SU815906A1 - Method and device for converting time interval to digital code - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ИНТЕРВАЛА ВРЕМЕНИ(54) METHOD FOR TRANSFORMING A TIME INTERVAL

В ЦИФРОВОЙ КОД И УСТРОЙСТВОIN DIGITAL CODE AND DEVICE

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯFOR ITS IMPLEMENTATION

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано при создании преобразователей интервала времени в цифровой код. Известен способ преобразовани  интервала времени в цифровой код путем заполнени  преобразуемого интервала времени короткими или неукороченными импульсами эталонной частоты. Импульсы эталонной частоты подсчитывают с помощью счетчиков , которые стро тс  на триггерах 1. Недостатком способа  вл етс  больша  погрешность преобразовани . Известен способ преобразовани  интервала времени в цифровой код путем заполнени  преобразуемого интервала времени неукороченными по длительност м импульсами эталонной частоты, которые подсчитывают в течение этого интервала с противоположными уровн ми подсчитываемых сигналов до начала и после окончани  преобразовани  2. Недостатком способа  вл етс  больша  погрешность преобразовани . Цель изобретени  - уменьшение погрешности преобразовани . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе преобразовани  интервала времени в цифровой код путем заполнени  преобразуемого интервала времени неукороченны ми по длительности импульсами эталонной частоты, которые подсчитывают, фазу рабочих перепадов подсчитываемых импульсов сдвигают в сторону начала преобразуемого интервала времени после по влени  старт-импульса, а устройство дл  его осушествлени  содержит генератор эталонной частоты, выход которого соединен с первым входом управл емого блока задержки, выход которого через электронный ключ соединен с первым входом счетчика, второй вход которого соединен с первым входом триггера, второй вход которого соединен с выходом счетчика, а выходы соединены соответственно со вторым и третьим входами управл емого блока задержки. На фиг. 1 приведена структурна  электрическа  схема устройства дл  осуществлени  способа на фиг. 2 - временные диаграммы , по сн ющие способ. Устройство содержит генератор 1 эталонной частоты и управл емый, блок 2 задержки , имеющий запускающий вход С и два управл ющих входа Xi и Хг,электронный ключ 3, управл емый старт- и стопимпульсами , счетчик 4 и триггер 5 с раздельными входами включени  S и гашени  R.The invention relates to electrical measuring technique and can be used to create time-spaced-to-digital converters. There is a known method of converting a time interval into a digital code by filling the converted time interval with short or uncorrected pulses of the reference frequency. The reference frequency pulses are counted using counters, which are built on triggers 1. The disadvantage of this method is the large conversion error. There is a known method of converting a time interval to a digital code by filling the convertible time interval with unsharpened reference frequency pulses, which are counted during this interval with opposite levels of the counted signals before and after the conversion 2. The disadvantage of the method is the large conversion error. The purpose of the invention is to reduce the conversion error. The goal is achieved by the method of converting the time interval into a digital code by filling the convertible time interval with unsharpened reference frequency pulses, which calculate the phase of the operating peaks of the counted pulses to the beginning of the converted time interval after the start-impulse occurrence, The device for its implementation contains a reference frequency generator, the output of which is connected to the first input of the controlled delay unit, the output of which is through The electronic key is connected to the first counter input, the second input of which is connected to the first trigger input, the second input of which is connected to the counter output, and the outputs are connected to the second and third inputs of the controlled delay unit, respectively. FIG. 1 shows the structural electrical circuit of the device for carrying out the method of FIG. 2 - timing diagrams explaining the method. The device contains a reference frequency generator 1 and controlled, a delay unit 2 having a triggering input C and two control inputs Xi and Xg, an electronic switch 3 controlled by start and stop pulses, a counter 4 and a trigger 5 with separate inputs for switching on S and damping R.

