SU1190354A1 - Multistop time interval-to-digital converter - Google Patents

Multistop time interval-to-digital converter Download PDF

Info

Publication number
SU1190354A1
SU1190354A1 SU833572219A SU3572219A SU1190354A1 SU 1190354 A1 SU1190354 A1 SU 1190354A1 SU 833572219 A SU833572219 A SU 833572219A SU 3572219 A SU3572219 A SU 3572219A SU 1190354 A1 SU1190354 A1 SU 1190354A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
timeframe
inputs
output
input
unit
Prior art date
Application number
SU833572219A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Василий Васильевич Марченков
Юрий Владимирович Тубольцев
Original Assignee
Ленинградский Институт Ядерной Физики Им.Б.П.Константинова
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ленинградский Институт Ядерной Физики Им.Б.П.Константинова filed Critical Ленинградский Институт Ядерной Физики Им.Б.П.Константинова
Priority to SU833572219A priority Critical patent/SU1190354A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1190354A1 publication Critical patent/SU1190354A1/en

Links

Landscapes

  • Analogue/Digital Conversion (AREA)
  • Measurement Of Unknown Time Intervals (AREA)

Abstract

МНОГОСТОПОВЬЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ В ЦИФРОВОЙ КОД, содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с первыми входами формировател  тай- мерной серии и формировател  сигнала перезаписи, вторые входы которых подключены соответственно к тинам старт- и стоп-импульсов, выход формировател  таймерной серии подключен к счетному входу двоичного счетчика, выходы разр дов которого подключены к соответствующим D-входам буферного регистра, выход формировател  сигнала , перезаписи соединен с входом таймера , отличающийс  тем, что, с целью повьшени  точности измерени  путем уменьшени  его зависимости от числа разр дов двоичного счетчика, в него введены т-1 блоков перезаписи, а С-входы буферного регистра объединены в m групп, причем выход первого разр да двоичного счетчика соединен с первым входом первого блока перезаписи, выход формировател  сигнала перезаписи подключен к С-входам первой группы триггеров , буферного регистра и второму входу первого блока перезаписи. С- входы i-ой группы триггеров буферного регистра соединены с выходом i-ro блока перезаписи и первым входом (i+l)-ro блока перезаписи, второй вход i-ro блока перезаписи соi единен с выходом i-ro разр да двоичсл ного счетчика R-входы которого соединены с шиной конца измерени  и третьим входом формировател  таймер - ной серии, R-входы всех блоков перезаписи объединены и подключены к .выходу таймера. 2. Преобразователь по п. 1, о тличающийс  тем, что блок со перезаписи содержит злемент И и RSо триггер, выход которого  вл етс  вы:о :л ходом блока, R-вход - R-входом блока , а S-вход соединен с выходом элеfS мента И, первый и второй входы которого  вл ютс  соответственно первым и вторым входами блока.MULTI-STOP TRANSFORMER OF TIME INTERVALS IN THE DIGITAL CODE, containing a clock pulse generator, the output of which is connected to the first inputs of the timer and the rewriter, the second inputs of which are connected to the start and stop time dials, and the hys- tem reformer, a part of the sharer, a part of a time frame, and a freeware quotation unit, which is connected to the start time and stop time dials, and the timeframe part of the timeframe shunt unit, the timeframe shunt unit, the timeframe part of the timeframe, and the timeframe part of the timeframe, the part of the timeframe part of the timeframe, and the timeframe part of the timeframe, and the timeframe part of the timeframe, and the timeframe part of the timeframe, and the timeframe part of the timeframe part of the timeframe. the input of the binary counter, the outputs of the bits of which are connected to the corresponding D-inputs of the buffer register, the output of the signal conditioner, the rewriter is connected to the input of the timer , in order to improve the measurement accuracy by reducing its dependence on the number of bits of the binary counter, t-1 rewriting blocks are entered into it, and the C-inputs of the buffer register are combined into m groups, the output of the first bit of the binary counter is connected with the first input of the first rewriting unit, the output of the overwriting signal generator is connected to the C-inputs of the first group of triggers, the buffer register and the second input of the first rewriting unit. The C inputs of the i-th buffer register trigger group are connected to the output of the i-ro rewrite unit and the first input (i + l) -ro of the rewrite unit, the second input of the i-ro rewrite unit is connected to the i-ro output of the binary counter The R inputs of which are connected to the measurement end bus and the third input of the timer series generator, the R inputs of all rewriting blocks are combined and connected to the timer output. 2. The converter according to claim 1, which is different from the fact that the rewriting block contains an I and I and RSo trigger, the output of which is you: o: l block travel, R input - R input of the block, and S input is connected to the output of the elec tant element, the first and second inputs of which are respectively the first and second inputs of the unit.

