SU855996A1

SU855996A1 - Многостоповый преобразователь временных интервалов в цифровой код

Info

Publication number: SU855996A1
Application number: SU792808161A
Authority: SU
Inventors: Василий Васильевич Марченков; Юрий Владимирович Тубольцев
Original assignee: Ленинградский Институт Ядерной Физики Имени Б.П.Константинова
Priority date: 1979-07-30
Filing date: 1979-07-30
Publication date: 1981-08-15

Description

(54) МНОГОСТОПОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ВРЕМЕННЫХ ИНТрРВАЛС© В ЦИФРСВС КОД

Изобретение относитс к экспериментальной дерной физике, в частности к временным спектрометрам, и может быть применено в нейтронных спектрометрах, использующих врем -пропетную методику.

Известен многостоповый преобразователь временных интервалов в ци{ рси1ОЙ код последовательного действи , содержащий счетчик времени, генератор тактсжых импульсов, логику управлени и запо - минающее устройство П

Недостаток такого преобразовател наличие мертвого времени, когда точность измерений соизмерима с быстродействием элементной базы, что приводит к искажению временного спектра.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс многостоповый преобразователь временных интервалов в Цифровой код параллельного действи , содержащий четыре счетчика, генератс тактовых импульсов, таймер, сдвиговый регистр, выполненный на четырех триггерах и четыре логических

элемента И с двум входами. Вход таймера соединен со входом установки в единичное состо ние сдвигового регистра. входы логических элементов И; объединены между собой и соединены с выходом генератора тактовых . импу- пьсов, вторые BxofM логических элементов И соединены с соответствующими выходами сдвиговога регж:тра, а выходы логических элементе Иподключены

Ш

к соответствующим входам счетчиков. Момент начала формирс ани временных интервалов опредеп етс сигналом Старт, котфый поступает одновременйо на все тригг ы сцвтчжого регис-р 5 ра. Ококчание интервала, формируемого первым триггфом, соответствует моменту поступпени первого стопового сигнала , окончание интервала, формируемого вторым трнггербм, - второму стоповому

2в сигналу и т. д. 2J.

Недостаток этого преобразовател погрешность измерений различна дл каждого временного интервала и зависит

,пе только от веро тностного распределени стоповых сигнапсе, но и от распредепени задержки в каналах формирОЕ1ани и распределени временных интервешов.

Цепь изобретени - повышение точности преобразовани путем увеличени числа каналов формирсжани и распределени временных интервалов и статистического усреднени задержек в них при случайном распределении и ограниченном числе стоповых сигналов.

Поставленна цель достигаетс тем, что Б многостоповый преобразователь временных интервалов д цифровой код, со держащий м счетчиков, сдвиговый регистр , п логических элементов И, генератор тактовых импульсов и таймер, п выходов сдвигового реггютра соединеЕШ с первыми входами соответствующих логических элементов И, другие входы которых объединены между собой и сое динены с выходом генератора тактовых импульсов, дополнительно введены { { 1) входовых мажоритарных элементов, распределитель, (т - l) сдвиговый регистр, ( ТП - 1) п логических элементов И и ит входовых логических элементов ИЛИ, причем выход таймера соединен с синхронизируюш:ик входом распределител , каждые ri выходов которого соединены соответственно с П BXOAQKJH соответствующего мажоритарного элемента и информационными вхо дами соответствующего сдвттгового регистра , управл ющие входы мажоритарных элементов объединены между собой и соедиЯены со входом таймера и первым входом преобразовател , выходы мажоритарных элементов подключены ко входам установки в единичное состо ние соответствующих сдвиговых регистров, синхронизирующие входы которых объединены между собой и соединен со вторым входом преобразовател , каждые п выходов дополнительЕ1Ых сдвиговых регистров соединены соответственно с первыми входами дополнительных логических элементов И, вторые входы которых объединены и соединены с выходом генерат эа тактовых импульсов, i -ые выходы всех элементов И через i -ый логический элемент ИЛИ соединены с синхронизирующим входом -i -го счетчика. На фиг. 1 представлен многостопо- вый преобразователь временных интервалов в цифровой код на фиг. 2 - лрафики , иллюстрирующие проиесс получени усредненного результата измерени одного временного интервала; на фиг.Зсхема кольцевого сдвигового регистра с п информационными входами. Преобразователь состоит из таймера 1, распределител 2 с т-л выходами,

. reHepaTqsa 3 тактовых импульсов, m мажоритарных элементов совпаде ., НИИ на два с (п+ l) входами сдвиговых регистров с п выходами, каждый из которых имеет п информационных входов и выполнен по кольцевой схеме , т-п логических, элементов б,г( И с двум входами, логических элементов ИЛИ с m входами, и п счетчиков 8-1-п . Выход таймера 1

