SU1141397A1 - Преобразователь монотонно-измен ющегос кода - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и предна начено дл  преобразовани  цифровых к дов из одной системы счислени  в дру гую. Известен- п зеобразователь кодов, держащий первый, второй, третий и четвертый элементы И, элемент ИЛИ, элемент НЕ, генератор импульсов, счетчик старших разр дов входного и выходного кодов, счетчики младших разр дов входного и выходного йодов, выходы которых соединены с входами первого и второго элемента И соответ ственно, выход первого элемента И соединен, одновременно с управл ющими входами второго и третьего элемента и через элемент НЕ - с входом .четвертого элемента И, выход генератора импульсов соединен с вторыми входами -третьего и четвертого элементов И, а первый вход генератора импульсов под ключен к выходу второго элемента И, выход четвертого элемента И соединен с входами счетчиков младших разр дов входного и выходного кодов, выход третьего элемента И соединен одновре менно с входом счетчика старших разр дов входного кода, установочным входом счетчика младших разр дов , входного кода и первым вхоДом элемен та ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу счетчика младших разр дов выходного кода, а выход элемента ИЛИ соединен с входом счетчика младших разр дов выходного кода. Счетчики входного и выходного кодов разделены на части и осуществл етс  вычитание (сложение) величины веса мла шего разр да старших частей соответствующих счетчиков D Недостатками данного преобразовател   вл ютс  низкое быстродействие и зависимость времени преобразовани  от значени  входного кода4 Так, при преобразовании входно го кода преобразовател , содержащего дес тиразр дный счетчик, младшей Части требуетс  24 импульса дл  просчета каждой тыс чи чисел, составл ю щих значение входного кода. При этом остаток,не кратный тыс че, просчитываетс  без выигрыша в быстродействии . Наиболее близким к изобретению по технической сущности и схемному построению  вл етс  преобразователь монотонно измен ющегос  кода, со11 7 , 2 держащий счетчик входного кода, cveT4HK выходного кода, выходной регистр, схему сравнени , формирователь импульсов, генератор импульсов, первый элемент И, первый элемент ИЛИ, первый элемент НЕ, выход элемента И соединен со счетным входом счетчика входного кода и счетчика выходного кода через элемент ИЛИ, входы сброса которых соединены с выходом формировател  импульсов, перва  группа входов схемы сравнени  соединена с входами преобразовател , втора  группа - с выходами счетчика входного кода, а выходы - с входом элемента И и формировател  импульсов С2}. Недостаток известного преобразовател  также состоит в низком быстродействии , так как хот  и устранена временна  задержка в преобразовании монотонно измен ющегос  кода, но в период между сменами входного ;сода производитс  просчет импульсов генератора импульсов счетчиком входного кода до момента совпадени  значени  кода счетчика входного кода с новьм значением монотонно измен ющегос  входного кода.Врем , необходимое дл  просчета импульсов счетчика вход-ного кода, и определ ет частоту опроса датчика входного кода преобразователем , т.е., в конечном итоге, быстродействие преобразовател . Кроме того, монотонное изменение входного кода может происходить на число отличное от единицы. В этом случае известньй преобразователь будет выдавать ошибочные значени . Целью изобретени   вл етс  увеличение быстродействи . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в преобразователь монотонно измен ющегос  кода, содержащий счетчик входного кода, счетчик выходного код , выходной регистр, формирователь. импульсов, первый элемент И, элемент ИЛИ, первый элемент НЕ, генератор импульсов и схему сравнени , перва  группа входов которой  вл етс  информационными входами преобразовател , выходы которого соединены с выходами выходного регистра, информационные входы которого соединены с выходами счетчика выходного кода, управл ющий вход которого. вл етс  управл ющим входом преобразовател ,-втора  группа входов схемы сравнени  соединена . С- выходами счетчика входного кода. счетный вход которого соединен G выходом первого элемента И, первый вхо которого соединен с выходом генератора импульсов, второй вход - с йыходом первого элемента НЕ и с входом формировател  импульсов, выход которого соединен с входом записи выходного регистра, вход первого элемента НЕ соединен .