RU2476988C1 - Method of converting analogue signals to time-modulated pulse sequence and apparatus for realising said method - Google Patents
Method of converting analogue signals to time-modulated pulse sequence and apparatus for realising said method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2476988C1 RU2476988C1 RU2011144669/08A RU2011144669A RU2476988C1 RU 2476988 C1 RU2476988 C1 RU 2476988C1 RU 2011144669/08 A RU2011144669/08 A RU 2011144669/08A RU 2011144669 A RU2011144669 A RU 2011144669A RU 2476988 C1 RU2476988 C1 RU 2476988C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- signal
- trigger
- binary counter
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к многоканальным системам преобразования и передачи информации с времяимпульсной модуляцией (ВИМ), или фазоимпульсной модуляцией (ФИМ), и может быть использовано в измерительной технике и устройствах связи.The invention relates to multichannel systems for converting and transmitting information with time-pulse modulation (VIM), or phase-pulse modulation (PIM), and can be used in measuring equipment and communication devices.
Сформированный сигнал с ВИМ представляется в виде кадровой структуры чередующихся опорных (ОИ) и измерительных (ИИ) импульсов. Положение ОИ на оси времени остается постоянным, положение ИИ изменяется относительно ОИ в соответствии с модулирующим напряжением. Существует ряд требований к длительности и временной стабильности импульсов и интервалов кадровой структуры сигнала.The generated signal with VIM is represented in the form of a frame structure of alternating reference (OI) and measuring (AI) pulses. The position of the OI on the time axis remains constant, the position of the AI changes relative to the OI in accordance with the modulating voltage. There are a number of requirements for the duration and temporal stability of pulses and intervals of the frame structure of the signal.
Известен способ преобразования аналоговых сигналов в импульсную последовательность, модулированную по времени, выбранный в качестве прототипа [З.С.Карамов, А.Ф.Фомин. Элементы аналоговых радиотелеметрических систем, М.-Л.: Энергия, стр.202-203, 215-216, 1966 г.], основанный на сравнении модулирующего сигнала и линейно изменяющегося опорного сигнала с последовательным формированием измеряемого временного интервала и измерительного импульса в момент достижения генерируемым линейно изменяющимся сигналом величины, равной значению модулирующего сигнала, в течение периода следования тактовых опорных импульсов.A known method of converting analog signals into a pulse modulated time-modulated sequence, selected as a prototype [Z.S. Karamov, A.F. Fomin. Elements of analogue radio telemetry systems, M.-L.: Energy, pp. 202-203, 215-216, 1966], based on a comparison of the modulating signal and the linearly varying reference signal with the sequential formation of the measured time interval and the measuring pulse at the time of reaching generated linearly varying signal of magnitude equal to the value of the modulating signal during the period of repetition of the clock reference pulses.
При этом в момент равенства входного и генерируемого линейно изменяющегося сигналов сначала формируется импульс измеряемого временного интервала, т.е. сигнал с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ), затем по срезу этого импульса формируется измерительный импульс, т.е. сигнал с ВИМ.Moreover, at the moment of equality of the input and generated linearly varying signals, the pulse of the measured time interval is first formed, i.e. a signal with pulse width modulation (PWM), then a measuring pulse is formed by cutting this pulse, i.e. signal from VIM.
Недостатком способа является сравнительно большая составляющая погрешности преобразования, включающая нелинейность генерации линейно изменяющегося опорного сигнала и временную нестабильность формирования импульсов.The disadvantage of this method is the relatively large component of the conversion error, including the nonlinearity of the generation of a linearly varying reference signal and the temporary instability of pulse formation.
