Цифровой усредняющий измеритель временных интервалов

 

ЦИФРОВОЙ УСРЕДЙЯЮШШ ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ, содержащий два.триггера, прямой вход одного из которых соединен с входом сигнала Старт и прямой вход другого соединен с входом сигнала Стоп, два ключа, первые входы которых подключены к выходу генератора квантующих импульсов, a вторые входы соединены с выходом блока усреднения , счетчик импульсов,- су1ф«1рую|ци й вход которого соединен с выходом первого ключа, a выход является выходом устройства, о Ф л и ч a ющ и.й с я тем, что, с целью повышения достоверности результатов измерений и надежности устройства, в него введены элемент iIЛИ, третий ключ и дешифратор, причем вычитаю1ДИЙ вход счетчика импульсов соединен с выходсм второго ключа, входы дешифратора подключены к прямым и инверсныг 1 выходам триггеров, первый и второй выходы дешифратора динены с третьими входами соответственно первого и второго ключей, , третий выход д@)цифратора соединен с первым вх:одом третьего ключа, второй вход которого подключен к выходу генератора квантующих импульсов , a ВЫХОДА - к инверсньш входам первого и второго триггеров, прямые входщ которых через элемент ИЛИ соединены с входс блока усреднений .

ае (и) СОЮЗ СОЕЕТСНИХ

СВИ Л О

РЕСПУБЛИК

3(5(э 804 F 10/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И (ЛИРЦТФ(К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3375756/18-21 (22) 06.01.82 (46) 07.07.83. Вюл. Ф 25 (72) В.A. Добрыдень, Я.A Сериков и Г.!1. Чекалин (71) Харьковский инженерно-строительный институт и Харьковский государственный университет им. A.È.Ãîðüкого (53l 681.325.3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 555375, кл. 604 F 10/04, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

9 533905, кл. 604 F 10/04, 1976. (54)(57) ЦИФРОВОЙ УСРЕДНЯЮЦИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВЛЛОВ, содержащий два.триггера, прямой вход одного из которых соединен с входом сигнала "Старт" и прямой вход другого соединен с входом сигнала "Стоп", два ключа, первые входы которых подключены к выходу генератора кван тующих импульсов, а вторые входы соединены с выходом блока усреднения, счетчик импульсов,-суммирующий .вход которого соединен с вйходом первого ключа, а выход .является выходом устройства, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повншения достоверности результатов измерений и надежности устройства, в него введены элемент ИЛИ, третий ключ и дешифратор, причем вычитающий вход счетчика импульсов соединен с выходом второго ключа, входы дешиФратора подключены к прямым и инверсным выходам триггеров, первый и второй выходы деши@ратора сое. динены с третьими входами соответственно первого и второго ключей, третий выход дешифратора соединен Е с первым входом третьего ключа, второй вход которого подключен к выходу генератора квантующих импульсов, а выходы — к инверсным входам первого и второго триггеров, прямые входы которых через элемент NIH . P соединены с входом блока усреднений.

1027б93

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в системах автоматического измерения длительности вре менных интервалов между импульсами, поступающими по двум различным входным шинам.

Известен цифровой усредняющий измеритель временных интервалов, содержащий два триггера, два ключа, генератор квантующих импульсов, выход которого подключен к рабочим входам ключей, блок усреднения и счетчик импульсов $1).

Недостатками данного измерителя являются сложность и ограниченность, функциональных воэможностей.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является цифровой усредняющий измеритель временных интервалов, содержащий два триггера, единичный вход одного из которых служит входом сигнала

"Старт", а единичный вход другоговхедом сигнала "Стоп", два ключа, ра бочие входы которых подключены к выходу генератора квантующих импул сов, а первые управляющие входык выходу блока усреднения, и счетчик импульсов, суммирующий вход которого соединен с выходом первого ключа, а выход служит выходом устройства 21

Однако известный измеритель характеризуется сложностью, обусловленной наличием в его составе вспомогательного счетчика и блока установки, а также недостаточность достоверности результатов измерений в случае, когда измеряемый интервал времени имеет отрицательную длительность, т.е. когда импульс на входе сигнала "Стоп" появляется раньше импульса на нходе "Старт"..

Так, например, известный измеритель работоспособен только в том случае, если длительность отрицатель ного интервала не превосходит величины Т, где Т вЂ” период генератора кнантующих импульсонр ие- объем вспомогательного счетчика. Увеличение же числа vn приводит к росту объема аппаратуры и дополнительному ограничению, накладываемому на минимальный промежуток между измеряемыми временными интервалами °

Иель изобретения - повышение достоверности результатов измерений и надежности измерителя.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровой усредняющий изме ритель временных интервалов, содержащий два триггера, прямой вход одного иэ которых соединен с входил сигнала "Старт", а прямой вход другого соединен с входом сигнала

"Стоп", два ключа, первые входы которых подключены к выходу генератъ55

60, дешифратор имеет потенциальные входы и выходы. Обозначим через 5, и S состояния триггеров 1 и 2 соответственно. Единичный сигнал на первом выходе дешифратора, соединенном с входом ключа 3, присутствует только при S< = 1; S< = О, на втором выходе, соединенном с входом ключа 4 — только при Sg = 0;

Sg = 1, на третьем выходе, соединенном с входом ключа 5 - только при 5 = 1; S< - =1, а при Sq = 0 . ! ра квантующих импульсов, а вторые входы соединены с выходом блока усреднения, счетчик импульсов, суммирующий вход которого соединен с выходом первого ключа, а выход является выходом устройства, введены элемент ИЛИ, третий ключ и дешифратор, причем вычитающий вход счетчика импульсов соединен с выходом второго ключа, входы дешифратора подключены к прямым и инверсным выходам триггеров, первый и второй выходи дешифратора соединены с третьими входами соответственно первого и второго ключей, третий вы»

15 ход дешифратора соединен с первым входом третьего ключа, второй вход которого подключен к выходу генератора квантующих импульсов, а выходы - к инверсным входам первого

2О и второго триггеров, прямые входы †.которых через элемент ИЛИ соединен с входом блока усреднений.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого измерителя.