с выходом схемы сравнени , дополнительно введе ны контрольный счетчик входного кода , контрольный счетчик вькодного кода, элемент задержки, второй, третий и четвертый элементы И, элемент И-НЕ, второй элемент НЕ, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов а выход соединен со счетными входами контрольного счетчика входного кода и контрольного счетчика выходного кода, информационные входы которых соединены соответствен но с информационными входами и выходами преобразовател , выход Ошибка которого соединен с выходом третьего элемента И и через элемент задержки с входами сброса счетчика входного кода, счетчика выходного кода и конт рольных счетчиков входного и выходно го кодов, установочные входы которых соединены с выходом четвертого элемента И, первый вход которого соединен с выходом формировател  импульсов и с первым входом третьего элемента И, второй вход которого сое динён с выходом элемента И-НЕ, первый и второй входы которого соединены со ответственно с выходами контрольных счетчиков входного и выходного кода и соответственно с первым и вторьш входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с третьим входом третьего элемента И, входом второго элемен та НЕ и вторым входом четвертого элемента И, управл ющий вход преобразовател  соединен с управл ющим входом счетчика входного кода. : . На чертеже приведена блок-схема |Предпагаемого преобразовател . Преобразователь содеркит схему 1 сравнени , контрольный счетчик 2 входного кода, счетчик 3 входного кода, счетчик 4 выходного кода, первый элемент И 5, генератор 6 импульсов , второй элемент И 7, первый элемент НЕ 8, формирователь 9 импульсов, третий и четвертый эле1 7 менты И 10-11, выходной регистр 12, контрольный счетчик 13 выходного кода, элемент И-НЕ 1А, элемент ИЛИ 15, второй элемент НЕ 16, элемент 17 задержки . Преобразователь работает следующим образом. В исходном состо нии обнулени  наход тс  счетчики входного 3 и выходного 4 кода, а также контрольные счетчики входного 2 и выходного 13 кода. С выхода схемы сравнени  через первьй элемент НЕ 8 запрещаетс  прохождение импульсов генератора 6 импульсов через первый элемент И 5. С выходов контрольных счетчиков входного 2 и выходного 13 кодов через элемент ИЛИ 15 и второй элемент НЕ 16 запрещаетс  прохождение импульсов генератора 6 импульсов через второй элемент И 7. Входной код поступает на первую группу входов схемы 1 сравнени  и информационные входы контрольного счетчика входного кода 2. На вторую группу входов схемы 1 сравнени  поступает значение входного кода, сохран ющеес  от предыдущего цикла преобразовани  в счетчике входного кода 3. Если значение входного кода отличаетс  от предыдущего значени  (увеличиваетс  при работе с монотонно возрастающими или уменьшаетс  при работе с монотонно убывающим кодом), то с выхода схемы 1 сравнени  через первый элемент НЕ 8 разрешаетс  прохождение импульсов генератора 6 импульсов через первый элемент И 5, с выхода которого импульсы генератора 6 поступают на счетные входы счетчиков входного 3 и выходного 4 кода. Счетчики входного 3 и выходного 4 кода осуществл ют просчет импульйов . Как только значение счетчика входного кода 3 будет равным значению входного кода, с выхода схемы 1 сравнени  через элемент НЕ 8 запрещаетс  прохождение импульсов генератора 6 импульсов и запускаетс  формирователь 9 импульсов, с выхода которого поступает импульс на установочный вход выходного регистра 12, вход четвертого элемента И 11 и вход третьего элемента И 10. По этому импульсу осуществл етс  запись в выходной , регистр 12 выходного кода . Преобразованное значение входного кода по вл етс  на информационных входах преобразовател  и информацион ных входах контрольного счетчика выходного кода 13. Поскольку состо ние контрольньк счетчиков входного 2 и выходного 13 кода нулевое, то разрешающие потенциалы с их выходов (со старших разр дов) через элемент ИЛИ 15 разрешают прохождение импульс с выхода формировател  9 через четвертый элемент И 11 на установочные входы контрольных счетчиков вход ного 2 и выходного 13 кода. При этом в контрольный счетчик входного кода 2 запишетс  значение входного кода, а в контрольный счетчик выходного кода 13 - его преобразованное значение . Потенциалы с выходов заполненных контрольных счетчиков входного 2 и выходного 13 кода через элемент ИЛИ 15 запрещают прохождение импульсов с-выхода формировател  9 через четвертый 11 и третий 10 элементы И С выхода элемента ИЛИ 15 через элемент НЕ 16 этими же потенциалами раз решаетс  прохождение импульсов генератора 6 через второй элемент И 7 на счетные входы контрольных счетчиков входного 2 и выходного 13 кода, включенных по схеме вычитани  импульсов . Происходит вычитание значени  кодов в обоих контрольных счетчиках 2 и 13 до тех пор, пока значение кода в одном из них не станет нулевым , что запрещает прохождение импульсов с выхода формировател  9 импульсов через четверть й элемент И ,11 и третий элемент И 10. Поскольку на выходах преобразовател  уже по вилось преобразованное значение входного кода, то преобразователь готов к приему следующего значени  входного кода. Если значение входного кода не изменилось по сравнению с его предьщущим значением (т.е. значени  счетчика входного кода и самого вход ного кода совпадает), то с выхода cxeмы 1 сравнени  через элемент НЕ 8 запрещаетс  прохождение импульсов генератора 6 импульсов через первый элемент И 5, а преобразованное значение кода снимаетс  с выходов преобразова-50