Для преобразования аналоговых сигналов в импульсную последовательность, модулированную по времени, известно устройство, выбранное в качестве прототипа [патент RU 2289200 C2, от 10.12.2006 г., МПК H03K 3/84, H04B 7/17], содержащее коммутатор, связанный по второму выходу с аналоговым входом аналого-цифрового преобразователя (АЦП), цифровые выходы которого заведены на входы двоичного счетчика соответственно, счетный вход которого соединен с выходом первого логического элемента «И», последовательно соединенные генератор тактовой частоты и распределитель тактовых импульсов, второй выход которого соединен с пусковым входом АЦП, первый триггер, первый вход которого подключен к выходу двоичного счетчика, а второй вход - к третьему выходу распределителя тактовых импульсов, с первым выходом которого соединен вход формирователя опорных импульсов, формирователь измерительных импульсов, первый вход которого соединен с первым выходом коммутатора, а второй выход - со вторым входом сумматора, первый вход которого соединен с выходом формирователя опорных импульсов, и усилитель мощности, подключенный к выходу сумматора.To convert analog signals into a time-modulated pulse sequence, a device is known that is selected as a prototype [patent RU 2289200 C2, December 10, 2006, IPC H03K 3/84, H04B 7/17] containing a switch connected in accordance with the second an output with an analog input of an analog-to-digital converter (ADC), the digital outputs of which are connected to the inputs of a binary counter, respectively, the counting input of which is connected to the output of the first logic element “I”, a clock generator and a clock distributor connected in series new pulses, the second output of which is connected to the ADC input, the first trigger, the first input of which is connected to the output of the binary counter, and the second input - to the third output of the clock distributor, the first output of which is connected to the input of the reference pulse shaper, measuring pulse shaper, first the input of which is connected to the first output of the switch, and the second output to the second input of the adder, the first input of which is connected to the output of the driver of the reference pulses, and a power amplifier connected to Exit adder.
В данном преобразователе введены АЦП, преобразующий аналоговый модулирующий сигнал в кодовый эквивалент, и двоичный счетчик, вычитающий до нулевого значения вырабатываемый им сигнал линейно изменяющегося кода из выходного кода АЦП, предварительно загруженного в счетчик.In this converter, an ADC is introduced that converts the analog modulating signal into a code equivalent, and a binary counter that subtracts the signal of a ramp code generated by it from the ADC output code that is previously loaded into the counter to zero.
Промежуточное преобразование аналоговых сигналов в цифровую форму позволяет повысить точность формирования измеряемого временного интервала (сигнала с ШИМ), формируемого в момент равенства кодового эквивалента модулирующего сигнала и вырабатываемого линейно изменяющегося кодового сигнала, за счет исключения из погрешности преобразования составляющей от нелинейности и временной нестабильности аналогового линейно изменяющегося сигнала.The intermediate conversion of analog signals into digital form allows to increase the accuracy of the formation of the measured time interval (PWM signal) generated at the time of equal code equivalent of the modulating signal and the generated linearly varying code signal, by eliminating the nonlinearity and temporal instability of the analogue linearly varying component from the conversion error signal.
Основными недостатками преобразователя являются громоздкость и дополнительная нестабильность длительности ИИ за счет введения в устройство формирователя ИИ с автономной времязадающей цепью с определенной собственной временной нестабильностью. Кроме того, не введен сигнал, запрещающий формирование ИИ в защитных интервалах, присущих кадровой структуре сигнала с ВИМ и на длительность которых существует определенное требование.The main disadvantages of the converter are the bulkiness and additional instability of the AI duration due to the introduction of an AI shaper with an autonomous time-determining circuit with a certain intrinsic time instability. In addition, no signal has been introduced prohibiting the formation of AI in the guard intervals inherent in the frame structure of the signal with VIM and for the duration of which there is a certain requirement.
Таким образом, отсутствуют решения по снижению одной из составляющих нестабильности преобразования аналоговых сигналов в импульсную последовательность, модулированную по времени, а именно нестабильности формирования ИИ.Thus, there are no solutions to reduce one of the components of the instability of converting analog signals to a pulse modulated sequence in time, namely, the instability of the formation of AI.
Техническим результатом, на который направлено предлагаемое изобретение, является повышение стабильности длительности измерительных импульсов и упрощение их формирования при преобразовании аналоговых сигналов в импульсную последовательность, модулированную по времени, за счет исключения дополнительной временной нестабильности формирования ИИ.The technical result, which the present invention is directed to, is to increase the stability of the duration of the measuring pulses and simplify their formation when converting analog signals to a pulse sequence, modulated in time, by eliminating the additional temporal instability of the formation of AI.
