RU2040854C1 - Device for generation of time interval - Google Patents
Device for generation of time interval Download PDFInfo
- Publication number
- RU2040854C1 RU2040854C1 SU4921217A RU2040854C1 RU 2040854 C1 RU2040854 C1 RU 2040854C1 SU 4921217 A SU4921217 A SU 4921217A RU 2040854 C1 RU2040854 C1 RU 2040854C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- bus
- delay line
- time interval
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Unknown Time Intervals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано при построении измерительных систем. The invention relates to a pulse technique and can be used in the construction of measuring systems.
Известны преобразователи цифрового кода во временной интервал, основанные на считывании заданного двоичного кода сигналами эталонной частоты и содержащие схему привязки импульсов эталонного генератора к началу формируемого интервала времени [1, 2]
Недостатком данных устройств является сложность схем синхронизации, требующих коррекции сформированного временного интервала полученным кодом ошибки синхронизации.Known converters of a digital code in a time interval based on reading a given binary code by the signals of the reference frequency and containing a circuit for linking the pulses of the reference generator to the beginning of the generated time interval [1, 2]
The disadvantage of these devices is the complexity of the synchronization schemes that require correction of the generated time interval by the received synchronization error code.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению техническим решением является устройство [3] содержащее эталонный генератор импульсов, счетчик, синхронизатор, триггер управления и многотактный генератор. Closest to the proposed invention, the technical solution is a device [3] containing a reference pulse generator, counter, synchronizer, control trigger and multi-cycle generator.
Недостатком данной схемы является низкая точность, т.к. синхронизация с началом формируемого интервала имеет ошибку, определяемую периодом импульсов эталонного генератора, деленным на число выходов многотактного генератора, которое ограничено частотными свойствами элементов генератора, кроме того, дискретность задаваемого временного интервала определяется периодом импульсов эталонного генератора, в результате ограниченность диапазона задаваемых интервалов времени также приводит к снижению точности. The disadvantage of this scheme is the low accuracy, because synchronization with the beginning of the generated interval has an error determined by the pulse period of the reference generator divided by the number of outputs of the multi-cycle generator, which is limited by the frequency properties of the generator elements, in addition, the discreteness of the specified time interval is determined by the pulse period of the reference generator, as a result, the limited range of the specified time intervals also leads to reduce accuracy.
Цель предлагаемого изобретения повышение точности формирования временного интервала. The purpose of the invention is to increase the accuracy of the formation of the time interval.
Поставленная цель достигается тем, что в устройство формирования временного интервала, содержащее эталонный генератор импульсов, синхронизатор, соединенный синхронизирующим входом с шиной запуска устройства, а выходом с входом шифратора, выход которого соединен с информационным входом первого регистра, триггер управления, вход установки которого соединен с шиной запуска устройства, вход сброса с шиной установки устройства, а выход с управляющим входом первого регистра, счетчик импульсов, выход которого соединен с выходом устройства, информационный вход с шиной кода интервала старших разрядов, а вход занесения с шиной установки, дополнительно введены линия задержки с отводами, вход которой соединен с выходом генератора импульсов, а выходы с входами синхронизатора, мультиплексор, выход которого соединен со счетным входом счетчика, а входы с выходами линии задержки с отводами, вход разрешения с выходом триггера управления, сумматор, выход которого соединен с управляющим входом мультиплексора, а вход первого слагаемого соединен с выходом первого регистра, и второй регистр, выход которого соединен с входом второго слагаемого сумматора, а управляющий вход с шиной установки устройства, информационный вход соединен с шиной кода интервала младших разрядов. This goal is achieved by the fact that in the device for forming a time interval containing a reference pulse generator, a synchronizer connected by a synchronizing input to the device start bus, and an output with an encoder input, the output of which is connected to the information input of the first register, a control trigger, the installation input of which is connected to a device start bus, a reset input with a device installation bus, and an output with a control input of the first register, a pulse counter, the output of which is connected to the device output, the information input with the code bus of the interval interval of the upper digits, and the input of entry with the bus of the installation, an additional delay line with taps is introduced, the input of which is connected to the output of the pulse generator, and the outputs with the inputs of the synchronizer, the multiplexer, the output of which is connected to the counter input of the counter, and the inputs with outputs of the delay line with taps, a permission input with the output of the control trigger, an adder whose output is connected to the control input of the multiplexer, and the input of the first term is connected to the output of the first register, and the second mp, the output of which is connected to the input of the second term of the adder, and the control input with the installation bus of the device, the information input is connected to the bus code of the interval of the least significant bits.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявленное устройство содержит новые элементы: линию задержки с отводами и мультиплексор, позволяющие уменьшить счетный дискрет формируемого интервала времени без повышения частоты эталонного генератора, а также второй регистр и сумматор, обеспечивающие введение дополнительных младших разрядов кода интервала времени. Поэтому данное техническое решение отвечает критерию "новизна". Для установления соответствия технического решения критерию "существенные отличия" проанализируем предлагаемое решение с существующими. Comparative analysis with the prototype shows that the claimed device contains new elements: a delay line with taps and a multiplexer that can reduce the counting discrete of the generated time interval without increasing the frequency of the reference generator, as well as a second register and adder, providing the introduction of additional low-order bits of the time interval code. Therefore, this technical solution meets the criterion of "novelty." To establish compliance of the technical solution with the criterion of "significant differences" we analyze the proposed solution with existing ones.