Description

11 eleven

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано в качестве оборудовани  дл  автоматизации научных исследований в области  дерной физики, в частноети в р де физических эксперимеТИтов, использующих врем  пролетную методику измерений.The invention relates to measurement technology and can be used as equipment for automating scientific research in the field of nuclear physics, in particular, in a number of physical experiments using time-of-flight measurement techniques.

Целью изобретени   вл етс  повы- шение точности измеренит многосто- нового преобразовател  временных интервалов в цифровой к,од TiyTeM уменьшени  ее зависимости от числа разр  дов двоичного счетчика.The aim of the invention is to improve the accuracy of measuring the multi-time digital-to-digital time converter, one TiyTeM reducing its dependence on the number of bits of the binary counter.

На фиг. 1 показан многостоповый преобразователь временных интерва лов в цифровой код; на фиг. 2 - временна  диаграмма его работы.FIG. Figure 1 shows a multi-step time-to-digital converter; in fig. 2 - time diagram of his work.

Преобразователь содержит генера- тор 1 тактовых импульсов, формирователь 2 таймерной серии, двоичный счетчик 3, буферный регистр 4 с объединенными в m групп С-входами, формирователь 5 сигнала перезаписи,таймер 6 и (га 1) последовательно соединенных блоков 7.1-7.(т-1) перезаписи , каждый из которых включает в себ  элемент 8И и RS-триггер 9, причем выход генератора 1 тактовых им- пульсов соединен с первь1ми входами формировател  2 таймерной серии и фомировател  5 сигнала перезаписи, вторые входы которых подключены соответственно к шинам Старт - и Стоп, выход формировател  2 тай- мерной серии соединен со счетным входом двоичного счетчика 3, выходы разр дов которого подключены к соответствующим D-входам буферного ре- гистра 4, выход формировател  5 сих- нала перезаписи соединен с входом таймера 6, с С-входами первой группы триггеров буферного регистра 4 и одним из входов блока 7.1 перезаписи , вторые входы каждого блока 7 перезаписи подключены к D-входам последних триггеров соответствующих выделенных групп триггеров буферного регистра 4, выход таймера 6 подключен к К-входу всех блоков 7 перезаписи . S-вход i-ro RS-триггера 9 блока 7 i перезаписи соединен с вькодом i-ro элемента 8И, два входа которого и R-вход RS-триггера 9  вл ютс  вхо- дами блоков 7 перезаписи, выход RSтриггера 9 - выходом блоков 7 перезаписи .The converter contains 1 clock pulse generator, timer series generator 2, binary counter 3, buffer register 4 with C inputs combined into m, rewriting signal generator 5, timer 6 and (ha 1) serially connected blocks 7.1–7. ( t-1) rewriting, each of which includes an element 8I and RS-flip-flop 9, and the output of the generator 1 clock pulses is connected to the first inputs of the generator 2 of the timer series and the formatter 5 of the rewriting signal, the second inputs of which are connected respectively to the Start buses - and Stop, the output of the generator 2 of the timer series is connected to the counting input of the binary counter 3, the outputs of the bits of which are connected to the corresponding D-inputs of the buffer register 4, the output of the generator 5 of the rewrite loop is connected to the input of the timer 6, with the C-inputs of the first group triggers of buffer register 4 and one of the inputs of rewriting block 7.1, the second inputs of each rewriting block 7 are connected to the D inputs of the last triggers of the corresponding selected trigger groups of buffer register 4, the output of timer 6 is connected to the K input of all blocks 7 restarts ICI. The i-ro RS-flip-flop S-input 9 of rewriting block 7 i is connected to the code of the i-ro element 8I, whose two inputs and the R-input of RS flip-flop 9 are inputs of rewriting blocks 7, the RS Trigger 9 output is output of blocks 7 rewrite.

54 254 2

Принцип работы многостопового преобразовател  временных интервалов в цифровой код заключаетс  в следующем .The principle of operation of the multi-stop time interval to digital converter is as follows.

В исходном состо нии триггеры двоичного счетчика 3 и RS-триггеры 9 блоков 7 перезаписи наход тс  в состо нии О. Триггеры буферного регистра могут находитьс  в произвольном состо нии.In the initial state, the triggers of the binary counter 3 and the RS-triggers 9 of the rewriting blocks 7 are in the state O. The triggers of the buffer register can be in an arbitrary state.