Указанный технический результат достигается тем, что способ преобразования аналоговых сигналов в импульсную последовательность, модулированную по времени, основан на сравнении модулирующего сигнала и линейно изменяющегося опорного сигнала с последовательным формированием измеряемого временного интервала и измерительного импульса в момент достижения генерируемым линейно изменяющимся сигналом величины, равной значению модулирующего сигнала, в течение периода следования тактовых опорных импульсов, новым является то, что в момент совпадения значений линейно изменяющегося сигнала и модулирующего сигнала вырабатывают сигнал единичного логического уровня, блокируют функцию сравнения, прекращают генерацию линейно изменяющегося сигнала, возобновляют ее и инициализируют функцию сравнения линейно изменяющегося сигнала и фиксированного сигнала, интервал времени достижения значения которого линейно изменяющимся сигналом равен требуемой длительности измерительных импульсов, по достижению линейно изменяющимся сигналом фиксированного значения вырабатывают сигнал нулевого логического уровня и формируют измерительный импульс путем логического умножения выработанных сигналов логических уровней.The indicated technical result is achieved in that the method of converting analog signals to a time-modulated pulse sequence is based on comparing a modulating signal and a linearly varying reference signal with sequentially generating a measured time interval and a measuring pulse at the moment the generated linearly varying signal reaches a value equal to the value of the modulating signal, during the period of repetition of clock reference pulses, new is that at the moment with the falling values of the linearly varying signal and the modulating signal generate a signal of a single logical level, block the comparison function, stop generating the linearly varying signal, resume it and initialize the function of comparing the linearly varying signal and the fixed signal, the time interval for reaching the value of which the linearly varying signal is equal to the required duration of the measuring pulses when a linearly varying signal reaches a fixed value, a signal is generated Nya Ullevi logic level and generating a measuring pulse by ANDing the signals developed logic levels.
Устройство для реализации предлагаемого способа преобразования аналоговых сигналов в импульсную последовательность, модулированную по времени, содержит коммутатор, связанный по второму выходу с аналоговым входом аналого-цифрового преобразователя (АЦП), цифровые выходы которого заведены на входы двоичного счетчика соответственно, счетный вход которого соединен с выходом первого логического элемента «И», последовательно соединенные генератор тактовой частоты и распределитель тактовых импульсов, второй выход которого соединен с пусковым входом АЦП, первый триггер, первый вход которого подключен к выходу двоичного счетчика, а второй вход - к третьему выходу распределителя тактовых импульсов, с первым выходом которого соединен вход формирователя опорных импульсов, формирователь измерительных импульсов, первый вход которого соединен с первым выходом коммутатора, а второй выход - со вторым входом сумматора, первый вход которого соединен с выходом формирователя опорных импульсов, и усилитель мощности, подключенный к выходу сумматора, новым является то, что введен логический элемент «НЕ», при этом выход последнего подключен к первому входу первого логического элемента «И», а вход - к третьему выходу распределителя тактовых импульсов, к нему также подключен второй вход формирователя измерительных импульсов, третий вход которого и вход управления направлением счета двоичного счетчика соединены с выходом первого триггера, вход параллельной загрузки двоичного счетчика совместно со входом чтения данных АЦП подключены к четвертому выходу распределителя тактовых импульсов, пятый выход которого соединен со входом коммутатора, цифровые выходы двоичного счетчика заведены на входы формирователя измерительных импульсов соответственно, первый выход последнего соединен со входом установки в нулевое состояние двоичного счетчика, второй вход первого логического элемента «И» подключен к выходу генератора тактовой частоты, в частном случае формирователь измерительных импульсов выполнен в виде последовательно соединенных дешифратора, второго триггера и второго логического элемента «И», при этом связь двух последних осуществляется путем соединения нулевого выхода второго триггера и второго входа второго логического элемента «И», первым и третьим входами формирователя измерительных импульсов являются первый и третий входы второго логического элемента «И» соответственно, вторым входом формирователя измерительных импульсов является второй вход второго триггера, а первым и вторым выходами формирователя измерительных импульсов являются единичный выход второго триггера и выход логического элемента «И» соответственно.A device for implementing the proposed method for converting analog signals into a time-modulated pulse sequence comprises a switch connected to the analog input of an analog-to-digital converter (ADC) at the second output, the digital outputs of which are connected to the inputs of a binary counter, respectively, whose counter input is connected to the output the first logical element "AND", in series connected clock generator and clock distributor, the second output of which is connected to ADC input, the first trigger, the first input of which is connected to the output of the binary counter, and the second input - to the third output of the clock distributor, the first output of which is connected to the input of the reference pulse shaper, the measuring pulse shaper, the first input of which is connected to the first output of the switch, and the second output - with the second input of the adder, the first input of which is connected to the output of the driver of the reference pulses, and the power amplifier connected to the output of the adder, new is that the logic “NO” element, while the output of the latter is connected to the first input of the first “AND” logic element, and the input is connected to the third output of the clock distributor, the second input of the measuring pulse generator is also connected to it, the third input of which is the input for controlling the direction of the binary counting the counter is connected to the output of the first trigger, the input of the parallel loading of the binary counter together with the ADC data reading input is connected to the fourth output of the clock distributor, the fifth output of which is connected to with the input of the switch, the digital outputs of the binary counter are connected to the inputs of the measuring pulse generator, respectively, the first output of the last one is connected to the zero input of the binary counter, the second input of the first logic element “AND” is connected to the output of the clock generator, in the particular case the measuring pulse generator in the form of sequentially connected decoder, second trigger and second logical element “I”, while the latter two are connected by connecting the zero output of the second trigger and the second input of the second logical element “And”, the first and third inputs of the shaper of the measuring pulses are the first and third inputs of the second logical element “And”, respectively, the second input of the shaper of the measuring pulses is the second input of the second trigger, and the first and second the outputs of the shaper of the measuring pulses are a single output of the second trigger and the output of the logic element "And", respectively.