соединен с синхронизирующим входом распределител 2, первые и выходов которого соединены соответственно с п -входами первого мажоритарного элементу 4 совпадений и и«1)ормационными входами первого сдвигового регистра 5, вход установки в единичное состо ние которого соединен с выходом данного мажоритарного элемента, первые выходы п логических элементов И 6 через п логических элементов ИЛИ соединены соответственно с синхронизирующими входами счетчиков 8... , втфые п выходов распрэдепитеп 2 соединены соответственно с V4 Бходамн второго сдвйгового регистра 5, вход установки в единичное состо ние которого соединен с выходом данного мажоритарного элемента, Т1 выходов второго сдвигового регистра 5 о соединены соответственно с первыми входами вторых п логических элементов И б. , выходу каждого из которых через п соответствующих логических элементов ИЛИ 7 соединены с cинxpoннзиpyющи ш входами соответствующих счетчиков , и т, д. дот-ых П выходов распределител 2 .

Управл югцие входы мажоритарных элементов 2, объединены между собой и соединены с входом таймера 1 и входом Старт преобразовател , синхронизирующие входы сдвиговых регистров 5 п объединены между собой и соединены со входом Стол преобразовател , вторые входы логических элементов И 6 р., объединены между собой и соединены с выходом генератора 3 тактовых импульсов .

