Преобразователь кода во временной интервал

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Севз Саеетекнх

Сециалистнческнх

Рвснубпмк . (63) Дополнительное к авт. саид-ву

РЦМ К„з, (22) Заявлено 18.05. 81 (23) 3287819/18-21

Н 03 К 13/20 с присоединением заявки ¹

Государствеииый комитет

СССР ио делам изобретеиий и открытий (23),Приоритет ($3) Уд 681.325 (088. 8) Опубликовано 0702.83. Бюллетень. № 5

Дата опубликования описания 02.02.83

N.Á,Ãëåésåð и В.С.Балуха ." и, :) "1

j "к, °: .;- ъ т ( (72) Авторы изобретения (7() Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОДА ВО ВРЕМЕННОЙ

ИНТЕРВАЛ

Изобретение относится к автомати ке и вычислительной технике и может использоваться в автоматизированных системах управления для преобразо- ." вания цифровой информации ЭВИ во.временной интервал, а также как самостоятельное устройство формирования прецизионной задержки импульсов. -:

Известен преобразователь кода во временной интервал, использующий но-. ниусный способ преобразования и со.держащий генератор импульсов, пере.ключатель диапазонов, элемент ИЛИ, элемент стробирования, два вентиля, два триггера, элемент сравнения,.дешифратор, счетчик импульсов (1 ).

Недостатками указанного. устройства являются низкая оперативность работы преобразователя из-за необходимости коммутации отводов линий задержки при каждом изменейии значения преобразуемого кода, сложность настройки генератора из-за необхо-. димости точной регулировки каждой- .цепи обратной связи, задающей определенный диапазон генерируемых импульсов,.исходя из минимального дискретного шага преобразования, еграниченный диапазон преобразования,. обусловленный особенностью схеьы

2 преобразователя, не позволяющей прЕобразование кода для числа, в-котором код младаих разрядов, записанныйв элемент сравнения,: больше числа, .определяемого кодом старших разрядов счетчика импульсов.

Известен также преобразователь кода во временной интервал, содержащий генератор импульсов, первые выходы которого соответственно соединены с входами переключателя днапазонов, выходами соответственносвязанного с первыми входами первого и второго элементов И, выходи. которого через элемент ИЛИ подключены к . второму входу генератора им. пульсов, вторым выходом со 9 иненного co счетным входом счетчика импульсов, установочные входи которо-" го подключены к шине старших разрядов кода, выходы старших разрядовк входам третьего элемента И, выходы мпадаих - к первым входам зле= мента сравнения, вторыми входами соединенного с шиной младших разрядов кода, а выход - к второму входу чет-; вертого элемента И,, четыре триггера, . первые входи. первого и второго триггеров и вторые входы третьего и четвертого триггеров подключены к

995320 шине Пуск, второй вход первого триггера — к выходной шине, его выход — к первому входу генератора импульсов, а выходы второго - к вторым входам первого и второго элементов И соответственно, первый и 5 третий входы элемента И-ИЛИ .соответственно соединены с первыми выходами третьего и четвертого триггеров, вторые выходы которых соответственно подключены к первым входам четвер- 10 того и пятого элементов И, выходами соответственно связанных с первыми входами четвертого и третьего триггеров и первым и вторым входами нторого элемента ИЛИ, ныход которого 15 соединен с вторым входом второго триггера, причем второй. вход четвертого элемента И подключен к второму входу элемента И-ИЛИ б, выход которого соединен с выходной шиной и через второй элемент задержки с вторым входом пятого триггера, а четвертый вход — с вторым входом пятого элемента И и выходом элемента сравнения, второй нход которого через первый элемент задержки ттодключен к второму выходу генератора импульсов, а.третий вход — к ныходу пятого триггера, первым входом связанного с выходом третьего элемента

И. Для преобразования кода во временной интервал в известном устройстве используется основная и дополнительная частоты преобразования, которые задаются преобразователем диапазонон, осуществляющем коммутацию определенной пары отводов линии задержки цепи обратной связи генератора т.2 ).

