Измеритель временных интервалов в сериях импульсов

 

ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ В СЕРИЯХ ИМПУЛЬСОВ, содержащий генератор импульсов эталонной частоты , выход которого соединен с первым входом ключа, второй вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ, третий вход соединен первой линии з&- I , а выход - с входом первого счетчика, вторую и третью линии задержки и запоминашцее устройство, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей , в него введены второй и третий счетчик, управляемый генератор импульсов, сумматор, арифметичес ко-логический блок и фо1 «ирователь шютульсов, причем вход измерителя соединен с входом формирователя импульсов , первый выход которого подключен к входу записи запоминающего устройства и первому входу элемента ИЛИ непосредственно и через первую линию задержки к входу второго счетчика , выход которого соединен с первым входом сумматора, второй вход которого подключен к выходу первого счетчика, а выход - к информационному входу запоминаюцего устройства, выход которого соединен с информаци- . онньал входом арифметическо-логического блока, выход которого через управляемый генератор импульсов подклю- f/1 чей к счетному входу третьего счетчика , выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ, а вход сброса подключен к выходу второй линии задержки/ второй выход формирователя импульсов через третью линию задержки подключен к вхопу второй линии задержки и управляющему входу арифметическо-логического блока.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

COUNMN

РЕСПУБЛИК з(Я) G 04 F 10 04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3395682/18-21 (22) 12 02.82 (46) 07. 07. 83. Бюл. Р 25 (72) В.Всйнтонов (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро средств автоматизации (53). 681.325.3(088.8) (56) 1. авторское свидетельство СССР.

М 723495, кл. G 04 F 10/04, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

9 648938, кл. G 04 F 10/04, 1976.

3. Авторское свидетельство СССР

9 699485, кл. G 04 F 10/04, 1977, (54)(57) ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕР BJDIOB B СЕРИЯХ ИМПУЛЬСОВ,.содержащий

;генератор импульсов эталонной часто:ты, выход которого соединен с первым входом ключа, второй вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ, третий вход соединен первой линии задержки, а выход — с входом первого счетчика, вторую и третью линии задержки и запоминамцее устройство, отличающийся тем, что, с целью расширении функциональных возможностей, в него введены второй и третий счетчик, управляемый генератор импульсов, сумматор, арифметичес. ко-логический блок и формирователь импульсов, причем вх<щ измерителя соединен с входом формирователя импульсов, первый выход которого подключен к входу записи запоминающего устройства и первому входу элемента

ИЛИ непосредственно и через первую линию задержки к входу второго счетчика, выход которого соединен с первым входом сумматора, второй вход которого подключен к выходу первого счетчика, а выход — к информационному входу запоминакщего устройства, выход которого соединен с информационным входом арифметическо-логического блока, выход которого через yrrpasaaeaaa$t re epaxop импульсов подклю чен к счетному входу третьего счетчи ка, выход которого соединен с вторым вхсдом элемента- ИЛИ, а вход сброса подключен к выходу второй линии задержки, второй выход формирователя импульсов через третью линию задержки подключен к входу второй линии задержки и управляющему входу арифметическо-логического блока °

1027694

Изобретение относится к иэмери. тельной и вычислительной технике, предназначено для измерения длительности и периода повторения импульсов в серии, длительности серий и может ,быть использовано в различных облас- тях науки и техники при исследовании адаптивных систем, построенных на принципе измерения длительности или периода повторения импульсов последовательности серий, например, в нейрофизиологии.

Известен измеритель длительности пачки импульсов, содержащий квантую. щий генератор, временной селектор, счетчик импульсов, регистр сдвига, 15 триггер, схемы совпадения и запрета (1).

Однако данный измеритель имеет ошибку при определении длительности пачки импульсов, обусловленную задерж20 кой сигнала совпадения в элементах схемы, и не может определить максимальный интервал времени между сосед" ними импульсами и момент окончания пачки, если максимальный интервал времени нв известен.

