РЕЦИРКУЛЯЦИОННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ВРЕМЯ-КОД ПРОГРЕССИРУЮЩЕГО ТИПА
PROGRESSIVE-TYPE RECIRCULATING TIME-TO-NUMBER CONVERTER

Изобретение относится к радиоэлектронике и может использоваться для преобразования одиночных временных интервалов (ВИ) наносекундного диапазона длительностей в цифровой код в информационно-измерительной, радиолокационной и другой аппаратуре.
Известен преобразователь-аналог, содержащий два раздельных контура рециркуляции, один для рециркуляции старт-импульса, а второй - стоп-импульса, преобразуемого ВИ [1].
Недостатком преобразователя аналога является низкое быстродействие преобразования.
Известен также преобразователь (прототип), имеющий один контур рециркуляции, образованный первой схемой ИЛИ, выход которой подключен через первую линию задержки к первому входу второй схемы ИЛИ и через вторую линию задержки ко второму вход второй схемы ИЛИ, выход которой соединен с первым входом первой схемы ИЛИ и через делитель импульсов со счетным входом счетчика импульсов, а клемма вход преобразователя подключена ко второму входу первой схемы ИЛИ [2].
Недостатком преобразователя является низкое быстродействие преобразования.
Целью предлагаемого изобретения является повышение быстродействия преобразования.
Поставленная цель достигается введением в преобразователь-прототип второго контура рециркуляции, объединенного с первым и использовании первого контура для рециркуляции стартового импульса, а второго - для рециркуляции стопового импульса преобразуемого ВИ.
На фиг.1 приведена функциональная схема рециркуляционного преобразователя время-код (РПВК) прогрессирующего типа, а на фиг.2 - временные диаграммы его работы.
Рециркуляционный преобразователь время-код прогрессирующего типа содержит первую схему ИЛЦ(1) первый вход которой соединен с первой входной клеммой 2 преобразователя, а выход подключен через первую линию задержки 3 к первому входу второй схемы ИЛИ(4) выход первой схемы ИЛИ(1) соединен со вторым входом второй схемы ИЛИ(4), выход которой подключен к первому входу первой схемы И5, к первому входу третей схемы ИЛИ(6) второй вход которой соединен со вторым; входом первой схемы И(5) а выход через вторую линию задержки 7 - с первым входом второй схемы И(8) второй вход которой подключен к выходу RS-триггера 9, а выход - к первому входу третьей схемы И(10), к первому входу четвертой схемы И(11) и к счетному входу счетного триггера 12, прямой выход которого соединен со вторым входом третьей схемы И(10), а инверсный - со вторым входом четвертой схемы И(11), выход которой соединен со счетным входом счетчика импульсов 13 и со вторым входом первой схемы ИЛИ(1), первый вход которой подключен к S-входу RS-триггера 9, R-вход которого соединен с выходом четвертой схемы ИЛИ 14, первый вход которой подключен к выходу первой схемы И(5) а второй вход к R-входу счетного триггера 12, к управляющему входу счетчика импульсов 13 и ко второй входной клемме 15 преобразователя, третья входная клемма 16 которого соединена с третьим входом третьей схемы ИЛИ(6) а выход третьей схемы И(10) через элемент задержки 17 подключен ко второму входу третьей схемы ИЛИ(6)
Рассмотрим работу предлагаемого преобразователя.