Недостатком известного устройства является низкое быстродействие, обусловленное тем, что пользовате- 40 лю в процессе работы перед каждым преобразованием кода во временной интервал необходимо анализировать преобразуемый код и в зависимости от

его значения при помощи коммутации 45 отводов линий задержки в цепи обратной связи генератора задавать основную и дополнительную частоты преобразования, что требует значительных затрат времени. 50

На чертеже изображена структурная схема преобразователя кода во

65 временной интервал.

Кроме того., сложна настройка устройства при изготовлении из-за необходимости точной регулировки каждой цепи обратной связи генератора, обусловленной разбросом параметров применяемых элементов, задающей определенный диапазон генерируемых импульсов, исходя из минимального дискретного шага преобразования.

Цель изобретения — повышение быстродействия преобразования.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь кода во временной интервал, содержащий генератор импульсов, вход которого соединен с выходом первого триггера, первый вход которого соединен с шиной Пуск и первыми входами второго и третьего триггеров, второй вход второго триггера подключен к выходу первого элемента И, первый вход которого соединен с обратным выходом третьего триггера, а второй

Ю вход — с первым входом элемента И-ИЛИ и выходом счетчика импульсов, установочные входы которого подключены к шине старших разрядов кода, выходы старших разрядов — к соответствующим входам второго элемента И, выход которого соединен с первым входом четвертого триггера, а выходы младших разрядов — к соответствующим первым входам элемента сравнения, вторые входы которого подключены к шине младших разрядов кода, третий вход — к выходу четвертого триггера, четвертый вход через первый элемент задержки — к счетному нходу счетчика импульсов, а выход — к второму входу элемента И-ИЛИ и первому в.";оду. третьего элемента И, второй вход которого соединен с обратным выходом второго триггера, прямой выход которого соединен с третьим входом элемента И-ИЛИ, четвертый вход которого подключен к прямому выходу .третьего триггера, а выход — к выходной шине и второму входу первого триггера, второй элемент задержки и пятый триггер, введены второй счетчик импульсов, дешифратор, второй элемент И-ИЛИ и распределитель импульсов, при этом выход генератора импульсов соединен с первым входом распределителя импульсов, выходы которого подключены к первой группе входов второго элемента И-ИЛИ, вторая группа входов которого соединена с соответствующими выходами дешифратора, первый вход которого подключен к выходу пятого триггера, а вторые входы — к соответствующим выходам второго счетчика импульсов, установочные входы которого подключены к шине управляющего кода, причем выход второго элемента И-ИЛИ соединен со счетным входом перного счетчика импульсов и через второй элемент задержки с вторым входом распределителя имттульсов и первым входом пятого триггера, второй вход которого соединен с первым входом второго триггера, прямой выход которого подключен к первому счетному входу второго счетчика импульсов, второй счетный вход которого соединен с выходом элемента сравнения, а второй вход четвертого триггера соединен с шиной Пуск .

995320

m по шине 20 записывается в счетчик 8 импульсов, прямой код младших разрядов Е по шине 23 — на элемент 11 сравнения, управляющий двоичный код И вЂ” в счетчик 7 импуль»

5 сов °

Триггеры 2 и 12. установлены в нулевое состояние. Распределитель 3 импульсов находится в исходном состоянии и на его выходах (каналах)

30 отсутствуют сигналы. Количество каналов распределителя импульсов . равно максимальному значению управляющего кода N. Каждому каналу распре- делителя 3 импульсов на входе эле15 мента H-ИЛИ 5 соответствует разрешающий уровень, поступающий с определенного выхода дешифратора б, т.е. для первого канала распределителя

3 импульсов разрешающий уровень по20 ступает с первого выхода дешифратора, соответствующего двоичному коду .. ° 000, для второго канала — с . второго выхода дешифратора, соответствующего коду ... 001 и т.д.