Claims

Кольцевой сдвиговый регистр состоит из п триггеров 9 и п логических элементов 1О ИЛИ, причем синхронизй5 рующие входы и входы установки в нулевое состо ние всех триггеров соответственно объединены меж;ау собой, выход каждого предыдущего триггера соеди5 нен с одним из входов элемента 10 ИЛ выход которого соединен с информацион ным входом .поспедующего триггера. Преобразователь работает следующим образом. В исходном состо нии на одном из выходов распредепитеп 2, например , на одном из первых и выходов, имеетс логический О, поступающий на один из п входов первого мажоритарного элемента 4 и на один из п информационных входов первого сдвигового регистра 5 . По сигналу Старт с выхода мажоритарногоэлеме та 4 происходит установка всех п триггеров сдвигового регистра 5 в единичное состо ние и запуск таймеФа 1, определ ющего врем никпа работы преобразовател . При установке триг геров первого сдвигового регистра 5 Б единичное состо ние импупьсы так/о:вого генератора 3 через первые vi элементов G совпадений и все элементы ИЛИ поступают на синхронизирующие входы всех счетчиков 8 f, , По первому сигналу Стоп происходит сброс в нулевое состо ние триггера пф вого сдвигового регистра 3, , на инфо мационном входе которого был логическ О , поступающий с одного из первых YI выходов распределител 2, При этом синхронизируюший вход одного из п сче чиксе 8 закрываетс и счет импупьсс® с тактового генератора 3 данным счет чиком прекращаетс . Одновременно с sT триггер первого сдвигового регистра 5 установленный в нулевое состо ние первым стоповым сигналом, вырабатывает разрешение дл следующего триггера установка в нулевое состо ние которого происхоаит по второму сигналу Стоп. Таким образом, если в исходном сос нии логический О с первых из п вы ходсе распределител 2 поступает на и формаиионный вход первого триггера пер вого сдвигового регистра 5/, , то при поступлении п стоповых сигналов все триггеры первого сдвигового регистра 5 устанавливаютс в нулевое состо ние и на всех счетчиках пракрaiaaетс счет. При окончании работы таймера 1 про исходит сдвиг на единицу логического О на выходе распределител 2. По вт рому сигналу Старт процесс работы повтор етс , отлича сь только тем,что первый временной интервал ффми руетс следующим 1риггером первого 966 сдвигового регистра и измерен соответственно следующим счетчиком по отно- шению к триггеру и счетчику, которыми был сформирован и измерен времанной интервал в цикле измере ни . Последний п -ый триггер первого сдвигового регистра в этом случае при установке в нулевое состо ние по ( П - 1 )-му стоповому сигналу вырабатывает разрешение дл первого триггера, установка в нулевое состо ние которого происходит по п - му стоповому сигналу . При поступлении (п + 1 ) сигнала Старт с выхода второго мажоритарного элемента совпадений . происходит установка в единичгное состо ние второго сдвигового регистра 5 . При этом дл всех следующих п сигналов Старт формирование н распределение временных пнторзапов осуществл етс триггерами второго сдвигового регистра 5 и т.. д. Покажем на примере работы одного сдвигового регистра, что в о тность формировани любого временного интервала каждым триггером данного сдвигового регистра не зависит в этом случае от веро тностного распределени стоповых сигналов. Пусть веро тность по влени первого стопового сигнала cj, , второго J,n t третьего - cj. , ... л - го - j Причем с - 1- q, ; cj,,, 1- ;{.n , -. -Яп - 1 - Я.П Поскольку веро тность формировани первого временного интервала не завк сит от вэро ткостного распределени стоповых сигналов, то при кольцевой выборке распределителем триггеров сдвтп: ового регистра пфвый временной интервал формируетс каншым триггерсж-г с веро тностью ( , т.е. дл каждого триггера будет справедливо t ± Д веро тностью (I . Второй временной интервал будет сформирован каждым триггером с ве- ро тностью rt , когда цикл измерени начат с триггера при отсутствии первого стопового сигнала, либо с веро тностью с « , когда цикл измерени начат с (к-1)-го триггера при первом стоповом сигнале . Тогда; t(± i i с веро тностью Третий временной интервал будет сфермирован триггером с веро тностью j.,q..j , когда цикл измерени начат с тригге ра . при отсутствии первого и второго стоповых сигналов; с веро тностью ЧзЧ Я-г Я/З ™ измерени начат с Тк- l)-ro триггера при отсутствии первого и второго стоповых сигналов либо с веро тностью .л-1., когда цикл измерени начат с (к-2}-го триггера при первом и BTqjoM стоповых сигналах. Тогда ЬЗ с веро тностью ,u., Аиалогичньш образом можно получить, что веро тности формировани временных интервалов -Ь , tg- и каждглм триггером будут равны соответственно . Таким образом, при кольцевой выборке распределителем триггеров сдвигового регистра веро тность формировани каждым триггером данного сдвигового регистра на зависит от веро тностного распределени стоповых сигналов. Поскольку каждый временной ин тервал формируетс всеми трнггершути данного сдвигового регистра, то при случайном распределении задержки в каналах формировани и распределени стоповых сигналов, результат измерени каждого временного интервала будет и -геть также спучайное распределение, обусловленное распределением задержки. При ограниченном числе стоповых сиг налов в предлагаемом преобразоватета эффект статистического усреднени дсюти гаетс тем, что в нем чиспо каналов фор мировантш и распредепени временных ин тервапов равно произведению т-п ,. о Таким образом, предлагаемый много столовый преобразователь временных интервалов в ujKfjpOBofi код обладает пере известным преобраасаатепем р дом преимуществ; нем ис1слгочена завт зимость веро тности формировани . любого вре менного интервала каждым триггером сдвигового регистра и .реализовано ста Т15стическое усреднение задержек в кана лах формировани и распределени нфеме ных интервалов при ограниченном числе стоповых сигналов, что уменьшает искажение исследуемого временного спект - ра. Формула изобр.етени Многостопсюый преобразователь временных интервалов в цифровой код, содер 6 6S жаший п счетчиков, сдвиговый регистр, п логических элементов И, генератор тактовых импульсов и таймер, п выходов сдвигового регч:стра соединены с пер выми входами соответствующих логических элементов И, другие входы которых объединены между собой и соединены с выходом генератора тактовых импульсов, отлич ающийс тем, что, с депью повышени точности преобразовани в него дополнительно введены m (п ч-l) входовых мажоритарных элементов, распре- делитель, (т-1) сдвиговый регистр, (т-1) п логических элементов И и п гп входовых логических элементов ИЛИ, причем выход таймера соединен с синхронизируюндим входом распрелелител , каждые Г выходов которого соединены соответственно с п входами соответствующего мажоритарного элемента и информационными входами соответствующего сдвигового регистра , управл ющие входы мажоритар- . ных эпементов объединены между собой и соединены со входом таймера и первым входом преобразовател , выхода мажоритарных элементов подключены ко входам установки в единичное состо ние соответствующих сдвиговых регистров, синхронизирующие входы которых объединены между собой и соединены со вторым входом преобразовател , каждые П выходов дополнительных сдвиговых регистров соединены соответственно с первыми входами дополнительных логических элементов И, вторые входы которых объединены и соединены с выходом генератора тактовых импульсов, i -ые выходы всех элементов И через j -ый логический элемент ИЛИ соединены с ,. .синхронизирующим входом i -го счетчиИсточники информации, прин тые во внимание при экспертизе l,Lo(5b CtianneE. Time AnaSyzez witti - C-lf qnneE Widtr Q53 , 3b Яе-1 , 1161-1164, 1965 .
2. Многое топовый конвертер с непосредственным преобразованием времени в код. huc.:ir strum апой me-t. 140 № 2, 283-287, 1977.

ОТСЧЕТОВ

ПЕРВЫЙ КАНАЛ

ФОРМИРОВАНИЯ

ВРЕМЕННОГО

ИНТЕРВАЛА

ВТОРОЙ КАНАЛ

ТРЕТИЙ КАНАЛ

ЦБТвЕРГЫЙ КАИАЛП$1ТЫЙ КАНАЛ

шестой КАНАЛ

Ж

ж

А

А

А

т

А

ЩП КАНАЛ

УСРЕАИ€НИЫЙ Р|3«ЛЬ ГАТ

иэмерЕни -

ОАНОГО ВРЕМЕННОГО ИНТЕРВАЛА.

Фиг. 2

с

I

o Q о ot

c2v.

C

Cvl

I O)

- Qg

4 L

Q

CM

Q О Pit

М

z

«о

с

-iOi

-«

CO

«

FH

X

J