Технический результат достигается за счет того, что в момент совпадения значений линейно изменяющегося сигнала и модулирующего сигнала возобновляют генерацию линейно изменяющегося сигнала на требуемый по длительности ИИ интервал времени. При этом временная нестабильность формирования ИИ включает в себя нестабильность генерации тактовой частоты и нестабильность генерации линейно изменяющегося сигнала при аналоговой обработке сигналов и лишь нестабильность генерации тактовой частоты при промежуточном цифровом преобразовании сигналов.The technical result is achieved due to the fact that at the moment of coincidence of the values of the ramp signal and the modulating signal, the generation of the ramp signal is resumed for the time interval required by the AI. In this case, the temporary instability of the formation of the AI includes the instability of the generation of the clock frequency and the instability of the generation of a linearly varying signal during analog signal processing and only the instability of the generation of the clock frequency during the intermediate digital conversion of signals.
Указанная совокупность признаков позволяет упростить формирование и повысить стабильность длительности измерительных импульсов при преобразовании аналоговых сигналов в импульсную последовательность, модулированную по времени, за счет того, что в момент совпадения значений линейно изменяющегося кодового сигнала счетчика и кодового эквивалента модулирующего аналогового сигнала возобновляют работу двоичного счетчика на требуемый по длительности ИИ интервал времени, известный из рабочей характеристики двоичного счетчика. При этом двоичный счетчик, осуществляющий счет импульсов генератора тактовой частоты, кроме генерации линейного кодового сигнала на этапе преобразования модулирующего сигнала в сигнал с ШИМ, вырабатывает линейный кодовый сигнал (ряд кратных по частоте сигналов), используемый для работы дешифратора состояний счетчика на последующем этапе формирования сигнала с ВИМ. Кроме того, коммутатор, АЦП и двоичный счетчик синхронно управляются сигналами распределителя тактовых импульсов, обеспечивая временную стабильность структуры сигнала с ВИМ в кадровом интервале. Дополнительно в устройстве вырабатывается сигнал распределителя тактовых импульсов, запрещающий формирование ИИ в защитных интервалах, присущих кадровой структуре сигнала с ВИМ.The indicated combination of features makes it possible to simplify the formation and increase the stability of the duration of the measuring pulses when converting analog signals to a pulsed sequence, modulated in time, due to the fact that at the moment of coincidence of the values of the linearly changing counter code signal and the code equivalent of the modulating analog signal, the binary counter resumes operation to the required according to the duration of the AI, the time interval known from the performance of the binary counter. In this case, the binary counter, which counts the pulses of the clock generator, in addition to generating a linear code signal at the stage of converting the modulating signal to a signal with a PWM, generates a linear code signal (a series of frequency-multiple signals) used to operate the counter state decoder at the next stage of signal generation with VIM. In addition, the switch, the ADC and the binary counter are synchronously controlled by the signals of the clock distributor, providing temporary stability of the structure of the signal with VIM in the frame interval. In addition, a clock distributor signal is generated in the device, which prohibits the formation of AI in the guard intervals inherent in the frame structure of the VIM signal.
Таким образом, в предлагаемом устройстве остается только один времязадающий узел - генератор тактовой частоты, например импульсный генератор с кварцевой стабилизацией частоты.Thus, in the proposed device there is only one time-consuming unit - a clock generator, for example a pulse generator with quartz frequency stabilization.