Известен также измеритель предельных значений интервалов, содержащий генератор импульсов эталонной частоты, выход которого соединен с первым входом ключа, второй. вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ, третий вход соединен с выходом первой линии задержки, а выход — с входом первого счетчика, вторую и третью линии задержки и запоминающее устройство (2) .

Однако указанный измеритель характеризуется конструктивной сложностью, невозможностью определения промежуточ 40 ных между предельными значений временных интервалов серий импульсов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения серии вре- 45 менных интервалов, содержащее генератор импульсов эталонной частоты, ключ, счетчик, схемы И, запоминакицее устрой.ство, схему ИЛИ и линии задержки (3).

Изввстное устройство имеет ряд не- gp достатков, ограничивакщих его примене- ние, а именно невозможность получения информации о длительности серий, длительности импульсов и максимального временного интервала в серии и свя эанная с последнии невозможность фиксации момента времени окончания серий °

Цвль изобретения — расширение функциональных возможностей измерителя эа счет воэможности определения дли" тельности серий, длительности импульсов и максимального временного интервала в серии и фиксации момента .окончания серий.

Поставленная цель достигается тец,. что в измеритель временных иитерва- 65 лов в сериях импульсов, содержащий генератор импульсов эталонной частоты, выход которого соединен с первым входом ключа, второй вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ, третий вход соединен с выходом первой линии задержки, а выход — с входом первого счетчика, вторую н третью линии задержки и запоминающее устройстso введены второй и третий счетчики, управляемый генератор импульсов, сумматор, арифметическо-логический блок и формирователь импульсов, причем вход измерителя соединен с входом формирователя импульсов, первый выход которого подключен к входу записи запоминающего устройства и первому входу элемента ИЛИ непосредственно и через первую линию задержки к входу второго счетчика, выход которого соединен с первым входом сумматора, второй вход которого подключен к вы" ходу первого счетчика, а выход — к информационному входу запоминающего устройства, выход которого соединен с информационным входом арифметическо-логического блока, выход которого через управляемый генератор импуль-. сов подключен к счетному входу третьего счетчика, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ, а вход сброса подключен к выходу второй линии задержки, второй выход формирователя импульсов через третью линию задержки подключен к входу второй линки задЕржки и управляющему входу арифметическо-логического блока.

На фиг. 1 показана функциональная схема предлагаемого иэмерителяу . на фиг. 2 — времвнныв диаграммы, поясняющие его работу.

Измеритель содержит генератор 1 импульсов эталонной частоты, к,яюч 2, счетчики 3-5, запоминающее устройство 6, линии 7-9 задержки, элемент

ИЛИ 10, управляемый генератор ll импульсов, сумматор 12, арифметическологический. блок 13 и формирователь

14 импульсов.

Измеритель работает следующиМ образом.

B начальный момент времени счетчики 3-5, запоминакщее устройство 6, буферная и оперативная память арифметическо-логического блока 13 сбрасываются импульсом от внешнего управляющего узла (Фиг. 2 м) (цепь сброса и внешний управлякщий узел на фиг.1 не показаны) и на их выходах устанавливается нулевой код.

Импульсы исследуемой сериИ произвольной формы и длительности поступают на вход формирователя 14 (фиг.2 а), который сравнивает их амплитуду на заранее установленном уровне и в моменты совпадения амплитуды напряжения импульсов исследуемой серии и посто"

1027694 й= 2и+-(35 янного уровня напряжения выбрасывает прямоугольные импульсы, калиброванные по Форм3Ги длктельйости, которая, не прввьиаает периода повторения импульсов генератора 1 (фиг. 2 r) к фор,рует их на рв .в де 5 (фиг. 2 б). На втором выходе формирователь 14 синхронно с периодом повто" рения.импульсов исследуемой серии вырабатывает прямоугольные импульсы управления арифметкческо-логического 30 блока 13 (фиг. 2 в). !

