RU2498384C1 - Широкодиапазонный нониусный рециркуляционный преобразователь временных интервалов в цифровой код - Google Patents
Широкодиапазонный нониусный рециркуляционный преобразователь временных интервалов в цифровой код Download PDFInfo
- Publication number
- RU2498384C1 RU2498384C1 RU2012122749/28A RU2012122749A RU2498384C1 RU 2498384 C1 RU2498384 C1 RU 2498384C1 RU 2012122749/28 A RU2012122749/28 A RU 2012122749/28A RU 2012122749 A RU2012122749 A RU 2012122749A RU 2498384 C1 RU2498384 C1 RU 2498384C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- circuit
- pulse
- output
- converter
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Изобретение относится к измерительной технике. Преобразователь состоит из рециркулятора старт-импульса, рециркулятора стоп-импульса, первого и второго счетчиков импульсов, а также RS-триггера. При этом рециркулятор старт-импульса содержит схему ИЛИ, первый вход которой соединен с шиной «Старт-импульс» преобразователя и с S-входом RS-триггера, прямой выход которого подключен к первому входу первой схемы И, инверсный - к первому входу второй схемы И, выход которой соединен с третьим входом схемы ИЛИ и через дополнительную линию задержки со вторым входом схемы ИЛИ, четвертый вход которой подключен к выходу первой схемы И и к счетному входу первого счетчика импульсов, а выход к первому входу третьей схемы И, выход которой соединен с С-входом D-триггера и через линию задержки старт-импульса со вторыми входами первой и второй схемами И. Рециркулятор стоп-импульса содержит схему ИЛИ, первый вход которой подключен к шине «Стоп-импульс» преобразователя и R-входу RS-триггера, а выход к первому входу схемы И, выход которой соединен со счетным входом второго счетчика импульсов, с D-входом D-триггера и через линию задержки стоп-импульса со вторым входом схемы ИЛИ, а второй вход схемы И подключен ко второму входу третьей схемы И и к инверсному выходу D-триггера, R-вход которого соединен с управляющими входами первого и второго счетчиков импульсов и с шиной «Управление» преобразователя. Технический результат - повышение быстродействия преобразования. 2 ил.
Description
Предлагаемое изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для построения преобразователей время-код коротких одиночных временных интервалов (ВИ), заданных старт- и стоп-импульсами.
Известен преобразователь (аналог), имеющий один рециркулятор, используемый для рециркуляции старт- и стоп-импульсов и образованный первой схемой ИЛИ, выход которой подключен через первую линию задержки к первому входу второй схемы ИЛИ и через вторую линию задержки ко второму входу второй схемы ИЛИ, выход которой соединен с первым входом первой схемы ИЛИ и через делитель импульсов со счетным входом счетчика импульсов, а шина вход преобразователя подключена ко второму входу первой схемы ИЛИ [1].
Недостатком данного преобразователя является низкое быстродействие преобразования, обусловленное тем, что период рециркуляции должен удовлетворять условию
(где
- наибольшее значение длительности преобразуемого ВИ).
Известен широкодиапазонный нониусный преобразователь (прототип), содержащий два рециркулятора, один из которых служит для рециркуляции старт-импульса с периодам
(рециркулятор старт-импульса), а второй - стоп-импульса с периодам Тсп=Тст-τ (рециркулятор стоп-импульса) преобразуемого ВИ, причем каждый из рециркуляторов содержит схему ИЛИ, первый вход которой соединен с входной шиной преобразователя, выход - с первым входом схемы И, выход которой через линию задержки подключен ко второму входу схемы ИЛИ, а вторые входы схемы И обоих рециркуляторов объединены и соединены с выходом блока управления работой рециркуляторов, первый вход которого подключен к выходу схемы ИЛИ рециркулятора старт-импульса, второй вход - к выходу схемы И рециркулятора стоп-импульса и к счетному входу счетчика импульсов, управляющий вход которого соединен с третьим входом блока управления работой рециркуляторов и с шиной управления преобразователя [2].
Недостатком данного преобразователя является также низкое быстродействие преобразования.
Целью предлагаемого изобретения является повышение быстродействия преобразования.
Поставленная цель достигается тем, что в рециркуляторе старт-импульса длительность старт-импульса в каждой из рециркуляции начиная с момента появления стоп-импульса последовательно расширяется на калиброванную величину длительности до тех пор, пока не произойдет их совпадение со стоп-импульсом, рециркулирующим в рециркуляторе стоп-импульса без изменения своей исходной длительности.