Предложенное техническое решение поясняется графическим материалом, где на фигуре 1 приведены временные диаграммы формирования сигналов для способа преобразования аналоговых сигналов в импульсную последовательность, модулированную по времени, на фигуре 2 приведена функциональная схема устройства для реализации предлагаемого способа преобразования аналоговых сигналов в импульсную последовательность, модулированную по времени, на фигуре 3 приведены временные диаграммы работы устройства для реализации предлагаемого способа преобразования аналоговых сигналов в импульсную последовательность, модулированную по времени.The proposed technical solution is illustrated by graphical material, where in Fig. 1 there are timing diagrams of signal generation for a method of converting analog signals to a pulse modulated in time, Fig. 2 shows a functional diagram of a device for implementing the proposed method for converting analog signals to a pulsed modulated in time , the figure 3 shows the timing diagrams of the device for implementing the proposed method of conversion input of analog signals into a pulsed time-modulated sequence.
Способ преобразования аналоговых сигналов в импульсную последовательность, модулированную по времени, осуществляется следующим образом.The method of converting analog signals into a pulse modulated time-modulated sequence is as follows.
Сравнивают значения линейно изменяющегося опорного сигнала и модулирующего сигнала и в момент их совпадения вырабатывают сигнал единичного логического уровня, блокируют функцию сравнения, прекращают генерацию линейно изменяющегося сигнала, возобновляют ее и инициализируют функцию сравнения линейно изменяющегося сигнала и фиксированного сигнала, интервал времени достижения значения которого линейно изменяющимся сигналом равен требуемой длительности измерительных импульсов, по достижению линейно изменяющимся сигналом фиксированного значения вырабатывают сигнал нулевого логического уровня и формируют измерительный импульс путем логического умножения выработанных сигналов логических уровней.The values of the linearly varying reference signal and the modulating signal are compared and, at the moment of their coincidence, they generate a signal of a single logical level, block the comparison function, stop generating a linearly varying signal, resume it and initialize the function of comparing a linearly varying signal and a fixed signal, the time interval for reaching the value of which is linearly varying the signal is equal to the required duration of the measuring pulses, upon reaching the linearly varying signal is fixed At a different value, a signal of a zero logical level is generated and a measuring pulse is generated by logically multiplying the generated signals of logical levels.
Устройство для реализации предлагаемого способа преобразования аналоговых сигналов в импульсную последовательность, модулированную по времени, содержит коммутатор (К) 4, связанный по второму выходу с первым входом аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 5, выходы с первого по n которого заведены на входы двоичного счетчика (СТ) 8 соответственно, первый вход которого соединен с выходом первого логического элемента «И» 7, последовательно соединенные генератор тактовой частоты (ГТЧ) 2 и распределитель тактовых импульсов (РТИ) 3, второй выход которого соединен со вторым входом АЦП 5, первый триггер (Т1) 6, первый вход которого подключен к выходу двоичного счетчика 8, а второй вход - к третьему выходу распределителя тактовых импульсов 3, с первым выходом которого соединен вход формирователя опорных импульсов (ФОИ) 10, формирователь измерительных импульсов (ФИИ) 11, первый вход которого соединен с первым выходом коммутатора 4, а второй выход - со вторым входом сумматора (С) 12, первый вход которого соединен с выходом формирователя опорных импульсов 10, усилитель мощности (УМ) 13, подключенный к выходу сумматора 12, и логический элемент «НЕ» 1, при этом выход последнего подключен к первому входу первого логического элемента «И» 7, а вход - к третьему выходу распределителя тактовых импульсов 3, к нему также подключен второй вход формирователя измерительных импульсов 11, третий вход которого и второй вход двоичного счетчика 8 соединены с выходом первого триггера 6, третий вход двоичного счетчика 8 совместно с третьим входом АЦП 5 подключены к четвертому выходу распределителя тактовых импульсов 3, пятый выход которого соединен со входом коммутатора 4, выходы с первого по m двоичного счетчика 8 заведены на входы формирователя измерительных импульсов 11 соответственно, первый выход последнего соединен с четвертым входом двоичного счетчика 8, второй вход первого логического элемента «И» 7 подключен к выходу генератора тактовой частоты 2, формирователь измерительных импульсов 11 содержит последовательно соединенные дешифратор (ДС) 9, второй триггер (Т2) 15 и второй логический элемент «И» 14, при этом связь двух последних осуществляется путем соединения второго выхода второго триггера 15 и второго входа второго логического элемента «И» 14, первым и третьим входами формирователя измерительных импульсов 11 являются первый и третий входы второго логического элемента «И» 14 