RU2210097C2

RU2210097C2 - Duration-to-code converter

Info

Publication number: RU2210097C2
Application number: RU2001102095A
Authority: RU
Inventors: С.М. Игнатьев
Original assignee: Акционерное общество открытого типа "НИИ молекулярной электроники и завод "Микрон"
Priority date: 2001-01-25
Filing date: 2001-01-25
Publication date: 2003-08-10

Abstract

FIELD: electronics, applicable in devices for measurement of time intervals. SUBSTANCE: the device has a binary counter, information flip-flop. EFFECT: enhanced resolution of conversion. 2 dwg

Description

Изобретение относится к электронике и предназначено для использования в устройствах измерения временных интервалов. The invention relates to electronics and is intended for use in devices for measuring time intervals.

В устройствах измерения широко применяются преобразователи величин, представленных в непрерывной или аналоговой форме в код, например, см. Словарь радиолюбителя/ Под ред. Л.П. Крайзмера. Изд. 4-е, перераб. - Л.: Энергия, 1972, стр. 380, 381, которые могут выполнять измерение интервалов времени после приведения их к виду электрического сигнала, в частности напряжения на конденсаторе, заряжаемом постоянным током в течение преобразуемого времени. Такие устройства обеспечивают высокую достоверность преобразования только в случае использования прецизионных аналоговых элементов, что существенно их усложняет и, поэтому, является недостатком. In measuring devices, converters of quantities that are presented in continuous or analog form to a code are widely used, for example, see Ham Radio Dictionary / Ed. L.P. Kraismera. Ed. 4th, rev. - L .: Energia, 1972, p. 380, 381, which can measure time intervals after bringing them to the form of an electric signal, in particular the voltage across a capacitor charged with direct current for a converted time. Such devices provide high conversion reliability only in the case of using precision analog elements, which significantly complicates them and, therefore, is a disadvantage.

Этого недостатка лишен преобразователь длительность - код, вариант которого описан, например, в книге Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники: В 3-х томах: Т. 3. Пер. с англ. - 4-е изд. перераб. и доп. - М.: Мир, 1993, стр. 296, рис.15. 31. Это устройство по технической сущности наиболее близко патентуемому изобретению. The duration converter is deprived of this drawback - a code, a variant of which is described, for example, in the book of Horowitz P., Hill W. The art of circuitry: In 3 volumes: T. 3. Per. from English - 4th ed. reslave. and add. - M .: Mir, 1993, p. 296, Fig. 15. 31. This device is the technical essence of the closest patentable invention.

Наиболее близкий аналог содержит двоичный счетчик, тактовый вход прямого счета которого подключен к тактовому входу устройства, вход разрешения счета соединен со входом сигнала преобразуемой длительности, а выходы счетчика являются выходами соответствующих разрядов кода. The closest analogue contains a binary counter, the clock input of the direct count of which is connected to the clock input of the device, the input of the resolution of the account is connected to the input of the signal of the converted duration, and the outputs of the counter are outputs of the corresponding bits of the code.

Устройство - аналог работает следующим образом. Device - analogue works as follows.

Оно выполняет преобразование времени присутствия высокого логического уровня напряжения на входе преобразуемой длительности. Высокий уровень с этого входа, поступая на вход разрешения счета счетчика, позволяет ему увеличивать свое состояние на единицу при каждом переключении вверх уровня тактового сигнала. Таким образом, если до появления измеряемого импульса счетчик был обнулен, его состояние после окончания импульса будет соответствовать цифровому выражению длительности в единицах, определяемых периодом тактовых импульсов. It performs the conversion of the presence time of a high logical voltage level at the input of the convertible duration. A high level from this input, entering the counter resolution input, allows it to increase its state by one each time the clock signal level is switched up. Thus, if before the occurrence of the measured pulse the counter was reset to zero, its state after the end of the pulse will correspond to a digital expression of the duration in units determined by the period of the clock pulses.

Недостатком устройства - аналога является низкое разрешение преобразования. The disadvantage of the device is the analogue is the low resolution of the conversion.

Задачей изобретения является достижение технического результата, заключающегося в повышении разрешения преобразования вдвое. Поставленная задача решается в преобразователе длительность-код, содержащем двоичный счетчик, тактовый вход прямого счета которого подключен к тактовому входу устройства, вход разрешения счета соединен со входом сигнала преобразуемой длительности, а выходы счетчика являются выходами разрядов кода, введением информационного триггера, вход разрешения записи которого подключен ко входу сигнала преобразуемой длительности, а информационный вход соединен с тактовым входом устройства, инверсный выход информационного триггера и выходы счетчика соответственно являются выходами младшего разряда и старших разрядов кода. The objective of the invention is to achieve a technical result, which consists in increasing the resolution of the conversion by half. The problem is solved in the duration-code converter containing a binary counter, the direct input clock input of which is connected to the device clock input, the counter resolution input is connected to the signal of the converted duration, and the counter outputs are code bit outputs, by introducing an information trigger, the recording permission of which connected to the input of the signal of the converted duration, and the information input is connected to the clock input of the device, the inverse output of the information trigger and the outputs of the count tchika respectively are the outputs LSB and MSBs code.

