Кодирование временных интервалов.

Пусть рассматриваемая функция отражает какой-либо временной интервал. В качестве примера можно определить интервал времени между посланным и отраженным от цели сигналом радиолокатора с целью определения расстояния до цели. Устройство, с помощью которого можно измерить временной интервал, представлено на рис. 6.2, а временные диаграммы его работы приведены на рис. 6.3.

Рис. 6.2. Устройство преобразование временного интервала в цифровой код

Импульс начала U_н (посылка импульсом радиолокатором) поступает на вход S триггера Т₁ и устанавливает его в состояние «1», а импульс конца U_к (приход отраженного сигнала) поступает на вход R триггера Т₁, устанавливая его в состояние «0». На первый вход схемы совпадения С₁ поступает сигнал U_Т1 состояния триггера Т₁, а на второй вход — тактовые импульсы U_Т. На выходе схемы совпадения С₁ имеют место только те импульсы, которые попадают в интервал времени между поступлениями импульсов U_н и U_к — t_к. Чем выше тактовая частота сигнала U_Т, тем точнее измеряется интервал t_к. (см. рис. 6.3).

Рис. 6.3. Временные диаграммы работы устройства кодирования временного интервала.

Количество импульсов отсчитывается счетчиком, собранного на триггерах Т₂, Т₃, Т₄, и по сигналу считывания через схемы совпадения С₂, С₃, С₄ этот код выставляется на выходе схемы. Число разрядов счетчика выбирается из условия:

,

откуда следует, что число разрядов счетчика N:

.

При вещественном значении числа N необходимо применить большее целое число.

6.2 Кодирование напряжение.

Схема преобразования аналогового напряжения u(t) в цифровой код представлена на рис. 6.4.

Она состоит из 2-х частей:

1. схемы преобразования напряжения u(t) в пропорциональный ему временной интервал t_к;

2. схемы преобразования временного интервала в цифровой код.

Работа 2-ой схемы рассмотрена в разделе 6.1.

Рис. 6.4. Схема кодирования напряжения

Тактовый сигнал U_Т поступает на делитель частоты, который формирует сигнал начала преобразования U_н, поступающий на схему преобразования временного интервала в цифровой код. Под действием этого сигнала триггер Т₁ (см. рис. 6.2) устанавливается в «1» и сигнал U_Т1 поступает дополнительно на генератор линейно-изменяющегося напряжения (ГЛИН) в качестве строба (см. рис. 6.4). По этому сигналу ГЛИН начинает формировать пилообразное линейно-возрастающее напряжение, поступающее на вход схемы сравнения (компаратор). На второй вход компаратора поступает входной сигнал u(t). Когда входное напряжение ГЛИН достигает значения U_вх () срабатывает компаратор и формирует импульс конца U_к, переключающий триггер Т₁ в состояние «0». При линейной зависимости U_ГЛИН(t) время t между импульсами U_н и U_к пропорционально U_вх. Следовательно, цифровой код схемы преобразования временного интервала в код будет пропорционален (или равен в соответствующем масштабе) измеряемому входному сигналу. Сигнал «0» на выходе U_Т1 формирует обратный ход ГЛИН, система возвращается в исходное состояние и ждет очередного импульса (U_н) обусловленного тактовыми импульсами.

Временные диаграммы работы схемы кодирования напряжения приведены на рис. 6.5.

Рис. 6.5. Временные диаграммы работы схемы кодирования напряжения