По импульсу, приход щему на вход Старт преобразовател , формирователь 2 начинает вырабатывать импуль-7 сы, сфазированные с тактовой частотой генератора 1 (фиг. 2а) и поступающие на вход двоичного счетчика 3. Импульсы, вырабатываемые на выходах первого и К-го разр дов, показаны на фиг. 2 б, в, на выходах остальных разр дов - на фиг. 2г.According to the impulse arriving at the Start converter input, the shaper 2 starts producing impulse-7 s, phased at the clock frequency of the generator 1 (Fig. 2a) and arriving at the input of the binary counter 3. Pulses produced at the outputs of the first and K-th bits shown in FIG. 2 b, c, at the outputs of the remaining bits — in FIG. 2g.

Установка в О или 1 тех или иных разр дов счетчика происходит с задержкой, определ емой частотными свойствами элементной базы счетчика (фиг. 2).Installation in O or 1 of these or other bits of the counter occurs with a delay determined by the frequency properties of the element base of the counter (Fig. 2).

При приходе импульса на вход Стоп с помощью формировател  5 i-ro блока 7 перезаписи производитс  перезапись кода с двоичного счетчика 3 в буферный регистр 4. Перезапись осуществл етс  с учетом задержки установки разр дов в двоичном счетчике 3.When a pulse arrives at the Stop input using the shaper 5 of the i-ro of the rewrite unit 7, the code from binary counter 3 is overwritten into the buffer register 4. Overwriting is performed taking into account the delay in setting the bits in the binary counter 3.

Дл  этого на выходе формировател  5 (фиг. 2 е) по импульсу Стоп вырабатываетс  сигнал в виде уровн  1, передний фронт которого сфазирован с тактовой частотой генератора 1 .To do this, at the output of the imaging unit 5 (Fig. 2 e), the impulse Stop produces a signal in the form of level 1, the leading edge of which is phased with the clock frequency of the generator 1.

Причем, если триггеры двоичного счетчика 3 работают по заднему фронту тактовых импульсов, то по вление сигнала должно соответствовать переднему фронту тактовых импульсов, т.е. иметь задержку на полпериода частоты генератора 1.Moreover, if the triggers of binary counter 3 operate on the falling edge of clock pulses, then the signal should correspond to the leading edge of clock pulses, i.e. have a half frequency generator 1 delay.

По переднему фронту сигнала с формировател  5 осуществл етс  перезапись первых разр дов двоичного счетчика 3 в соответствующие триггеры первой группы буферного регистра 4. Очевидно, что врем  переноса 1 в переписываемых разр дах не должно превышать полпериода тактовой частоты.On the leading edge of the signal from the imaging unit 5, the first bits of the binary counter 3 are overwritten into the corresponding triggers of the first group of the buffer register 4. It is obvious that the transfer time 1 in the rewritable bits must not exceed a half-period of the clock frequency.