На Фиг.1 приведена функциональная схема широкодиапазонного нониусного рециркуляторного преобразователя временных интервалов в цифровой код, а на Фиг.2 - временные диаграммы его работы.
Широкодиапазонный нониусный рециркуляционный преобразователь временных интервалов в цифровой код содержит рециркулятор старт-импульса и рециркулятор стоп-импульса, причем рециркулятор старт-импульса содержит схему ИЛИ 1 первый вход которой соединен с шиной 2 «Старт-импульс» преобразователя и с S-входом RS-триггера 3, прямой выход которого подключен к первому входу первой схемы И 4, инверсный - к первому входу второй схемы И 5, выход которой соединен с третьим входом схемы ИЛИ 1 и через дополнительную линию задержки 6 со вторым входом схемы ИЛИ 1, четвертый вход которой подключен к выходу первой схемы И 4 и к счетному входу первого счетчика импульсов 7, выход к первому входу третьей схемы И 18, выход которой соединен с С-входом D-триггера 9 и через линию задержки старт-импульса 10 со вторыми входами первой 4 и второй 5 схем И, а рециркулятор стоп-импульса содержит схему ИЛИ 11, первый вход которой подключен к шине 12 «Стоп-импульс» преобразователя и R-входу RS-триггера 3, а выход к первому входу схемы И 13, выход которой соединен со счетным входом второго счетчика импульсов 14, с D-входом D-триггера 9 и через линию задержки 15 стоп-импульса со вторым входом схемы ИЛИ 11 а второй вход - ко второму входу третьей схемы И 8 и к инверсному выходу D-триггера 9, R-вход которого соединен с управляющими входами первого 7 и второго 14 счетчиков импульсов и с шиной 16 «Управление» преобразователя.
Рассмотрим работу предлагаемого преобразователя.
Перед началом преобразования сигналом управления, подаваемого на шину 16 «Управление» преобразователя, посредством D-триггера 9, третьей схемы И 8 и схемы И 13 осуществляется открытие рециркуляторов старт- и стоп-импульсов и установка первого 7 и второго 14 счетчиков импульсов в исходное состояние.
При поступлении старт-импульса RS-триггер 3 переключается, вторая схема И 5 закрывается, а первая схема И4 открывается и в рециркуляторе старт- импульса начинается процесс рециркуляции старт-импульса.
Старт- и стоп-импульсы, соответствующие началу и концу преобразуемого ВИ длительностью tx, должны иметь калиброванные длительности, соответственно
и
, где
,
- суммарное время переключения логических элементов соответственно рециркулятора старт-импульса (схема ИЛИ 1, первая 4 или вторая 5 схема И и схема И 8) и рециркулятора стоп-импульса (схема ИЛИ 11 и схема И 13), а τ - калиброванная длительность, представляет собой дискретность преобразования и задается временем задержки дополнительной линии задержки 6.
До момента поступления на шину 12 преобразователя стоп-импульса на выходе третьей схемы И 8 рециркулятора старт-импульса вырабатывается последовательность старт-импульсов tст, с периодом Тст (см. Фиг.2, диаграммы б, ж).
Первый счетчик импульсов 7 фиксирует число импульсов
периодической последовательности старт-импульсов, заполнивших ВИ длительностью tx (см. Фиг.2, диаграмма ж).
С приходом на шину 12 стоп-импульса RS-триггера 3 переключается (см. Фиг.2, диаграмма д), первая схема И 4 закрывается, а вторая схема И 5 открывается. С этого момента времени рециркулятор старт-импульсов начинает вырабатывать периодическую последовательность старт-импульсов tст с периодом также Тст, но с последовательно возрастающей длительностью импульсов tст в каждой из рециркуляции, то есть
, где i=1, 2, 3,…, Nст - порядковый номер рециркуляции в рециркуляторе старт-импульса с момента прихода на шину 12 стоп-импульса (см.Фиг 2, диаграмма б).
В то же время стоп-импульс рециркулирует в рециркуляторе стоп-импульса с периодом рециркуляции
(
- время задержки линии задержки 15 стоп-импульса), но при этом его исходная длительность остается неизменной, т.е.
, (см. Фиг.2, диаграмма в).
Для обеспечения условия работоспособности преобразователя в диапазоне
необходимо строгое выполнение условий Тсп=Тст-τ (или
и
.
Так как период рециркуляции рециркулятора старт-импульса больше периода рециркуляции рециркулятора стоп-импульса на величину τ, то в каждой из рециркуляций импульсы
. на выходе третьей схемы И 8 и импульсы tсп на выходе схемы И 13 приближаются друг к другу по времени на величину 2τ до тех пор, пока через
рециркуляции не совпадут.