На диаграммах обозначено: импульсы 6 на выходе генератора 1, импульсы 7 на выходе управл емого элемента 2 задержки, старт-импульс 8 (т. к. все процессы способа совершаютс  непосредственно после по влени  старт-импульса, то стоп-импульс на диаграммах не показан), сигналы 9 на выходе электронного ключа 3, сигналы 10 на выходе триггера младшего разр да счетчика 4, сигналы И на выходе триггера 5.The diagrams indicate: pulses 6 at the output of the generator 1, pulses 7 at the output of the controlled element 2 are delays, start-impulse 8 (since all processes of the method occur immediately after the start-impulse appears, the stop-pulse is not shown in the diagrams ), signals 9 at the output of the electronic key 3, signals 10 at the output of the trigger of the lower order of the counter 4, signals AND at the output of the trigger 5.

Генератор 1 непрерывно выдает KOJje6aни  (диаграмма 1 на фиг. 2) - сетку импульсов эталонной частоты. По сигналу «Сброс все триггеры счетчика 4 по входам R устанавливаютс  в нулевом состо нии.The generator 1 continuously issues KOJje6a (diagram 1 in Fig. 2) - a grid of pulses of the reference frequency. By the signal "Reset, all the triggers of the counter 4 on the inputs R are set to zero.

Чтобы не возникала дополнительна  погрешность , необходимо обеспечить переключение триггера младшего разр да счетчика 4 по первому рабочему перепаду при по влении старт-импульса в любой момент времени в промежутке tg исходной сетки эталонных импульсов (диаграмма 6 на фиг. 2). Однако, как видно из диаграмм (фиг. 2) промежуток времени f g. между моментом in и первым рабочим перепадом исходного колебани  значительно меньше времени ti tg триггера 4 (фиг. 1). Поэтому этот триггер в данном случае не переключаетс  от исходного сигнала (диаграмма 6 на фиг. 2) по первому рабочему перепаду, по вившемус  после момента времени t. Но если на счетчик подавать такую же сетку эталонных ишчульсов, но по фазе задержанную на врем  t|. tg (диаграмма 7 на фиг. 2), то тогда независимо от момента t по влени  старт-импульса внутри промежутка Tg (подготовительна  часть периода) исходного колебани  (диаграмма I на фиг. 2), этот триггер всегда переключаетс , если относительно новой сетки эталонных импульсов (диаграмма 7 на фиг. 2) выполн етс  условие,- что 1н возникает раньше начала времени ti, т. е. раньше первого рабочего перепада исходного колебани  (диаграмма 6 на фиг. 2), когдаIn order to avoid additional error, it is necessary to ensure switching of the low-order trigger of counter 4 according to the first operating differential when a start-pulse appears at any time in the interval tg of the initial grid of reference pulses (diagram 6 in Fig. 2). However, as can be seen from the diagrams (Fig. 2), the time interval f g. between the moment in and the first operating differential of the initial oscillation is much less than the time ti tg of the trigger 4 (Fig. 1). Therefore, this trigger in this case does not switch from the original signal (diagram 6 in Fig. 2) on the first operating differential, which is higher than the time t. But if the counter serves the same grid of reference ishchuls, but in phase delayed by time t |. tg (diagram 7 in fig. 2), then regardless of the time t of the start-impulse occurrence within the gap Tg (preparatory part of the period) of the initial oscillation (diagram I in fig. 2), this trigger always switches if relative to the new reference grid impulses (diagram 7 in fig. 2) the condition is satisfied that 1n arises before the start of time ti, i.e., before the first operating differential of the initial oscillation (diagram 6 in fig. 2), when

t6 , te,t6, te,

где if, - врем  восстановлени  триггера младшего разр да счетчика, ибо в этом случае всегда выполн етс  условие переключени  триггера -младшего разр да счетчика под действием первого рабочего перепадаwhere if, is the recovery time of the low-order trigger trigger, because in this case the trigger switch condition of the low-bit counter is always satisfied under the action of the first operating differential

. te,. te,

приtl, : Tgprtl,: Tg

Если же момент времени tH лежит в промежутке Тр задержанной сетки импульсов эталонной частоты (диаграмма 7 на фиг. 2), часть из которого, расположенна  между подготовительным перепадам (последним перед моментом t) и началом времени ti.If, however, the time instant tH lies in the interval Tp of the delayed pulse grid of the reference frequency (diagram 7 in Fig. 2), a part of which is located between the preparatory differences (the last one before the time t) and the beginning of time ti.