Двоичный код N счетчика 7 поступает на вход дешифратора 6. Начало преобразования определяется импульсом запуска (ИЗ), поступающим по шине 21. Импульсом ИЗ устанавливается в единичное состояние триггер 2, а в нулевое — триггеры 10„12 15 и

16. Высокий уровень с прямого выхода триггера 2 подается на генератор 1 стабильной частоты..Появление первого импульса генератора 1 жестко свя- зано с передним фронтом уровня напряжения триггера 2. Импульсы с выхода генератора стабильной частоты поступают на вход распределителя

40 3 импульсов. При этом, если период следования импульсов генератора равен t, то на выходе распределителя

3 импульсов его значение соответствует t для первого канала, 2С для

45 рторого, 3t для третьего и т.д.. Преобразователь кода содержит генератор 1 стабильной частоты, триггер 2, распределитель 3 импульсов, элемент 4 задержки, элемент И-ИЛИ 5, дешифратор б, счетчики 7,и 8 импульсов, элемент И 9, триггер 10, элемент ll сравнения, триггер 12, элементы И 13 и 14, триггеры 15 и 16, элемент И-ИЛИ 17, элемент 18 задержки, шины 19-23.

Выход генератора 1 стабильной частоты подключен к первому входу распределителя 3 импульсбв, выходами связанного с первой. группой входов элемента И-ИЛИ 5. Выходы дешифрато- ра б подключены к второй группе входов элемента И-ИЛИ 5, выход которого связан со счетным входом счетчика 8 импульсов и через элемент 18 задержки с первым входом элемента ll сравнения. Выход элемента И-ИЛИ 5 через элемент 4 задержки также связан с первым входом триггера 12 и вторым входом распределителя 3.

На вход счетчика 8 импульсов по шине 20 поступает обратный код старших разрядов, а по шине 23 на вторые входы элемента сравнения — прямой код мпадших разрядов. Выходы старших разрядов счетчика 8 импульсов подключены через элемент И 9 к первому входу триггера 10, выходами связанного с третьим входом элемента ll сравнения, четвертые входы которого подключены к выходу мпадших разрядов счетчика 8 импульсов.

Выход элемента 11 сравнения подключен к третьему входу элемента

И-ИЛИ 17, к первым входам элемента

И 13 и счетчика 7, на вторые входы которого по шине 22 поступает управляющий код. Выход счетчика 8 соединен с первыми входами элемента И-ИЛИ 17 и элемента И 14, вторым входом подключенного к обратному выходу триггера 15, а выходом — к первому входу триггера 16, обратный выход которого связан с вторым входом эле-. мента И 13, выходом соединенного с первым входом триггера 15. Прямой выход триггера 15 подключен к второму входу элемента И-ИЛИ 17, по четвертому входу соединенного с прямым выходом триггера 16 и третьим входом счетчика 7, выходами связанного с дешифратором 6. Выход элемента

И-ИЛИ 17 связан с выходной. шиной 19 и вторым входом триггера 2. Прямой выход триггера 12 связан с первым входом дешифратора 6. На первый вход триггера 2 и вторые входы триггеров 10,12,15 и 16 по входной шине 21.поступает импульс запуска.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы преобразователя обратный код старших разрядов

Так как на управляющий вход дешифратора подан низкий уровень с триггера 12, то на элемент И-ИЛИ 5 по50 ступает сигнал с первого выхода дешифратора, соответствукиций коду ...000. Поэтому на выходе элемента

И-ИЛИ 5 независимо от значения управ» ляющего кода N первый импульс соответствует первому импульсу генерато55 ра, Выходной импульс элемента

И-ИЛИ 5 через элемент 4 задержки устанавливает в исходное состояние распределитель 3 импульсов и в единичное состояние — триггер 12. Время » задержки элемента 4 не превышает длительности импульсов генератора.