Во-первых, применение линии задержки с отводами эквивалентно применению генератора счетных эталонных импульсов с частотой, в n раз большей предельно возможной для данного генератора, где n число отводов линии задержки. First, the use of a delay line with taps is equivalent to the use of a generator of countable reference pulses with a frequency n times greater than the maximum possible for a given generator, where n is the number of taps of the delay line.
Во-вторых, возможность управлять подключением соответствующего вывода линии задержки в соответствии с кодом задаваемого интервала к счетному входу счетчика позволяет с большей точностью задавать формируемый временной интервал. Тем самым и точность, и дискретность временного интервала определяются дискретом отвода линии задержки, причем он свободно может уложиться в предел нестабильности эталонного генератора. Secondly, the ability to control the connection of the corresponding output of the delay line in accordance with the code of the specified interval to the counter input of the counter allows you to more accurately set the generated time interval. Thus, both the accuracy and the discreteness of the time interval are determined by the discrete tap of the delay line, and it can freely fit into the instability limit of the reference generator.
При сравнении заявляемого технического решения не только с прототипом, но и с другими известными техническими решениями не обнаружены решения, обладающие сходными признаками. Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию "существенные отличия". When comparing the claimed technical solution not only with the prototype, but also with other well-known technical solutions, solutions with similar features were not found. This allows us to conclude that the technical solution meets the criterion of "significant differences".
На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства для формирования временного интервала. In FIG. 1 shows a structural diagram of the proposed device for forming a time interval.
Устройство содержит генератор импульсов 1, линию задержки 2 с отводами, синхронизатор 3, триггер управления 4, мультиплексор 5, шифратор 6, второй регистр 7, сумматор 8, первый регистр 9 и счетчик 10. Выход генератора импульсов 1 соединен с входом линии задержки 2, а выходы отводов линии задержки 2 соединены с входами мультиплексора 5 и синхронизатора 6, синхронизирующий вход которого соединен с шиной запуска, а выходы через шифратор 6 и первый регистр 9 с входами первого слагаемого сумматора 8. Информационный выход мультиплексора 5 соединен с счетным входом счетчика 10, а управляющий вход с выходом сумматора 8. Выход триггера управления 4 соединен с входом разрешения мультиплексора 5 и входом занесения информации первого регистра 9. Выход второго регистра 7 соединен с входом второго слагаемого сумматора 8, а информационный вход соединен с шиной "Код интервала младшие разряды". Информационный вход счетчика 10 соединен с шиной "Код интервала старшие разряды", а выход счетчика 10 соединен с выходом устройства. Шина установки соединена с входами занесения второго регистра 7 и счетчика 10, а также с входом "Сброс" триггера управления 4, вход занесения которого соединен с шиной запуска. The device comprises a pulse generator 1, a delay line 2 with taps, a synchronizer 3, a control trigger 4, a multiplexer 5, an encoder 6, a second register 7, an adder 8, a first register 9 and a counter 10. The output of the pulse generator 1 is connected to the input of the delay line 2, and the outputs of the taps of the delay line 2 are connected to the inputs of the multiplexer 5 and synchronizer 6, the synchronizing input of which is connected to the start bus, and the outputs through the encoder 6 and the first register 9 with the inputs of the first term adder 8. The information output of the multiplexer 5 is connected to the counting the counter input 10, and the control input with the output of the adder 8. The output of the control trigger 4 is connected to the enable input of the multiplexer 5 and the input of the information of the first register 9. The output of the second register 7 is connected to the input of the second term of the adder 8, and the information input is connected to the Code bus interval low-order bits. " The information input of the counter 10 is connected to the bus "Code interval high-order bits", and the output of the counter 10 is connected to the output of the device. The installation bus is connected to the inputs of the second register 7 and the counter 10, as well as to the input "Reset" of the control trigger 4, the input of which is connected to the start bus.