Указанное выполнение преобразователя длительность - код позволяет определять длительность измеряемого импульса с разрешением, соответствующим половине периода тактовых импульсов. The specified execution of the converter duration - the code allows you to determine the duration of the measured pulse with a resolution corresponding to half the period of the clock pulses.

Отличительным признаком изобретения является то, что в устройство введен информационный триггер, предназначенный для определения младшего разряда кода длительности. A distinctive feature of the invention is that an information trigger is introduced into the device to determine the least significant bit of the duration code.

Проведенные патентные исследования подтвердили новизну изобретения, а также показали, что в литературе отсутствуют данные, указывающие на влияние отличий патентуемого изобретения на достижение технического результата. Поэтому следует считать, что патентуемое изобретение соответствует критериям новизны и изобретательского уровня. The conducted patent studies confirmed the novelty of the invention, and also showed that there are no data in the literature indicating the effect of the differences of the patented invention on the achievement of a technical result. Therefore, it should be considered that the patented invention meets the criteria of novelty and inventive step.

Изобретение поясняется чертежами, на которых изображены функциональная электрическая схема устройства (фиг.1) и временная диаграмма входных и выходных сигналов (фиг.2). The invention is illustrated by drawings, which depict a functional electrical diagram of the device (figure 1) and a timing diagram of the input and output signals (figure 2).

Преобразователь длительность-код содержит информационный триггер 1, инверсный выход которого является выходом Q₀ младшего разряда кода, и двоичный счетчик 2, выходы которого являются выходами Q₁-Q_n старших разрядов кода. Вход Е разрешения записи информационного триггера 1 и вход С разрешения счета двоичного счетчика 2 подключены ко входу сигнала преобразуемой длительности, а информационный вход D триггера 1 и тактовый вход +1 прямого счета двоичного счетчика 2 соединены с тактовым входом устройства.The duration-to-code converter contains an information trigger 1, the inverse output of which is the output Q _{0 of the} least significant bit of the code, and a binary counter 2, whose outputs are outputs Q ₁ -Q _{n of the} highest bits of the code. The input E of recording permission of the information trigger 1 and the input C of the resolution of the counter of the binary counter 2 are connected to the input of the signal of the converted duration, and the information input D of the trigger 1 and the clock input +1 of the direct count of the binary counter 2 are connected to the clock input of the device.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Высокий уровень сигнала преобразуемой длительности, поступая на вход С разрешения счета двоичного счетчика 2, позволяет счетчику 2 увеличивать свое состояние на единицу при каждом следующем после повышения уровня на входе С переключении вверх уровня тактового сигнала на входе +1 прямого счета. Если до появления измеряемого импульса счетчик 2 был обнулен, его состояние после окончания импульса будет соответствовать цифровому выражению длительности в единицах, определяемых периодом тактовых импульсов. Состояние счетчика 2 определяет уровни на выходах Q₁-Q_n старших разрядов кода.A high level of the signal of the converted duration arriving at the input C of the resolution of the counter of binary counter 2 allows the counter 2 to increase its state by one each time after increasing the level at the input With switching up the level of the clock signal at the input of +1 direct counting. If before the occurrence of the measured pulse counter 2 was reset, its state after the end of the pulse will correspond to a digital expression of the duration in units determined by the period of the clock pulses. The state of the counter 2 determines the levels at the outputs Q ₁ -Q _{n of the} upper bits of the code.

В присутствии высокого уровня на вход Е разрешения записи информационный триггер 1 отслеживает уровень сигнала на входе тактовых импульсов. Если измеряемый импульс заканчивается во время высокого уровня на входе тактовых импульсов, информационный триггер 1 фиксирует на выходе Q_О низкий уровень и наоборот, если во время спада уровня на входе Е уровень тактового сигнала оказался низким. Это определяет вес младшего разряда кода на выходе Q_О равным половине периода тактовых импульсов. Очевидно, что наибольшая точность работы устройства достигается при равенстве длительностей интервалов высокого и низкого уровней тактового сигнала и совпадении фронтов измеряемых и тактовых импульсов.In the presence of a high level at the input E of the recording permission, the information trigger 1 monitors the signal level at the input of the clock pulses. If the measured pulse ends during a high level at the input of clock pulses, the information trigger 1 detects a low level at the output Q _О and vice versa, if the level of the clock signal turned out to be low during the decline of the level at input E. This determines the weight of the least significant bit of the code at the output Q _O equal to half the period of the clock pulses. Obviously, the greatest accuracy of the device is achieved when the durations of the intervals of high and low levels of the clock signal are equal and the edges of the measured and clock pulses coincide.

Таким образом разрешение выполняемого устройством преобразования длительности в код составляет половину периода следования тактовых импульсов. Thus, the resolution of the conversion of the duration to code performed by the device is half the cycle period of the clock pulses.

Claims

Duration converter - a code containing a binary counter, the direct-input clock input of which is connected to the device clock input, the counter resolution input is connected to the signal of the convertible duration signal, and the counter outputs are code bit outputs, characterized in that an information trigger is entered into it, permission input records of which are connected to the input of the signal of convertible duration, and the information input is connected to the clock input of the device, the inverse output of the information trigger and the outputs of the counter with respectively, are the outputs of the low order and high order of the code.