В момент совпадения импульсов
и tсп D-триггер 9 переключается по своему инверсному выходу и закрывает рециркуляторы, то есть процесс рециркуляции в них прекращается (см. Фиг.2, диаграмма г). Число рециркуляции nсп регистрируется вторым счетчиком импульсов 14 (см. Фиг.2, диаграмма з).
Функция преобразования рассматриваемого преобразователя имеет вид
tx=nстТст+(nспτ+tст).
При Тст=Nстτ,
, (где N0 - цифровая величина суммарного времени переключения логических элементов рециркулятора стоп-импульсов, которая определяется в процессе настройки преобразователя),
tx={nстNст+nсп+(N0+1)}τ.
Значение (N0+1) целесообразно записывать во второй счетчик импульсов 14 перед началом преобразования сигналом управления, подаваемого на шину 16 "Управление" преобразователя. В этом случае по окончании процесса преобразования во втором счетчике импульсов 14 будет зафиксировано число, равное (nсп+N0+1).
Время преобразования рассмотренного преобразователя
в то время как в случае преобразователя прототипа
то есть предлагаемый широкодиапазонный нониусный рециркуляционный преобразователь временных интервалов в цифровой код имеет на Тпр-Т=NспTсп меньшее время преобразования чем преобразователь-прототип.
Таким образом, цель изобретения - повышение быстродействия преобразования - достигнута.
Литература
1. Авторское свидетельство СССР №654932, кл. G04F 10/00.
2. Мелешко Е.А. Наносекундная электроника в экспериментальной физике. М.: Энергоатомиздат, 1987, с.143, рис.5.11.
Claims (1)
- Широкодиапазонный нониусный рециркуляционный преобразователь временных интервалов в цифровой код, содержащий рециркулятор старт-импульса, рециркулятор стоп-импульса, первый и второй счетчики импульсов, а также RS-триггер, отличающийся тем, что с целью повышения быстродействия преобразования рециркулятор старт-импульса содержит схему ИЛИ, первый вход которой соединен с шиной «Старт-импульс» преобразователя и с S-входом RS-триггера, прямой выход которого подключен к первому входу первой схемы И, инверсный - к первому входу второй схемы И, выход которой соединен с третьим входом схемы ИЛИ и через дополнительную линию задержки со вторым входом схемы ИЛИ, четвертый вход которой подключен к выходу первой схемы И и к счетному входу первого счетчика импульсов, а выход к первому входу третьей схемы И, выход которой соединен с С-входом D-триггера и через линию задержки старт-импульса со вторыми входами первой и второй схемами И, а рециркулятор стоп-импульса содержит схему ИЛИ, первый вход которой подключен к шине «Стоп-импульс» преобразователя и R-входу RS-триггера, а выход к первому входу схемы И, выход которой соединен со счетным входом второго счетчика импульсов, с D-входом D-триггера и через линию задержки стоп-импульса со вторым входом схемы ИЛИ, а второй вход схемы И - ко второму входу третьей схемы И и к инверсному выходу D-триггера, R-вход которого соединен с управляющими входами первого и второго счетчиков импульсов и с шиной «Управление» преобразователя.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012122749/28A RU2498384C1 (ru) | 2012-06-01 | 2012-06-01 | Широкодиапазонный нониусный рециркуляционный преобразователь временных интервалов в цифровой код |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012122749/28A RU2498384C1 (ru) | 2012-06-01 | 2012-06-01 | Широкодиапазонный нониусный рециркуляционный преобразователь временных интервалов в цифровой код |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2498384C1 true RU2498384C1 (ru) | 2013-11-10 |
Family
ID=49683324
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012122749/28A RU2498384C1 (ru) | 2012-06-01 | 2012-06-01 | Широкодиапазонный нониусный рециркуляционный преобразователь временных интервалов в цифровой код |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2498384C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2730125C1 (ru) * | 2020-01-20 | 2020-08-17 | Геннадий Николаевич Абрамов | Рециркуляционно-нониусный время-цифровой преобразователь |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU954918A2 (ru) * | 1981-03-10 | 1982-08-30 | Ульяновский политехнический институт | Измеритель длительности временных интервалов |