Предлагаемое устройство работает следующим образом. The proposed device operates as follows.
Импульсы счета эталонной частоты, вырабатываемые генератором 1, распределенные во времени и в пространстве линией задержки 2, так что его период То разбивается на n временных дискретов, каждый из которых ≥ То/n (где n число выводов линии задержки), поступают на входы синхронизатора 3. На одном из выходов синхронизатора по сигналу "Запуск" формируется импульс, совпадающий во времени с передним фронтом импульса одноименного отвода линии задержки 2. Далее с выхода синхронизатора 3 унитарный код поступает на шифратор 6 двоичного кода, с выхода шифратора двоичный код поступает на вход регистра 9, где запоминается по переднему фронту сигнала с триггера управления 4. На второй регистр 7 с входа устройства поступает и запоминается сигналом "Установка" двоичный код временного интервала младшие разряды (код временного интервала, соответствующий части периода импульса счета с генератора 1). С выходов регистров 7 и 9 двоичные коды поступают на входы сумматора 8, с выхода которого сумма этих кодов поступает на управляющий вход мультиплексора 5, тем самым подключая соответствующий выход линии задержки 2 к счетному входу счетчика 10. На счетчике 10 по сигналу "Установка" записался код временного интервала старшие разряды (код временного интервала, соответствующий целому числу периодов импульсов счета с генератора 1). При полном считывании кода со счетчика 10 на выходе его формируется сигнал, означающий отметку заданного временного интервала, причем дробная часть этого временного интервала, меньшая периода счета, была учтена при подключении соответствующего отвода линии задержки 2.The counting pulses of the reference frequency generated by the generator 1, distributed in time and in space by the delay line 2, so that its period T о is divided into n time samples, each of which ≥ Т о / n (where n is the number of conclusions of the delay line), arrive at inputs of the synchronizer 3. At one of the outputs of the synchronizer, a “Start” signal generates a pulse that coincides in time with the leading edge of the pulse of the same name for the delay line 2. Then, from the output of the synchronizer 3, the unitary code is sent to the encoder 6 of the binary code, from the output of the cipher The binary code is fed to the input of register 9, where it is stored on the leading edge of the signal from the control trigger 4. The binary code of the time interval is received and stored in the “Setup” signal to the second register 7 by the binary signal (code of the time interval corresponding to part of the counting pulse period) from the generator 1). From the outputs of registers 7 and 9, the binary codes go to the inputs of the adder 8, from the output of which the sum of these codes goes to the control input of the multiplexer 5, thereby connecting the corresponding output of the delay line 2 to the counting input of the counter 10. On the counter 10, the signal “Set” was written time interval code high order (time interval code corresponding to an integer number of counting pulse periods from generator 1). When the code is completely read from counter 10, a signal is generated at the output of it, indicating the mark of the specified time interval, and the fractional part of this time interval, shorter than the counting period, was taken into account when connecting the corresponding tap of the delay line 2.
Устройство включается в работу сигналом "Запуск", означающим начало формируемого временного интервала, и сигналом "Установка", по которому заносится код интервала и осуществляется сброс триггера управления 4. Кроме этого, по сигналу "Запуск" формируется сигнал разрешения счета на триггере 4 и формируется в регистре 9 двоичный код номера отвода линии задержки 2, на котором сигнал совпадает с сигналом запуска. The device is turned on by the “Start” signal, which means the beginning of the generated time interval, and the “Set” signal, which records the interval code and resets the control trigger 4. In addition, the “Start” signal generates an account resolution signal on the trigger 4 and generates in register 9, the binary code of the tap number of the delay line 2, on which the signal coincides with the trigger signal.
На фиг. 2 показана схема синхронизатора 3. In FIG. 2 shows a diagram of a synchronizer 3.