соответственно, вторым входом формирователя измерительных импульсов 11 является второй вход второго триггера 15, а первым и вторым выходами формирователя измерительных импульсов 11 являются первый выход второго триггера 15 и выход логического элемента «И» 14 соответственно.A device for implementing the proposed method for converting analog signals into a time-modulated pulse sequence comprises a switch (K) 4 connected to the first input of the analog-to-digital converter (ADC) 5 via the second output, the outputs from the first to n of which are connected to the inputs of the binary counter (CT) 8, respectively, the first input of which is connected to the output of the first logical element “AND” 7, the clock generator (GTC) 2 and the clock distributor (RTI) 3 connected in series, the second output to of which is connected to the second input of the ADC 5, the first trigger (T1) 6, the first input of which is connected to the output of the binary counter 8, and the second input - to the third output of the clock distributor 3, the first output of which is connected to the input of the reference pulse former (FOI) 10 , a measuring pulse shaper (FII) 11, the first input of which is connected to the first output of the switch 4, and the second output is connected to the second input of the adder (C) 12, the first input of which is connected to the output of the reference pulse shaper 10, power amplifier (PA) 13, connected to the output of the adder 12, and the logic element "NOT" 1, while the output of the latter is connected to the first input of the first logical element "AND" 7, and the input is connected to the third output of the clock distributor 3, the second input of the measuring pulse generator 11 is also connected to it, the third input of which and the second input of the binary counter 8 are connected to the output of the first trigger 6, the third input of the binary counter 8 together with the third input of the ADC 5 are connected to the fourth output of the clock distributor 3, the fifth output of which is connected to the input to mutator 4, outputs from the first through m binary counter 8 are connected to the inputs of the measuring pulse generator 11, respectively, the first output of the latter is connected to the fourth input of the binary counter 8, the second input of the first logic element “AND” 7 is connected to the output of the clock generator 2, the measuring driver pulse 11 contains sequentially connected decoder (DS) 9, the second trigger (T2) 15 and the second logical element "And" 14, while the latter two are connected by connecting the second output of the second trigger and 15 and the second input of the second logical element "And" 14, the first and third inputs of the shaper of the measuring pulses 11 are the first and third inputs of the second logical element "And" 14, respectively, the second input of the shaper of the measuring pulses 11 is the second input of the second trigger 15, and the first and the second outputs of the shaper of the measuring pulses 11 are the first output of the second trigger 15 and the output of the logic element "And" 14, respectively.
Устройство для реализации предлагаемого способа преобразования аналоговых сигналов в импульсную последовательность, модулированную по времени, работает следующим образом.A device for implementing the proposed method for converting analog signals into a pulsed sequence, modulated in time, works as follows.
Коммутатор 4 формирует сигнал с амплитудно-импульсной модуляцией (АИМ), осуществляя последовательное по времени подключение входных аналоговых сигналов ко входу АЦП 5 с частотой периодического сигнала на пятом выходе РТИ 3, со второго и четвертого выходов которого на АЦП 5 с той же периодичностью подаются сигналы пуска (начала оцифровывания) и чтения данных (выдачи результата оцифровывания АИМ сигнала) соответственно. Причем интервал времени между импульсами этих сигналов больше времени преобразования АЦП 5. По сигналу чтения данных проводится параллельная запись выработанного АЦП 5 цифрового слова в двоичный счетчик 8.Switch 4 generates a signal with amplitude-pulse modulation (AIM), making a sequential connection of the input analog signals to the input of the ADC 5 with the frequency of the periodic signal at the fifth output of the RTI 3, from the second and fourth outputs of which the signals are transmitted to the ADC 5 with the same frequency start (start of digitization) and read data (output the result of digitizing the AIM signal), respectively. Moreover, the time interval between the pulses of these signals is longer than the conversion time of the ADC 5. The data reading signal is used to record the digital word generated by the ADC 5 in binary counter 8.
На третьем выходе РТИ 3 имеет место сигнал запрета формирования ИИ в защитных интервалах, устанавливающий триггеры 6 и 10 в нулевое состояние.At the third output of the RTI 3 there is a signal prohibiting the formation of AI in the guard intervals, which sets the triggers 6 and 10 to zero.
Все импульсные сигналы на выходах РТИ 3 следуют с периодом следования ОИ.All pulse signals at the outputs of the RTI 3 follow with the period of repetition of the OI.