Перезапись остальных разр дов счетчика 3 в соответствующие группы триггеров буферного ре)-И(тр.ч огущест вл етс  последовательно с помощью блоков 7 по мере установки в каждом из них RS-триггера 9 в состо ние 1 (фиг. 2 т). Установка в состо ние I RS-триггера 9 происходит в момент отсутстви  переноса 1 в перезаписываемых им разр дах. Этот момент определ етс  на элементе 8 по состо нию К-го разр да двоичного счетчика 3, предшествующего разр дам. При этом используют тот факт, чт переход в состо ние 1 Кто разр да счетчика 3 (так же как и любого) не приводит к переносу 1 в последующих разр дах, в то врем  как его переход в О может приводить к переносу 1. Поэтому элемент 8 осуществл ет установку в 1 RS-тригге ра 9 либо в момент возникновени  си нала перезаписи с предьедущего блока 7, если К-ый разр д находитс  в |, либо по переходу К-го разр да в I. И в том и в другом случае перенос 1 в последующих за К-ым разр дом перезаписываемых разр дах счетчика 3 закончитс , если выбранное количество триггеров в любо рассматриваемой группе удовлетвор ет условию: tn . Т.2, (1) где tj, - врем  переноса ь - задержка, создаваема  на одном триггере счетчика 3; Е - количество триггеров в гру пе; Т - период тактовой частоты; К - предшествующий перезаписыв емым разр д. Как видно из приведенного выражени  в предлагаемом преобразователе требовани  к величине допустимой задержки, создаваемой на триггерах счетчика в каждой следующей группе, уменьшаетс . Следовательно, количество триггеров в каждой последующей группе может увеличиватьс . По этой причине в данном преобразователе число блоков перезаписи, которое соответствует числу групп при большом количестве разр дов счетчика 3 существенно меньше, чем в известном. Из вьфажени  I также следует, что ограничение на точность измерени  Т может быть сн то путем уменьшени  количества разр дов f в группе. Дл  ;этого при заданном количестве разр дов n счетчика 3 должно быть незначительно увеличено число групп т. Таким образом, в предлагаемом преобразователе ограничение на точность измерени , накладываемое разр дностью счетчика 3, может быть прак тически сн то схемотехническим путем и при меньшем числе элементов в цепи перезаписи. При этом достигаема  точность практически определ етс  быстродействием элементной базы. При расширении диапазона измерени  при заданной точности точное BW полнение задержек затруднительно. В предлагаемом преобразователе набегающа  задержка в двоичиом счетчике может быть легко устранена путем вьгделени  необходимого количества групп соответствующим введением блоком перезаписи .Overwriting the remaining bits of the counter 3 into the corresponding groups of the buffer D triggers) -and (the third hour is sequentially using blocks 7 as the RS-flip-flop 9 is set to state 1 in each of them (Fig. 2t). Installation in the state I of the RS flip-flop 9 occurs at the moment of no transfer 1 in the bits it overwrites. This moment is determined on the element 8 according to the state of the K-th bit of the binary counter 3 preceding the discharge. transition to state 1 Who is counter 3 (like any) does not drive t to transfer 1 in subsequent bits, while its transition to O can lead to transfer 1. Therefore, element 8 sets to 1 RS-trigger 9 or at the moment when the rewrite sequence occurs from the previous block 7, if K th bit is in | or by the transition of the K-th bit to I. Both in the other case, the transfer 1 in the subsequent K-th bit of the rewritable bits of counter 3 ends if the selected number of triggers in any considered group satisfies the condition: tn. T.2, (1) where tj, - transfer time - delay created on one trigger of counter 3; E is the number of triggers in the group; T is the period of the clock frequency; K - preceding rewritable bit. As can be seen from the above expression in the proposed converter, the requirement for the value of the allowable delay created on the meter triggers in each next group is reduced. Consequently, the number of triggers in each subsequent group may increase. For this reason, in this converter, the number of rewriting blocks, which corresponds to the number of groups with a large number of bits of counter 3, is substantially less than in the known. It also follows from the discharge I that the limitation on the measurement accuracy T can be removed by reducing the number of bits f in the group. To do this, for a given number of bits n of counter 3, the number of groups m should be slightly increased. Thus, in the proposed converter, the limitation on the measurement accuracy imposed by the digit capacity of counter 3 can be practically cleared by circuit design and with a smaller number of elements rewrite chain. At the same time, the achieved accuracy is practically determined by the speed of the element base. When expanding the measurement range for a given accuracy, the exact BW delay filling is difficult. In the proposed converter, the oncoming delay in a binary counter can be easily eliminated by selecting the required number of groups with a corresponding introduction by the rewriting unit.

« J JOrLrLrLTLn"J JOrLrLrLTLn

LrLTLTLrLLrltltlrl

tntn

в.at.

.П 1.P 1

Стоп д ПStop d P

юYu

В 1 гр. вых. еIn 1 gr. out e

. щ. u

t максt max

Та и 1 ер 3Ta and 1 ep 3

фаг.1phage.1

ГR

ЛL

Claims (2)

МНОГОСТОПОВЬЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ В ЦИФРОВОЙ' КОД, содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с первыми входами формирователя таймерной серии и формирователя сигнала перезаписи, вторые входы которых подключены соответственно к шинам старт— и стоп—импульсов, выход формирователя таймерной серии подключен к счетному входу двоичного счетчика, выходы разрядов которого подключены к соответствующим D—входам буферного регистра, выход формирователя сигнала. перезаписи соединен с входом таймера, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения путем уменьшения его зависимости от числа разрядов двоичного счетчика, в него введены т-1 блоков перезаписи, а С—входы буферного регистра объединены в m групп, причем выход первого разряда двоичного счетчика соединен с первым входом первого блока перезаписи, выход формирователя сигнала перезаписи подключен к С—входам первой группы триггеров, буферного регистра и второму входу первого блока перезаписи, С— входы i—ой группы триггеров буферного регистра соединены с выходом i—го блока перезаписи и первым входом (i+1)—го блока перезаписи, второй вход i—го блока перезаписи соединен с выходом ί-Γο разряда двоичного счетчика^ R—входы которого соединены с шиной конца измерения и третьим входом формирователя таймерной серии, R—входы всех блоков перезаписи объединены и подключены к выходу таймера.MULTI-STAGE TRANSFORMER OF TIME INTERVALS TO DIGITAL CODE, containing a clock pulse generator, the output of which is connected to the first inputs of the timer series shaper and the overwrite signal generator, the second inputs of which are connected respectively to the start- and stop-pulse buses, the output of the timer series counter is connected binary counter, the outputs of the discharges of which are connected to the corresponding D-inputs of the buffer register, the output of the signal shaper. rewriting is connected to the timer input, characterized in that, in order to increase the measurement accuracy by reducing its dependence on the number of bits of the binary counter, t-1 rewriting blocks are introduced into it, and C-inputs of the buffer register are combined into m groups, and the output of the first digit the binary counter is connected to the first input of the first overwrite unit, the output of the overwrite driver is connected to the C-inputs of the first group of triggers, the buffer register and the second input of the first overwrite unit, C are the inputs of the i-th group of trigger flip-flops of the ith register are connected to the output of the i-th rewrite unit and the first input of the (i + 1) -th rewrite unit, the second input of the i-th rewrite unit is connected to the output of the ί-Γο bit of the binary counter ^ R — the inputs of which are connected to the end measurement bus and the third input of the timer series shaper, R — the inputs of all overwrite blocks are combined and connected to the timer output. 2. Преобразователь по π. 1, о тличающийся тем, что блок перезаписи содержит элемент И и RSтриггер, выход которого является выходом блока, R—вход — R-входом блока, а S-вход соединен с выходом элемента И, первый и второй входы которого являются соответственно первым и вторым входами блока.2. The converter according to π. 1, characterized in that the rewriting unit contains an AND element and an RS trigger, the output of which is the output of the unit, R — input is the R-input of the unit, and the S-input is connected to the output of the And element, the first and second inputs of which are the first and second, respectively block inputs. 1 1190354 21 1190354 2
SU833572219A 1983-04-04 1983-04-04 Multistop time interval-to-digital converter SU1190354A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833572219A SU1190354A1 (en) 1983-04-04 1983-04-04 Multistop time interval-to-digital converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833572219A SU1190354A1 (en) 1983-04-04 1983-04-04 Multistop time interval-to-digital converter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1190354A1 true SU1190354A1 (en) 1985-11-07

Family

ID=21056585

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU833572219A SU1190354A1 (en) 1983-04-04 1983-04-04 Multistop time interval-to-digital converter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1190354A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 354567, кл. G 04 F 10/04, 1965. Авторское свидетельство СССР № 1061601, кл. G 04 F 10/04, 1982. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU1190354A1 (en) Multistop time interval-to-digital converter
SU1061601A1 (en) Multistack time interval-to-digital code converter
SU1672411A1 (en) Time periods meter
SU1522375A2 (en) Digital multiplier of recurrent pulse repetition rate
SU1205050A1 (en) Apparatus for measuring absolute frequency deviation
SU1087954A1 (en) Time-to-code converter
SU1071968A1 (en) Digital phase meter
SU1413590A2 (en) Device for time scale correction
SU1015492A2 (en) Variable-frequency pulse forming device
SU381076A1 (en) DEVICE FOR FORMING IL / RULES
SU1027694A1 (en) Counter of time intervals in pulse trains
SU1636786A1 (en) Digital frequency meter
SU1290245A2 (en) Device for measuring time intervals
SU935815A2 (en) Instantaneous value digital phase-meter
SU1111157A1 (en) Device for raising numbers to n-th power
SU917172A1 (en) Digital meter of time intervals
SU1401458A1 (en) Generator of random pulse train
SU1132351A1 (en) Process for digital multiplying of frequency
SU1273924A2 (en) Generator of pulses with random duration
SU408218A1 (en) DIGITAL DEVICE FOR DIFFERENCE MEASUREMENT
SU1070503A1 (en) Time interval sequence/digital code converter
SU1095089A1 (en) Digital frequency meter
SU1431069A1 (en) Divider of pulse repetition rate
SU1163334A1 (en) Device for calculating ratio of time intervals
SU1341590A1 (en) Method of frequency-to-voltage conversion