На каждом входе имеется схема И, на вторые входы этих схем подается сигнал "Запуск" (синхронизирующий сигнал), являющийся разрешающим, в результате чего на выходах появляются импульсы с отводов линии задержки 2, т.е. на выходах этих схем И фиксируется момент (отрезок) времени, больший периода импульсов с генератора 1, или равный ему. At each input there is an AND circuit, the Start signal (synchronizing signal), which is enable, is applied to the second inputs of these circuits, as a result of which pulses from the taps of delay line 2 appear at the outputs, i.e. at the outputs of these circuits AND is fixed moment (segment) of time, greater than the period of pulses from the generator 1, or equal to it.
Далее подключена следующая линейка схем совпадения на два входа (И), на один вход которых поступает сигнал с соответствующего выхода предыдущей схемы И, а на второй инвертированный вход cигнал с выхода предыдущей схемы И. В результате на одном из выходов схем совпадения (или на двух, если дискрет отвода линии задержки >То/n) появляется сигнал, совпадающий во времени только с передним фронтом одного из импульсов с линии задержки 2 и с передним фронтом сигнала "Запуск". Сигналы с каждой схемы совпадения поступают на базу транзистора схемы выделения максимального сигнала из n сигналов. Полностью отпирается тот транзистор, на котором действует максимальный сигнал, остальные закрываются, т.е. формируется унитарный код, который далее поступает на шифратор 6.Next, the following line of matching circuits is connected to two inputs (I), one input of which receives a signal from the corresponding output of the previous circuit And, and to the second inverted input, the signal from the output of the previous circuit I. As a result, one of the outputs of the matching circuits (or two if the discrete tap of the delay line> T o / n) a signal appears that coincides in time only with the leading edge of one of the pulses from the delay line 2 and with the leading edge of the "Start" signal. The signals from each matching circuit arrive at the base of the transistor circuit for extracting the maximum signal from n signals. The transistor on which the maximum signal acts is fully unlocked, the rest are closed, i.e. a unitary code is formed, which then goes to the encoder 6.
Реализация предлагаемого устройства возможна на широко распространенных элементах (например, микросхемах серии 1500, 6500, 530 и т.д.), кроме того, линию задержки с отводами можно реализовать на цепочке элементов серии ЭСЛ, ТТЛ с задержкой несколько наносекунд на один дискрет задержки. Генератор импульсов 1 представляет собой схему генерации с кварцевым резонатором или с термостатом, подобные схемы широко распространены и имеют достаточную точность (выше 10-5). С этой же точностью устройство позволяет формировать и временные интервалы.The implementation of the proposed device is possible on widely used elements (for example, microcircuits of the 1500, 6500, 530 series, etc.), in addition, a delay line with taps can be implemented on a chain of elements of the ESL, TTL series with a delay of several nanoseconds per delay delay. The pulse generator 1 is a generation circuit with a quartz resonator or with a thermostat, such circuits are widespread and have sufficient accuracy (above 10 -5 ). With the same accuracy, the device allows the formation of time intervals.
Точность определяется максимальной рабочей частотой элементной базы устройства. Многотактный генератор в прототипе представляет собой последовательностную схему, т. е. содержит элементы типа триггера. Линия задержки с отводами предлагаемого устройства не имеет подобных элементов, а может содержать комбинационные элементы с быстродействием в три раза выше (например, для серии 530 триггер имеет быстродействие ≈ 70 МГц или задержку порядка 15 нs, а логический элемент имеет задержку ≈ 5 нs), т.е. дискрет счета позволяет повысить точность в три раза. При этом импульсы счета счетчика 10 проходят только через ключ (мультиплексора 5), а формируемый код управления по цепи: синхронизатор 3, шифратор 6, первый регистр 9, сумматор 8, время срабатывания этой цепи должно уложиться в период импульсов с генератора 1. Установка длительности интервала (составляющей) через сумматор 8 также не вносит погрешности. Accuracy is determined by the maximum operating frequency of the element base of the device. The multi-cycle generator in the prototype is a sequential circuit, that is, it contains elements such as a trigger. The delay line with the taps of the proposed device does not have such elements, but may contain combinational elements with a speed of three times higher (for example, for the 530 series, the trigger has a speed of ≈ 70 MHz or a delay of about 15 ns, and a logic element has a delay of ≈ 5 ns), those. discrete counting allows you to increase accuracy by three times. In this case, the counters of the counter 10 pass only through the key (multiplexer 5), and the generated control code for the circuit: synchronizer 3, encoder 6, first register 9, adder 8, the response time of this circuit should be within the pulse period from generator 1. Setting the duration interval (component) through the adder 8 also does not introduce errors.