По высокому уровню триггера 12 управляющий ко4 N дешифрируется дешифратором 6 из двоичного кода в де45 сятичный.

995320 8

Импульс с (N+1) ãî выхода дешифра тора, соответствующий коду N, посту-, пает на вход элемента И-ИЛИ 5 для разрешения прохождения импульса N канала распределителя 3. Выходной импульс элемента И-ИЛИ 5 с периодом следования N t через элемент 4 за-. держки производит установку распределителя 3 импульсов в исходное состояние. Таким образом, на выходе элемента И-ИЛИ 5 формируются импульсы с частотой преобразования, за данной управляющим кодом N.

Импульсы с выхода элемента И-ИЛИ 5 поступают также на счетный вход счетчика 8 импульсов и через эле- 15 мент 18 задержки на элемент 11 сравнения.

Работа схемы преобразователя зависит от значения преобразуемого ко« да (m и k) 20

Если число, определяемое кодом старших разрядов m, больше числа, определяемого кодом младших разрядов k (m)k), то в счетчике 8 про-. изводится счет импульсов, поступаю- 25 щих с частотой N-t. от элемента И-ИЛИ

5. Когда в младших разрядах счетчика 8 установится число, равное числу, определяемому кодом младших разрядов, записанных в элементе y()

11 сравнения, а в остальных разря-. дах счетчика 8 установятся единицы, что Фиксируется триггером 10 через элемент И 9, то на входе элемента 11 сравнения формируется импульс, поступающий на третий вход элемента И-ИЛИ 17, первый вход эле-. мента И 13 и на первый счетный вход счетчика 7. Так как на второй вход элемента И 13 подан высокий уровень, соответствующий нулевому состоянию триггера 16, то выходной импульс элемента 11 сравнения через элемент И 13 производит переключение триггера 15 в,единичное состояние. Одновременно в счетчике 7, работающем на вычитание по выходному импульсу элемента сравнеыия, производится вычитание единицы из ранее записанного управляющего кода N. В дешифраторе код N-1 дешифрируется в Ю деаятичный и поступает на вход элемента И-ИЛИ 5:для разрешения прохождения импульсов с (N-1)-го канала распределителя 3. Таким образом, на . выходе элемента И-ИЛИ 5 запрещается 55 формирование импульсов с частотой

N.t и разрешается формирование импульсов с час отой (N-1)- t.

В счетчике 8 импульсов продолжается счет импульсов, поступающих с частотой (N -1). t. По переполнении в счетчике 8 Формируется импульс переполнения, поступающий на первый вход элемента И-ИЛИ 17, на второй вход которого подая высокий уровень единичного cooTàÿêèÿ триггера 15. Выходной импульс определяет конец временного интервала преобразователя. По этому импульсу производится установка в 0 триггера.2, тем самым запрещается работа генератора 1.

Временной интервал для данного случая, соответствующий данному коду преобразования, определяется следующим выражением: Г=1п N ° t-(N-1-k) . N -t +(N-k) (N-1), где t - период основной частоты . следования импульсов генератора;

m — число, определяемое кодом старших разрядов (m 0,1,2...); — число, определяемое кодом старших разрядов (k=0,1,2..., (n-1) у

N ; число, заданное кодом Н, определяющее основную частоту преобразования.

Рассмотрим преобразование кода, когда число, определяемое кодом старших разрядов, меньше числа, определяемого кодам младших разрядов (m

И-ИЛИ 5 с частотой, заданной управляющим кодом N поступает на счетчик.