совпадает с частью промежутка Tj исходной сетки (диаграмма 7 на фиг. 2), то и здесь выполн етс  условие t|, , и триггер младшего разр да счетчика 4 переключаетс  по первому рабочему, перепаду, такcoincides with a part of the gap Tj of the initial grid (diagram 7 in Fig. 2), then the condition t | is fulfilled here, and the low-level trigger of counter 4 is switched over by the first worker, the differential, so

как часть промежуткаТр, гдеТр- рабоча  часть периода, и часть промежутка от последнего подготовительного перепада до начала времени t задержанной сетки импульсов эталонной частоты (диаграмма 7 на фиг. 2) совпадает с промежутком tg исходной сетки импульсов (диаграмма 1 на фиг. 2, то выполн етс  условие переключени  триггера младшего разр да счетчика 4 под действием первого рабочего перепада исходной (диаграмма 6 на фиг. 2) сетки импульсов эталонной частоты после по влени  старт-импульса, независимо от положени  момента времени ti внутри интервала Tg исходного колебани  (диаграмма 6). Если же момент времени ц окажетс  расположенным внутри промежутка t, то, так какas part of the interval Tr, where Tr is the working part of the period, and part of the gap from the last preparatory differential up to the beginning of the time t of the delayed pulse grid of the reference frequency (chart 7 in Fig. 2) coincides with the gap tg of the original pulse mesh (chart 1 in Fig. 2, then the condition of switching the trigger of the lower bit of the counter 4 under the action of the first operating differential of the initial (diagram 6 in Fig. 2) grid of the reference frequency pulses after the appearance of the start-pulse, regardless of the position of the time ti inside the inte the Tg of the initial oscillation was torn off (Diagram 6). If, however, the instant of time t is located within the interval t, then

в этом случае всегда будетin this case there will always be

n,t 4,n, t 4,

триггер младшего разр да счетчика 4 переключать-ч не будет, ибо промежуток t совпадает с промежутком tp исходной сетки 5 импульсов эталонной частоты (диаграмма 6 на фиг. 2), когда этот триггер и не должен переключатьс .the low-trigger trigger of counter 4 will not switch-h, since the interval t coincides with the interval tp of the initial grid 5 pulses of the reference frequency (diagram 6 in Fig. 2) when this trigger does not have to be switched.

Далее, чтобы сохранить моменты отсчета квантующих уровней, необходимо фазу подсчитываемых сигналов (диаграмма 7 на фиг. 2), совместить с фазой исходной сетки импульсов (диаграмма б на фиг. 2). Поэтому в момент по влени  старт-импульса фаза подсчитываемых сигналов на выходе управл емого блока 2 и электронного ключа Further, in order to preserve the moments of reference of the quantizing levels, it is necessary to phase the counted signals (diagram 7 in Fig. 2), to combine with the phase of the initial grid of pulses (diagram b in Fig. 2). Therefore, at the moment of the start-pulse occurrence, the phase of the counted signals at the output of the controlled unit 2 and the electronic key

(диаграммы 7 и 9 на фиг. 2) отстает of фазы сигнала исходной сетки импульсов генератора эталонной частоты 1 (диаграмма 6 на фиг. 2) на величину tt t/. После первого переключател  триггера (диаграмма (diagrams 7 and 9 in Fig. 2) lags behind the phase of the signal of the initial pulse grid of the generator of the reference frequency 1 (diagram 6 in Fig. 2) by the value tt t /. After the first trigger switch (chart