тел . Таким образом, при преобразовании кодов осуществл етс  просчет счетчиков входного и выходного 4 кодов не

на полное значение входного кода.При/ 55установке в них кода, осуществл етс 

этом импульсы с выхода формировател установка нул  счетчиков входного 3

9 импульсов, возникающие в конце каж-и выходного 4 кода, а также контрольдого цикла преобразовани , не прохо-ных счетчиков входного 2 и выходна элементе задержки 17 на врем  установлени  переходных процессов в контрольных счетчиках входного 2 и выходного 13 кода, возникших при 7 д т через четвертый 11 и третий 10 элементы И до тех пор, пока значение какого-либо из контрольных счетчиков входного 2 и выходного 13 кода не станет равным нулю. Если значени  контрольных счетчиков входного 2 и выходного 13 кодов эквивалентны (не было сбоев при рабрте счетчиков входного 3 и выходного 4 кода), тй контрольные счетчики (2 и 13) при вьГчитании устанавливаютс  в нуль одновременно . При этом через элемент ИЛИ 15 и элемент НЕ 16 запрещаетс  прохождение импульсов с выхода генератора 6 через второй элемент И 7 на счетные входы контрольных счетчиков (2 и 13), через элемент ИЛИ 15 разрешаетс  прохождение импульсов через четвертьш элемент И 11 с выхода формировател  9, через элемент И-НЕ 14 запрещаетс  прохождение импульсов через третий элемент И 10 с выхода формировател  9. Если значени  контрольных счетчиков (2. и 13) не эквивалентны (бьт сбой при работе счетчиков входного 3 и вькодного 4 кода), . то один из контрольных счетчиков входного 2 или выходного 13 кода устанавливаетс  в нуль раньше. При этом с выхода установленного в нуль контрольного счетчика (2 или 13) через элемент ИЛИ 15 и элемент НЕ 16 запрещаетс  прохождение импульсов генератора 6 через элемент И 7 на счетные входы обоих контрольньк счетчиков (2 и 13), с выхода элемента ИЛИ 15 разрешаетс  прохождение импульсов с выхода формировател  9 через четвертый элемент И 11, с выходов элементов И-НЕ 14 и ИЛИ 15 разрешаетс  прохождение импульсов с выхода формировател  9 импульсов через четвертый элемент И 10. Ближайшим импульсом с выхода формировател  9 импульсов через открытый четвертый элемент И 11 осуществл етс  установка кодов в контрольных счетчиках входного 2 и выходного 13 кода . Этим же импульсом с выхода четвертого элемента И 10, задержанньм ного 13 кода. Преобразователь приходит в исходное состо ние. Таким образом, при преобразовании кодов осуществл етс  просчет счетчиков входного 3 и вькодного 4 кода не на полное значение входного кода, а только на величину изменени  кода. При этом не только исключаетс  временна  задержка преобразовани , возникающа  за счет времени просчета им пульсов счетчика входного кода 3 от нул  до предыдущего значени  кода, но и повышаетс  быстродействие преобразовател , так как в момент выдачи выходного кода преобразователь уже готов к новому циклу преобразова ни . Просчет же полного значени  вхо ного кода осуществл етс  только при наличии сбоев в преобразователе и поскольку веро тность сбо  достаточ- но мала, то это практически не вли ет на быстродействие преобразовател  Управление счетчиками входного 3 и выходного 4 кода (их реверсивностью ) дл  работы с монотонно возрастающим или монотонно убывающим кодами осуществл етс  внешним сигналом , поступающим на вход сравнени  счетчиков. Импульс с выхода второго элемента И 11 используетс  дл  сигнализации о сбое в работе преобразовател  (ошибка) Предлагаема  схема преобразовател  по сравнению с известными позвол ет повысить быстродействие преобразовател . В известных устройствах быстродействие преобразовател , т.е. максимальна  частота, с которой преобразователь может опрашивать датчик входного кода, определ етс  временем счета импульсов счетчиками входного и выходного кодов от состо  ни  сброса до нового значени  ,кода. Например, дл  двоичного дес тиразр д ного входного кода при максимальном его значении и периоде следовани  импульсов генератора 0,1 мкс этоврем  составит 10 мкм, т.е. максимальна частота опроса датчика составл ет 10 кГц. В предлагаемом преобразователе эта задержка уменьшаетс  на вре м  просчета значени  кода в предыдущем цикле измерени  и дл  случа  изменени  кода на единицу младшего разр да (как предполагаетс  в работе известного устройства) , Это врем , необходимое дл  просчета одного импульса счетчиками входного и выходно го кодов и формировани  импульса опроса выходного регистра, составит менее 1 МКС, т.е. частота опроса датчика составит 1 МГц. Реализаци  преобразовател  на современных элементах обеспечивает низкую веро тность сбо . Поэтому нет необходимости устран ть ошибочность преобразовани  на каждом цикле преобразовани , как это производитс  в известном устройстве . При выдаче сигналов установки контрольных счетчиков входного 2 и выходного 13 кода через интервалы времени, равные времени преобразовани  в известном устройстве, помехоустойчивость предлагаемого преобразовател  по сравнению с известным устройством не ухудшитс , а быстродействие будет значительно вьш1е. Таким образом, происходит использование избыточной помехоустойчивости известного устройства с целью увеличени  его быстродействи . Выигрьш в бьютродействии предлагаемого преобразовател  монотонно измен ющегос  кода растет с увеличением разр дности преобразуемого кода. Выигрьш в быстродействии равен Т М где Т - врем  просчета всего значени  кода счетчиком входного кода Лt - врем  просчета приращени  ( по отношению к предыдущему , значению) входного кода М - численное значение входного кода; Дт - приращение значени  входного кода. . Пусть генератором входного монотонного кода  вл етс  тринадцатиразр дный датчик времени. Отсчет времени датчиком производитс  каждую мил- лисекунду, а опрашиваетс  датчик каждый телеметрический кадр. Длительность телеметрического кадра составл ет 40 МО, т.е. при каждом опросе приращение входного кода составл ет в среднем 40 младших разр дов . Тогда при прохождении датчика всего диапазона входного кода (от 1 мс до 8 с) выигрыш в.быстродействии преобразовател  согласно формулы (1) измен етс  от единицы до М 7 Г -4Г-200Р« 91141397 ,10