Преобразователь имеет два совместных контура рециркуляции:
- первый контур образован логическими элементами: первой 1, второй 4 и третьей 6 схемами ИЛИ, второй 8 и четвертой 11 схемами И и аналоговыми элементами: первой 3 и второй 7 линиями задержки; а второй контур - логическими элементами: третьей схемой ИЛИ(6) второй 8 и третьей 10 схемами И, элементом задержки 17 и аналоговым элементом: второй линией задержки 7.
x
cт
сп
ст
p1
сп
p2
В первый контур рециркуляции через клемму 2 вводят старт-импульс и одновременно им же посредством RS-триггера и второй схемы И8 осуществляют открытие совмещенных контуров рециркуляции, а во второй контур посредством клеммы 16 вводят стоп-импульс, определяющие соответственно начало и конец преобразуемого временного интервала длительностью t. Старт- и стоп-импульсы должны иметь калиброванные значения длительности t и t (см. Фиг.2а, б), причем t>(t+τ), a t>(t+τ), где , , суммарное время переключения логических элементов соответственно первого и второго контуров рециркуляции, а τ - калиброванная величина длительности, представляет собой дискретность преобразования и задается временем задержки первой линии задержки 3.
лз
t
В каждой из рециркуляции, имеющей период рециркуляции (время задержки t задается второй линией задержки 7), на выходе второй схемы ИЛИ4 (фиг.2в) старт-импульс имеет последовательно возрастающую (прогрессирующую) на значение τ длительность , i=1, 2, 3, …, N - порядковый номер рециркуляции.
сп
эз
1
4
10
11
сп
сп
В то же время стоп-импульс рециркулирует во втором контуре с периодом рециркуляции , но при этом его исходная длительность t остается неизменной. Для обеспечения условия  необходимо, чтобы элемент задержки 17 обладал временем задержки t=t+t, a t=t В каждой из рециркуляций импульсы  и t объединяются третьей схемой ИЛИ(6), а затем после задержки на время  ( - наибольшее значение длительности преобразуемого ВИ) во второй линии задержки 7 (см. фиг.2г) вновь разделяются посредством счетного триггера 12, работающего в режиме делителя импульсов с коэффициентом деления, равным двум, третьей 10 и четвертой 11 схем И (см. фиг.2, ж, д) и вводятся каждый в свой контур рециркуляции - импульсы  через первую схему ИЛИ(1), а импульсы t через третью схему ИЛИ(6). Первая схема И5 фиксирует момент совпадения импульсов, рециркулирующих в первом и втором контурах, путем выделения на своем выходе импульса длительностью Δt (см. фиг.2з). Задним фронтом импульса Δt RS-триггер 9 переключается из состояния логическая единица в состояние логический ноль, вторая схема И8 закрывается и останавливает процесс рециркуляции в обоих контурах рециркуляции.
t
ст
t
t
Счетчик импульсов 13 осуществляет подсчет числа импульсов рециркуляции n в первом контуре рециркуляции с момента подачи в него старт-импульса, длительностью t и до момента срабатывания RS-триггера 9. Область изменения числа рециркуляции n∈[1;N], где .
Функция преобразования предлагаемого преобразователя имеет вид
x
t
cт
t=n·τ+t
Полагая , где целое число m>1, то
Значение  нетрудно определить в процессе настройки предлагаемого преобразователя как
p
где N* - цифровой результат определения значения t.
Тогда выражение (1) предстает в виде
x
t
t=(n+m+N*)τ.
t
Перед началом преобразования сигналом начальной установки, подаваемого на вторую входную клемму 15 преобразователя, RS-триггер 9 и счетный триггер 12 по своим прямым выходам устанавливаются в состояние логического нуля, в счетчик импульсов 13 записывается число (m+N*). По окончании процесса преобразования в счетчике импульсов 13 будет записано число, равное (m+N*+n), которое и представляет собой цифровой результат преобразования.
Время преобразования предлагаемого преобразователя описывается выражением
пр
t
ц
Т≥Nt,
в то время как в случае преобразователя-прототипа
.
Следовательно, быстродействие предлагаемого преобразователя повышается в два раза.
Литература
1. Мелешко Е.А. Интегральные схемы в наносекундной ядерной электронике. Изд. 2-е доп., M.: Атомиздат, 1978, с.146-147, рис.3.15.
2. Авторское свидетельство СССР №654932, кл. G04F 10/00.