый вход элемента ИЛИ соединен с выходом основного элемента И, второй вход которого соединен с входом инвертора. Сущность изобретени  заключаетс  в том, что в процессе измерени  устройство адаптируетс  под величину входного интервала, т.е, осуществл етс  выравнивание масштабов{в пределах выбранного критери ) измер емой величины и шага дискретизации . Изменение шага дискретизации обеспечиваетс  соответствующим изменением контура циркул ции импульсов квантовани , Причем с начала используетс  контур с наименьшим временем циркул ции импульсов (первый поддиапазон устройства). Если в процессе измерени  оказываетс , что шаг квантовани  слишком мал дл  измерени  поступившего интервала происходит автоматическое переключение на второй поддиапазон, т;е. увеличиваетс  шаг квантовани . В этом случае в формировании шкалы измерени  участвует второй контур с временем циркул ции в п раз превышающим врем  циркул ции первого контура (где п - основание прин -г той системы счислени ), Далее процесс измерени  происходит аналогично в пределах возможностей измерител .

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого рециркул ционного . измерительного преобразовател  врем -код .

Рециркул 1 онный измерительный преобразователь врем -код содержит элементы И, инвертор 5, элементы задержки 6-10, декадный счетчик 11,. элемент 12 ИЛИ, сдвигающий регистр 13. .,

Устройство работает следующим образом ,

В исходном состо нии декадный счетчик 11 обнулен, а во всех, кроме первого, разр дах сдвигающего регистра 13 записаны нули. Выходными сигналами сдвигающего регистра блокированы элементы 2 и 3 И и открыт элемент k И,

Пр1еобразуемый интервал времени а виде пр моугольного импульса длительностью tTyt поступает на первый ход элемента 1 И через инвертор 5 и элемент .6. задержки, а на второй вход - непосредственно.

Таким образом в результате коньюнктивного преобразовани  на:-виходе элемента 1 И сформируетс  короткий импульс, соответствующий началу измер емого интервала времени, который через элемент 12 ИЛИ поступает на декадный счетчик 11 и второй вход.элемента А И, Длительность этого импульса определ етс  временем задержки в элементе 6 заержки . При наличии измер емого импульса на входе устройства на первом и третьем входах элемента i И наход тс  разрешающие уровн  напр жени , следовательно, .сформированный короткий импульс начинает циркулировать по замкнутому конту- , у из элементов k 9 и 12, Элемент задержки 9 определ ет минимальный начальный период Т циркул ции импульса в контуре и выбираетс  исход  из разрешающей сгюсобности элементной базы. Начальный период циркул ции Т должен также обеспечивать достаточно полное заполнение декадного счетчика 11 дл  малых временных интервалов начала диапазсжа,

Дл  автоматического переключени  периода квантовани  критерием выбора шага квантовани   вл етс  запись текущего кода, сЬответствующего измер емой величине, во всех разр дах декадного 11, Заполнение счетчика при этом будет лежать в пределах от 10 до 100% его полной емкости, В зависимости от длительности измер емого интервала возможны два случа : измер емый временной интервал таков, что при шаге квантовани  Т счетчик заполн етс  меньше, чем на 100% его полной емкости и измер емый интервал таков, что декадный счетчик 11 переполн -г етс .

Последний случай свидетельствует о том, что шаг квантовани  Т мал,а импульс переполнени  декадного счетчика П  вл етс  сигналом к переключению шага квантовани  на больший . С выхода декадного счетчика 11 импульс переполнени  подаетс  на сдвигающий регистр 13 и осуществл ет сдвиг единицы во второй разр д регистpa 13 и запись в его первый разр д

нул . Этот же импульс переполнени 

проходит через элемент 10 задержки

на первый триггер последней декады

декадного счетчика 11 и записывает

единицу старшего разр да. Тогда показани  счетчика  вл ютс  такими же, как при квантовании временного интервала с шагом lOyiT.

Таким образом, блокированы нулевым уровнем напр жений стают элементы 2 и 4 И, а элемент 3 И - открыт. Импульс обращени  начинает циркулировать по замкнутому контуру из элементов 3,8 и 12, причем элемечт

8 задержки обеспечивает величину

периода обращени  равным 104 Т, Изменение масштаба в предложенном измерительном преобразователе происходит без потери информации о измер емом

интервале, . ,

Единичным сигналом с выхода тсдвигающего регистра 13 осуществл етс  масштабирование полученной цифровой информации путем переноса зан той в отсчетном устройстве.

При циркул ции с периодом 10 Ч Т возможны те же два случа . Если период обращени  оказываетс  снова малым , то процесс передвижени  на один

разр д единицы в регистре 13 и увеличение еще в дес ть раз периода циркул ции повторитс .

Процесс циркул ции происходит в замкнутом контуре 2, 7 и 12, с периодом обращени  100ХТ и т,д, в пределах возможностей измерител .

Предлагаемое устройство позвол ет измер ть временные интервалы с малой текущей относительной погрешностью в широком диапазоне изменени  измер емой величины. Автоматизаци  процесса адаптации в предложенном устройстве существенно расшир ет область его применени  и позвол ет исключить традиционную дл  известных многодиапазонных измерителей операцию ручного выбора диапазона измерени .

51

По сравнению с известными, предложенный преобразователь позвол ет осуществл ть преобразование вида интервал-код в широком диапазоне изменени  временных интервалов, В устройстве-прототипе диапазон измерени  ограничен максимальной величиной задержки, создаваемой элементом задержки. Создание стабильных временных задержек даже пор дка 5 500 НС  вл етс  сложной технической задачей, что и отграничивает диапазон преобразовани  в известных устройствах

t06 .

Предлагаемый преобразователь с такими же точностными характеристиками перекрывает диапазон работоспособности известных устройств и согласно предложенному алгоритму работы при максимальном элементе задержки в 500 НС верхн   граница диапазона преобразовани  составл ет 50000 НС, т.е. в 1QQ раз больше.

Увв7 ичение диапазона преобразовани  в 100 раз в предлагаемом устройстве не вызывает увеличени  объема оборудовани  дл  технической реализации преобразовател .

Claims (1)

1. 2. Авторское свидетельство СССР Г 752798. кл. Н 03 К 13/20, ,19&0. РЕЦИРКУЛЯЦИОННЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ВРЕМЯ-КОД, содержащий пять элементов задержки, декадный счетчик, выход которого соединен с входом сдвигающего регистра и через первый элемент задержки с первым входом декадного счетчика, элемент И, первый вход которого подключен к выходу второго элемента задержки, а выход третьего элемента задержки соединен с первым входом элемента ИЛИ, отличающийся тем, что, с целью умень шения текущей относительной погрешности в широком диапазоне измеря емых интервалов времени, в него дополнительно. введены три элемента И и инвертор, выход которогоιподключен к входу второго элемента задержки, а вход инвертора соединен с первыми входами первого, второго, и третьего дополнительных элементов И, выходы которых соединены соответственно с- входами третьего, четвертого и пятого элементов задержки, причем выход четвертого элемента задержки соединен с вторым входом элемента ИЛИ, третий вход которого соединен с выходом пятого элемента задержки, а выход элемента ИЛИ подключен к второму входу декадного счетчика и к _с вторым входам первого, второго и тре- 8 тьего дополнительных элементов И, а третьи входы этих элементов И· подключены к разрядным выходам сдвигающего регистра, при этом четвертый вход элемента ИЛИ соединен с выхо дом основного элемента И, второй вход которого соединен с входом ин вертора .