В среднем по всему диапазону изме кого датчика потребуетс  гто поеобп нений вкодного кода выигрыш в быст- зователей. вьшолненнь. посхеме 200:2 100 раз. зового обьекта. работающих в Таким образом, дл  обслуживани  та- разделени  времени.

входной код

Выходной код

Claims (1)

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ МОНОТОННО ИЗМЕНЯЮЩЕГОСЯ КОДА, содержащий счетчик входного кода, счетчик выходного кода, выходной регистр, формирователь импульсов, первый элемент И, элемент ИЛИ,первый элемент НЕ, генератор импульсов и схему сравнения, первая группа входов которой является информационными входами преобразователя, выходы которого соединены с выходами выходного регистра, информационные входы которого соединены с выходами счетчика выходного кода, управляющий вход которого является управляющим входом преобразователя, вторая группа входов схемы сравнения соединена с выходами счетчика входного кода, счетный вход которого соединен с выходом первого элемента И, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов, второй вход - с выходом первого элемента НЕ и с входом формирователя импульсов, выход которого соединен с входом записи выходного регистра, вход первого элемента НЕ соединен с выходом схемы сравнения, отличающийся, тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены контрольный счетчиц . входного кода, контрольный счетчик выходного кода,элемент задержки, второй, третий и четвертый элементы И, элемент И-НЕ, второй элемент НЕ, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход соединен со· счетными входами контрольного счетчика входного кода и контрольного счетчика выходного кода, информационные входы которых соединены соответственно с информационными входами и выходами преобразователя, вы— 3 ход Ошибка которого соединен с выходом третьего элемента И и через элемент задержки - с входами сброса счетчика входного кода, счетчика выходного кода и контрольных счетчиц ков входного и выходного кодов, установочные входы которых соединены с выходом четвертого элемента И, первый вход которого соединен с выходом формирователя импульсов и с первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом элемента И-НЕ, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами контрольных счетчиков входного и выходного кода и соответственно с первым и вторым входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с третьим входом третьего элемента И, входом второго элемента НЕ и вторым входом четвертого элемента И, управляющий вход преобразователя соединен с управляющим входом счетчика входного кода.

   “ТШН1