SU1631509A1 (ru) * | 1987-12-31 | 1991-02-28 | Г.Н.Абрамов | Многотактный рециркул ционный преобразователь врем - код |
EP1961122B1 (en) * | 2006-02-17 | 2009-08-05 | Verigy (Singapore) Pte. Ltd. | Time-to-digital conversion with calibration pulse injection |
US20100183066A1 (en) * | 2009-01-22 | 2010-07-22 | National Taiwan University of Science &Technology | Digital to time converter and digital to time converting method |
RU2446427C1 (ru) * | 2010-10-01 | 2012-03-27 | Юрий Геннадьевич Абрамов | Нониусный преобразователь время-код |
-
2012
- 2012-06-01 RU RU2012122749/28A patent/RU2498384C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU954918A2 (ru) * | 1981-03-10 | 1982-08-30 | Ульяновский политехнический институт | Измеритель длительности временных интервалов |
SU1631509A1 (ru) * | 1987-12-31 | 1991-02-28 | Г.Н.Абрамов | Многотактный рециркул ционный преобразователь врем - код |
EP1961122B1 (en) * | 2006-02-17 | 2009-08-05 | Verigy (Singapore) Pte. Ltd. | Time-to-digital conversion with calibration pulse injection |
US20100183066A1 (en) * | 2009-01-22 | 2010-07-22 | National Taiwan University of Science &Technology | Digital to time converter and digital to time converting method |
RU2446427C1 (ru) * | 2010-10-01 | 2012-03-27 | Юрий Геннадьевич Абрамов | Нониусный преобразователь время-код |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
DUDEK P ET AL: "A HIGH-RESOLUTION CMOS TIME-TO-DIGITAL CONVERTER UTILIZING A VERNIER DELAY LINE" IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS, IEEE SERVICE CENTER, PISCATAWAY, NJ, US, vol. 35, no. 2, February 2000 (2000-02), pages 240-246. * |
Мелешко Е.А. Наносекундная электроника в экспериментальной физике. - М.: Энергоатомиздат, 1987, с.143, рис.5.11. Ю.Г. Абрамов. Простые широкодиапазонные рециркуляционные преобразователи время-код // Радиоэлектронная техника: межвузовский сборник научных трудов Ульяновск: УлГТУ, 2010. - 196 c. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2730125C1 (ru) * | 2020-01-20 | 2020-08-17 | Геннадий Николаевич Абрамов | Рециркуляционно-нониусный время-цифровой преобразователь |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7804290B2 (en) | Event-driven time-interval measurement | |
CN1940777B (zh) | 高分辨率时间间隔测量设备和方法 | |
US8228763B2 (en) | Method and device for measuring time intervals | |
RU2498384C1 (ru) | Широкодиапазонный нониусный рециркуляционный преобразователь временных интервалов в цифровой код | |
RU2483438C1 (ru) | Преобразователь время-код рециркуляционного типа | |
RU2443007C2 (ru) | Способ рециркуляционного преобразования время-код наносекундного диапазона | |
RU2598975C1 (ru) | Нониусный рециркуляционный преобразователь время-код повышенного быстродействия | |
RU2566333C1 (ru) | Дифференциальный измерительный преобразователь | |
RU2393519C1 (ru) | Рециркуляционный преобразователь время-код | |
US10545462B2 (en) | Time-to-voltage converter | |
RU2453889C1 (ru) | Рециркуляционный преобразователь время-код прогрессирующего типа | |
RU2707380C1 (ru) | Нониусный рециркуляционный преобразователь время-код повышенного быстродействия | |
RU2730125C1 (ru) | Рециркуляционно-нониусный время-цифровой преобразователь | |
RU2638972C2 (ru) | Способ измерения частоты | |
RU2446427C1 (ru) | Нониусный преобразователь время-код | |
RU2583165C1 (ru) | Интерполирующий преобразователь интервала времени в цифровой код | |
RU2496130C1 (ru) | Способ рециркуляционного преобразования коротких одиночных временных интервалов в цифровой код | |
RU2379824C1 (ru) | Измеритель интервалов времени | |
RU2494430C1 (ru) | Способ рециркуляционно-нониусного преобразования время - код | |
RU194217U1 (ru) | Устройство для измерения времен задержек распространения сигнала оптоэлектронных переключателей логических сигналов | |
RU2453888C1 (ru) | Рециркуляционный пвк с хронотронным интерполятором | |
RU2722410C1 (ru) | Способ измерения временного интервала и устройство для его осуществления | |
Gh Hulea et al. | Method and system for time intervals measurement | |
Chouial et al. | Ideal Behavior of Vernier and Flash TDCs Implemented in a Spartan-6 FPGA | |
RU2459736C1 (ru) | Устройство контроля состояния рельсовой линии |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140602 |