Измеритель содержит первый и второй триггеры 1 и 2 соответственно, первый

4 и 5 соответственно, блок 6 усреднения, элемент ИЛИ 7, счетчик 8

Зо и ульсов. генератор 9 квантущиимпульсов и дешифратор 10.

Триггеры 1 и 2 имеют различные импульсные вхОды и потенциальные выходы. Ключи 3 и 4 являются нормаль но закрытыми — импульс, поступающий на один вход, проходит на выход только при наличии единичного управ-. ляющего сигнала на двух других входами ключа.

Генератор 9 квантующих импульсов

40 генерирует на выходе короткие периодические импульсы высокой стабильной частоты. Блок б усреднения поддерживает на выходе единичный сигнал до тех пор, пока на его вход .

45 не поступит 2N импульсов (И - объем выборки, т.е. число усредняемых интервалов}, т.е. пока не будут обработаны и входных временных интервалов. Элемент ИЛИ 7 имеет им-. пульсные входы и выход.

Счетчик 8 н отличие от счетчика известного устройства ныполнен реверсивньнл.

1027693

Составитель В. Плетнева

Техред Т.Иаточка

Редактор M. Рачкулинец

Корректор A.éîâõ

Тираж 411 Подписное

ВНИИПИ. Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий по делам изобретений н открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 4738/52

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Зя О на всех выходах дешифратора поддерживается нулевой сигнал.

Измеритель работает следующим образом.

В исходном состоянии триггеры 1 и 2 установлены в нуль, при этом все ключи закрыты, блок б усреднения установлен в исходное состояние (счетчик импульсов, входящий в его состав, установлен в нуль2, генератор 9 квантующнх импульсов генерирует периодические короткие импульсы высокой стабильной частоты.

Пусть длительность первого иэ усредняемых интервалов В положительна, т.е. первым приходит импульс 35 по входу "Старт". Этот импульсопрокидывает триггер 1, в результате, открывается ключ З.н квантующие импульсы начинают поступать на суммирующий вход счетчика 8. Кроме того, этот. импульс поступает через элемент ИЛИ 7 на вход блока 6 усреднения.

Импульс, свидетельствующий об окончании первого интервала, посту- 25 пает при этом по входу "Стоп", опрокидывает триггер 2, в результате чего ключ 3 закрывается, а ключ 5 открывается, так что очередной квантующий импульс с выхода генератора

9, проходя через ключ 5, устанавливает триггеры,1 и 2 в исходное нулевое состояние. Импульс, поступающий по входу "Стоп", также проходит череэ элемент ИЛИ 7 на вход блока б усреднения.

Если входной интервал t;- отрицателен, т.е. первым приходит импульс по входу "Стоп", то на протяжении времени / 5; (имеем S = 0; S< = 1, т.е. открыт ключ 4, а ключи 3 и 5 40 закрыты, при этом квантующие.импульсы поступают в течение времени /.3 -/ на вычнтающий вход счетчика 8. С приходом импульса окончания отрицательного интервала (по входу "Старт ) 45 оба.триггера 1 и 2 оказываются установленными в единицу, т.е. ключи 3 и 4 закрываются, а ключ 5 открывается, благодаря чему триггеры устанавливаются в исходное состояние 50 аналогично предыдущему случаю.

Импульсы начала и окончания ко дого интервала поступают через элемент ИЛИ 7 на вход блока 6 усреднения независимо от знака интервала.

Таким образом, каждый усредненный интервал к моменту его окончания увеличивает число импульсов, поступающих на вход блока 6 усреднения, на.два. Когда указанньм вьаае образом будет измерено и интервалов, т.е. когда на вход блока. б усреднения поступит 2Н импульсов, на его выходе исчезнет единичный сигнал, .ввиду чего ключи 3 и 4 закроются по второму входу. На счетчике 8 к этому времени формируется число

8 ,7 Г„ I то ("-4 (с точностью до погрешности кванто« вания ) с учетом знака величин К/ °, Если выбрать и = 2 .и снимать по казания счетчика 8 со сдвигом на

К двоичных разрядов в сторону стар ших разрядов, то на выходе устройства получим требующуюся величину

Ю . 5(zw„) т,и, причем в случае < 0 эта величина представлена на счетчике 8 в дополнительном коде. !

Поскольку импульсы начала и окончания измеряемых интервалов поступают на входы различных триггеров, исключена воэможность ошибки, обус-. ловленной их ограниченной разрешающей способйостью. На величину не налагается практически никаких ограничений, а на интервал времени между соседними измеряемыми интервалами — лишь очень слабое (гораэдо более слабое, чем в известном измерителе) ограничение — он должен быть достаточным для возвращения триггеров 1 и 2 в исходное состояние.

Схема работоспособна прн любом сочетании знаков усредняемых интервалов.

Отсутствие вспомогательного счетчика-и схемы установки делает предлагаемый измеритель более простым, . чем известный.