8 импульсов и через элемент 18 saдержки на элемент 11. сравнения. Время задержки в элементе 18 задержки должно быть не меньше времени переключения счетчика 8 импульсов. Наличие всех единиц в старших разрядах фиксируется через элемент И 9 триггером 10. Импульсом переполнения счетчика 8 производится переключение в единичное состояние триггера 16 через элемент И 14. Высокий уровень с прямого выхода триггера 16 поступает на второй вход счетчика 7 импульсов и производит сброс в нулевое состояние ранее записанного управляющего кода N. Выходной импульс с первого выхода дешифратора 6, соответствующий коду ...000, поступает на элемент И-ИЛИ 5 для разрешения прохождения импульсов первого канала распределителя 3 с частотой

Имнульсы с. элемента И-ИЛИ 5 частотой t. поступают на счетный вход счетчика 8. Когда число, определяемое кодом младших разрядов, записанного в элементе ll сравнения, равно числу, определяемому кодом младших разрядов счетчика 8, и на выходе триггера 10 имеется высокий уровень, то на выходе элемента 11 сравнения формируется импульс сравнения. Этот импульс поступает на третий вход элемента И-ИЛИ 17, выходной сигнал которого и является концом временного .преобразования за99 320

10 данного кода. Этот сигнал устанав- . ливает в нулевое состояние триггер 2.

Временной интервал в данном случае определяется выражением

Vü= m

t - -частота работы генератора;

N — -число,,заданное кодом N, определяющее основную частоту преобразования.

Предлагаемый преобразователь характеризуется возможностью оперативногО изменения частоты работы, что позволяет повысить быстродействие за счет уменьшения преобразования времени подготовки к преобразованию заданного кода.

Формула изобретения

Преобразователь. кода во временной интервал,- содержащий. генератор импульсов, вход которого соединен с выходом первого триггера, первый вход которого соединен с шиной Пуск и первыми входами второго и третьего триггеров, второй вход второго триггера подкюпочен к выходу

-первого элемента И, первый вход которого соединен с обратным выходом третьего триггера, а второй вход— с первым входом элемента И-ИЛИ и выходом-счетчика -импульсов, установочные входы которого подключены к шине старших разрядов кода, выходы старших разрядов - к соответствующим входам второго элемента И, выход которого соединен с первым входом четвертого триггера, а выходы младших разрядов -к соответствующим первым входам элемента сравнения, вторые входы которого подключены к шине младших разрядов кода, -тре- . тий вход — к выходу четвертого триггера, четвертый вход через первый элемент задержки — к счетному входу счетчика импульсов, а выход — к.второму входу элемента И-ИЛИ и первому входу третьего элемента И, второй вход которого соединен с.обратным выходом второго триггера, прямой выход которого соединен с третьим входом элемента И-ИЛИ, четвертый вход которого подключен к . прямому выходу третьего. триггера, а выход — к выходной шине и второму входу первого триггера, второй элемент задержки и пятый триггер, отличающийся тем, что, с целью. повышения быстродействия, в него введены второй счетчик импульсов,, дешифратор,. второй элемент

15 И-ИЛИ и распределитель импульсов, ;при этом выход генератора импульсов соединен с первым входом распределителя импульсов, выходы которого подключены к первой группе входов

20 второго элемента И-ИЛИ, вторая группа входов которого соединена с соответствующими выходами дешифратора, первый вход которого подключен к выходу пятого триггера, а вторые входы — к соответствующим выходам второго счетчика импульсов, установочные входы которого подключены к шине управляющего кода,.причем выход второго элемента И-ИЛИ соединен со счетным входом первого счетчика импульсов и через второй элемент задержки с вторым входом распределителя импульсов и первым входом пятого триггера, второй вход кото35 рого соединен с пеРвым в содом вто рого триггера, прямой выход которого подключен к первому счетному входу второго счетчика импульсов, второй счетный вход которого соединен с выходом элемента сравнения, а второй вход четвертого триггера соединен с шиной Пуск .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

45 . l. Авторское свидетельство CCCP

9 547969, кл. Н 03 К 13/20, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 3251294/18-21, кл. Н 03 К 13/20, 1981 (прототип).

Составитель В,Войтов

Редактор С.Крупенина Техред И.Надь Корректор E. Рошко

Заказ б 70/45 Тираж 934 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раутаская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4