Инвертированный логическим элементом «НЕ» 1 сигнал с третьего выхода РТИ 3 разрешает импульсам тактовой частоты проходить через первый логический элемент «И» 7 на счетный вход двоичного счетчика 8, работающего на вычитание.The signal from the third output of the RTI 3 inverted by the logical element “NOT” 1 allows the clock pulses to pass through the first logical element “I” 7 to the counting input of the binary counter 8, which operates on subtraction.
По окончании вычитания до нулевого значения линейно изменяющегося кода из кодового слова, предварительно загруженного в счетчик 8 из АЦП 5, на выходе переполнения двоичного счетчика 8 появляется импульс, устанавливающий первый триггер 6 в единичное состояние, тем самым блокируется функция сравнения в текущем измеряемом интервале, поскольку первый триггер 6 будет установлен в нулевое состояние только по сигналу запрета формирования ИИ в защитных интервалах перед следующим тактом следования ОИ.When the subtraction of the linearly varying code from the codeword previously loaded into the counter 8 from the ADC 5 is completed, an impulse appears at the output of the overflow of the binary counter 8, setting the first trigger 6 to a single state, thereby blocking the comparison function in the current measured interval, since the first trigger 6 will be set to zero only by the signal prohibiting the formation of AI in the guard intervals before the next clock step of the AI.
Срабатывание первого триггера 6 означает окончание формирования сигнала с ШИМ и начало формирования сигнала с ВИМ.The triggering of the first trigger 6 means the end of the formation of the signal with the PWM and the beginning of the formation of the signal with the VIM.
По фронту выходного сигнала первого триггера 6 счетчик 8 переходит в режим суммирования импульсов тактовой частоты и включается дешифратор 9, настроенный на декодирование цифрового слова, известного из характеристики «код-время» счетчика 8. Причем интервал времени, соответствующий этому слову, равен длительности ИИ.Along the front of the output signal of the first trigger 6, the counter 8 enters the summation mode of the clock pulses and the decoder 9 is turned on, configured to decode a digital word known from the code-time characteristic of counter 8. Moreover, the time interval corresponding to this word is equal to the AI duration.
Дешифратор 9 содержит логическую комбинационную схему, входными сигналами которой являются кратные по частоте и длительности импульсов сигналы цифровых выходов счетчика 8.The decoder 9 contains a logical combinational circuit, the input signals of which are multiples of the frequency and duration of the pulses of the digital outputs of the counter 8.
По достижению счетчиком 8 состояния, на которое настроен дешифратор 9, на выходе дешифратора 9 появляется импульс, устанавливающий второй триггер 15 в единичное состояние.Upon achievement by the counter 8 of the state to which the decoder 9 is configured, an impulse appears at the output of the decoder 9, setting the second trigger 15 in a single state.
По фронту выходного сигнала второго триггера 15 счетчик 8 устанавливается в нулевое состояние.On the front of the output signal of the second trigger 15, the counter 8 is set to zero.
ИИ формируется в результате логического умножения сигналов с единичного выхода первого триггера 6, нулевого (инвертирующего) выхода второго триггера 15 и с первого выхода коммутатора 4, запрещающего работу второго логического элемента «И» 14 на интервале синхронизации (формирование маркера кадра как интервала с отсутствующим ИИ).AI is formed as a result of logical multiplication of signals from a single output of the first trigger 6, zero (inverting) output of the second trigger 15 and from the first output of switch 4, which prohibits the second logical element “AND” 14 on the synchronization interval (forming a frame marker as an interval with an missing AI )
На выходе сумматора 12 вырабатывается сигнал с ВИМ в результате логического сложения ОИ и ИИ.The output of the adder 12 produces a signal with VIM as a result of the logical addition of OI and AI.
Учитывая, что начало и конец измеряемого временного интервала, измерительный и опорный импульсы синхронизированы с импульсами тактовой частоты, временная нестабильность сигнала с ВИМ определяется только временной нестабильностью частоты генератора тактовой частоты.Considering that the beginning and end of the measured time interval, the measuring and reference pulses are synchronized with the clock pulses, the temporary instability of the signal with VIM is determined only by the temporary frequency instability of the clock generator.
Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет повысить стабильность длительности и упростить формирование измерительных импульсов при преобразовании аналоговых сигналов в импульсную последовательность, модулированную по времени.Thus, the proposed technical solution allows to increase the stability of the duration and simplify the formation of measuring pulses when converting analog signals into a pulsed sequence, modulated in time.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011144669/08A RU2476988C1 (en) | 2011-11-03 | 2011-11-03 | Method of converting analogue signals to time-modulated pulse sequence and apparatus for realising said method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011144669/08A RU2476988C1 (en) | 2011-11-03 | 2011-11-03 | Method of converting analogue signals to time-modulated pulse sequence and apparatus for realising said method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2476988C1 true RU2476988C1 (en) | 2013-02-27 |
Family
ID=49121636
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011144669/08A RU2476988C1 (en) | 2011-11-03 | 2011-11-03 | Method of converting analogue signals to time-modulated pulse sequence and apparatus for realising said method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2476988C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6512405B1 (en) * | 2002-01-14 | 2003-01-28 | Ip-First Llc | Oscillator bias variation mechanism |
| US6785389B1 (en) * | 1999-11-11 | 2004-08-31 | Nds Limited | System for bitstream generation |
| RU2289200C2 (en) * | 2004-11-01 | 2006-12-10 | Российская Федерация в лице Министерства Российской Федерации по атомной энергии-Минатом РФ | Converter of analog signals into time-modulated pulse pattern |
| RU2377721C1 (en) * | 2008-07-14 | 2009-12-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик - Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Device for converting analogue signal to time modulated pulse sequence |
-
2011
- 2011-11-03 RU RU2011144669/08A patent/RU2476988C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6785389B1 (en) * | 1999-11-11 | 2004-08-31 | Nds Limited | System for bitstream generation |
| US6512405B1 (en) * | 2002-01-14 | 2003-01-28 | Ip-First Llc | Oscillator bias variation mechanism |
| RU2289200C2 (en) * | 2004-11-01 | 2006-12-10 | Российская Федерация в лице Министерства Российской Федерации по атомной энергии-Минатом РФ | Converter of analog signals into time-modulated pulse pattern |
| RU2377721C1 (en) * | 2008-07-14 | 2009-12-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик - Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Device for converting analogue signal to time modulated pulse sequence |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8970421B1 (en) | High resolution sampling-based time to digital converter | |
| JPS593289A (en) | Timing method and device therefor | |
| US20190187628A1 (en) | Use of ring oscillators for multi-stop time measurements | |
| RU2496228C1 (en) | Ramp-type analogue-to-digital converter | |
| Hua et al. | A highly linear and flexible FPGA-based time-to-digital converter | |
| RU2476988C1 (en) | Method of converting analogue signals to time-modulated pulse sequence and apparatus for realising said method | |
| RU2721231C1 (en) | Method of synchronizing clock pulses with external pulse | |
| US10545462B2 (en) | Time-to-voltage converter | |
| RU2019907C1 (en) | Programmable pulse generator | |
| RU2377721C1 (en) | Device for converting analogue signal to time modulated pulse sequence | |
| Chouial et al. | Ideal Behavior of Vernier and Flash TDCs Implemented in a Spartan-6 FPGA | |
| RU2294595C1 (en) | Method for integration analog-digital conversion of voltage | |
| SU847508A1 (en) | Method and device for time-pulse analogue-digital conversion of ac voltage | |
| CN111669182B (en) | Signal sampling device, system and method | |
| RU2570116C1 (en) | Device for digital conversion of time interval | |
| JP2004325373A (en) | Distance measuring instrument | |
| SU1444950A1 (en) | A-d converter | |
| RU2552605C1 (en) | Voltage-to-time interval converter | |
| SU721913A2 (en) | Ac voltage-to-code converter | |
| RU2552147C1 (en) | Integrating analogue-to-digital converter with pulse-width modulation | |
| RU2491714C1 (en) | Multichannel voltage-to-pwm signal converter | |
| SU1437829A2 (en) | Digital meter of time intervals | |
| RU2584727C1 (en) | Interpolator for "time-code" conversion with small dead time | |
| SU1279046A1 (en) | Pulse repetition frequency multiplier | |
| US3395348A (en) | System for determining lowest voltage in a plurality of channels operable even when more than one channel has the same minimum voltage |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TK4A | Correction to the publication in the bulletin (patent) |
Free format text: CORRECTION TO CHAPTER -PD4A- IN JOURNAL 29-2015 FOR INID CODE(S) (73) |
|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20190712 Effective date: 20190712 |
|
| QZ41 | Official registration of changes to a registered agreement (patent) |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20190712 Effective date: 20201023 |