Пример конкретного исполнения. Элементная база серия 530, генератор 1 имеет частоту 70 МГц стабильностью 10-5, число отводов линии задержки 15 (дискрет задержки ≈ 1 нs). Тогда единица младшего разряда составляет 1 нs и для диапазона задаваемого интервала времени до 100 мкс погрешность составляет 10-5 (для прототипа единица младшего разряда 15 нs).An example of a specific implementation. Element base series 530, generator 1 has a frequency of 70 MHz with a stability of 10 -5 , the number of taps of the delay line 15 (delay discrete ≈ 1 ns). Then the unit of the least significant bit is 1 ns and for the range of the set time interval up to 100 μs, the error is 10 -5 (for the prototype unit is the least significant bit of 15 ns).
Таким образом, использование заявляемого устройства позволяет повысить точность задаваемого временного интервала. Thus, the use of the inventive device can improve the accuracy of the specified time interval.
(56) 1. Шполянский В.A. Хронометрические системы. M. "Машиностроение", 1980. (56) 1. Shpolyansky V.A. Chronometric systems. M. "Mechanical Engineering", 1980.
2. Автоматическая аппаратура контроля радиоэлектронного оборудoвания. М. "Cоветское радио", 1975. 2. Automatic control equipment for electronic equipment. M. "Soviet Radio", 1975.
3. Авторское свидетельство СССР N 1246045, кл. Н 03 К 5/153, 1986. 3. Copyright certificate of the USSR N 1246045, cl. H 03 K 5/153, 1986.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4921217 RU2040854C1 (en) | 1991-03-21 | 1991-03-21 | Device for generation of time interval |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4921217 RU2040854C1 (en) | 1991-03-21 | 1991-03-21 | Device for generation of time interval |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2040854C1 true RU2040854C1 (en) | 1995-07-25 |
Family
ID=21566196
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU4921217 RU2040854C1 (en) | 1991-03-21 | 1991-03-21 | Device for generation of time interval |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2040854C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU202557U1 (en) * | 2020-08-19 | 2021-02-24 | Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им.Н.Л.Духова» (ФГУП «ВНИИА») | Time interval conversion block |
-
1991
- 1991-03-21 RU SU4921217 patent/RU2040854C1/en active
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Автоматическая аппаратура контроля радиоэлектронного оборудования. Под ред. Н.Н.Пономаренко. М.: Советское радио, 1975, с.131, рис.7-8. * |
| Авторское свидетельство СССР N 1246045, кл. G 04F 10/04, 1983. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU202557U1 (en) * | 2020-08-19 | 2021-02-24 | Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им.Н.Л.Духова» (ФГУП «ВНИИА») | Time interval conversion block |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4439046A (en) | Time interpolator | |
| US5592659A (en) | Timing signal generator | |
| US4160154A (en) | High speed multiple event timer | |
| RU2040854C1 (en) | Device for generation of time interval | |
| US4453157A (en) | Bi-phase space code data signal reproducing circuit | |
| US4493095A (en) | Counter having a plurality of cascaded flip-flops | |
| IE50618B1 (en) | Programmable counter circuit | |
| SU1177910A1 (en) | Device for generating quaternary-coded sequences | |
| RU2205500C1 (en) | Analog-to-digital converter | |
| RU2093952C1 (en) | Digital circuit for frequency comparison | |
| SU746901A1 (en) | Pulse selector | |
| SU1259487A1 (en) | Shift-to-residual class system code converter | |
| SU425358A1 (en) | RECORDING DEVICE | |
| SU980279A1 (en) | Time interval-to-digital code converter | |
| SU717715A1 (en) | Arrangement for measuring time intervals in aperiodic pulse trains | |
| RU2037960C1 (en) | Converter from digital code to pulse frequency | |
| SU1115225A1 (en) | Code-to-time interval converter | |
| SU822348A1 (en) | Code-to-time interval converter | |
| SU445144A1 (en) | Binary to time converter | |
| SU1270887A1 (en) | Generator of difference frequency of pulse sequences | |
| SU1406756A1 (en) | Device for detecting pulsed coded combinations | |
| SU917303A1 (en) | Digital controllable delay line | |
| SU1092430A1 (en) | Digital phase meter | |
| SU1213524A1 (en) | Pseudorandom sequence generator | |
| SU1223350A1 (en) | Pseudorandom number generator |