0 10 на фиг. 2). младшего разр да счетчика 4, сигналом с соответствующего выхода этого триггера с задержкой Т (в диаграммах задержки в электронном ключе 3. в счетчике 4 и во входных цеп х управл емого блока 2 пренебрегаетс ), определ емой временем0 10 in FIG. 2). the low-order bit of counter 4, the signal from the corresponding output of this trigger with delay T (in the delay diagrams in the electronic key 3. in the counter 4 and in the input circuits of the controlled block 2 is neglected), determined by the time

5 переключени  триггера 5, по входу S триггер 5 устанавливаетс  в состо ние логической единицы (диаграмма 11 на фиг. 2). При этом сигналы на выходах триггера 5 мен ютс  на противоположные, в результате чего происход т соответствующие переключени  по входам Xi и Xi в управл емом блоке 2 и фаза сигнала на выходе его становитс  равной фазе сигналов генератора 1. Начальный сдвиг фазы на выходе электронного ключа 3 может быть любым, но не5, the switching of the trigger 5, on the input S, the trigger 5 is set to the state of the logical unit (diagram 11 in Fig. 2). In this case, the signals at the outputs of the trigger 5 are reversed, as a result of which the corresponding switchings to the inputs Xi and Xi in the controlled unit 2 occur and the signal phase at the output becomes equal to the phase of the generator 1 signals. The initial phase shift at the output of the electronic switch 3 can be any, but not

5 меньше, чем tj.5 less than tj.

Claims (2)

Предлагаемый способ позвол ет снизить погрешность преобразовани  за счет компенсации дополнительной по/решностк. определ емой конечным значением времени переключени  tcp и времени восстановлени  tj триггера младшего разр да счетчика. Формула изобретени  1.Способ преобразовани  интервала времени в цифровой код путем заполнени  преобразуемого интервала времени неукороченными по длительности импульсами эталонной частоты, которые подсчитывают, отличающийс  тем, что, с целью уменьшени  погрешности преобразовани , фазу рабочих перепадов подсчитываемых импульсов сдвигают в сторону начала преобразуемого интервала времени после по влени  старт-импульса . 2.Устройство дл  осушествлени  способа по п. 1, содержащее генератор эталонной частоты, выход которого соединен с первым входом управл емого блока задержки, выход которого через электронный ключ соединен с первым входом счетчика, второй вход которого соединен с первым входом триггера , второй вход которого соединен с выходом счетчика, а выходы соединены соответственно со вторым и третьим входами управл емого блока задержки. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Касатки А. С. Автоматическа  обработка сигналов частотных датчиков. М-Л., «Энерги , 1966, с. 10-40. The proposed method makes it possible to reduce the conversion error due to the compensation of an additional value / resolution. determined by the final value of the switching time tcp and recovery time tj of the low-order trigger for the counter. Claim 1. A method of converting a time interval into a digital code by filling a convertible time interval with unsharpened reference frequency pulses, which are counted, characterized in that, in order to reduce the conversion error, the phase of the operating differences of counted pulses are shifted towards the beginning of the converted time interval appearance of the start-pulse. 2. The device for carrying out the method according to claim 1, comprising a reference frequency generator, the output of which is connected to the first input of the controlled delay unit, the output of which is connected via an electronic switch to the first input of the counter, the second input of which is connected to the first trigger input, the second input of which connected to the output of the counter, and the outputs are connected respectively to the second and third inputs of the controlled delay unit. Sources of information taken into account in the examination 1. Kasatki A. S. Automatic processing of signals from frequency sensors. ML, “Energie, 1966, p. 10-40. 2.Авторское свидетельство СССР по за вке № 1963439/18-21 (прототип).2. USSR author's certificate for application number 1963439 / 18-21 (prototype). Фиг.11 /I/ I tHtH Фиг.FIG.