Первый импульс с .первого выхода формирователя 14, соответствующий началу первого импульса серии к задер, жанный в линии 7 задержки на.время, равное сумме длительности периода повторения импульсов генератора l u времени задержки элемента ИЛИ 10, поступает на разрешаищий вход ключа 2 (Фиг. 2 ж) h открывает его. Импульсы .генератора 1 поступают на счетчик 3 и подсчитываются им (фиг. 2 з). Тот же задержанный импульс с первого выхода ФормирЬвателя подсчитывается счетчиком 5. Поскольку момент открытия ключа 2 задержан на один период генератора l, счетчик 3 зафиксирует на один импульс меньше. Поэтому сум» ма кодов счетчиков 3 к 5 на выходе сумматора 12 является действительной -ЗО величиной, рвдставлякщей реальное значение длительности временного ийтервала в единицах периода генератора 1.

Второй импульс с первого выхода формирователя 14, соответствующий концу первого импульса серии, через элемент ИЛИ 10 (фиг. 2 д) запирает .ключ 2, при этом счетчик 3 и сумма- 40 тор 12 прекращают изменение кода ка своих. выходах, и производит запись кода сумматора 12 в запоминающее устройство б. Второй импульс, задер-. жанный в линии 7, фиксируется в счет-g5 чике 5.и открывает ключ 2 и весь про-. цесс повторяется вновь до прихода третьего импульса. При этом каждому импульсу, зафиксированному в счетчике 5, соответствует приращение кода длительности импульса к предшвствую.цему коду на выходе запоминающего устройства 6, а каждому нечетномуприращение кода интервала времени между длительностями соседних имцуль сов серии. Сумма этих прирацений коов соответствует длительности теку щего периода повторения импульсов серии. Если увеличение кода счетчика

5 иа единицу сопровождается ступенчатьва приращением кода на выходе б() запоминающего устройства 6 и при этом измеритель прекращает свою работу (фиксируется момент времени окон. чанкя серии), то исследуемая серия импульсов завершается перепадом. На Я выходе счет-чика 5 в обцем случае мо жнт быть зафиксирован код где n — число импульсов в серии.

В предельном случае счетчик 5 регистрирует однократный перепад и оди ночный импульс напряжения. После окончания работы измерителя выходной код запоминакщвго устройства б соответствует длительности серии кмпуль сов с учетом возможности завершения серки перепадом напряжения.

Второй импульс с второго выхода формирователя 14 задерживается в линии 8 задержки на время, равное времени задержки линии 7, и поступает на управляющий вход арифметическо- . логического блока 13 (фиг. 2 е). К времени прихода второго импульса управления выходной код эапоминакщего устройства б соответствует длительности первого периода наследуемой серии. Этот импульс управляет выпол- " некием последовательности операций

1) вычитание кода предшествующего качения интервала времени, зафиксированного в буферной памяти арифмвткческо-логического блока 13, иэ кода последуищего. значения интервала времени с выхода запоминакщего устройства бу

2) сравнение кода текущей разности с кодом предшествующей разности из оперативной памяти аркфметкческологкчвского блока 13

3) если код текуцей разности меньше или равен коду зафиксированной ранее разности s оперативной памяти арифметичвско-логического блока 13, то значение кода предшествукцей разности остается неиэиеннык, а если он больше, то осуществляется перезапись текущей разности в оперативную память арифметическо-логического блока 13 вместо првдшествукщейу

4) перезапись в буферную память арифметкческо"логического блока 13 кода носледукцего значения ступенчато прираценного кода с выхода запоминающего устройства б вместо предшествующего.

Поскольку к приходу второго импульса в буферной и оперативной памяти.арифметическо-логического блока

13 б ж установлен нулевой код, то на

его выходе появляется код, соответствующий длительности первого периода исследуемой серик. По установленному алгоритму вычислений в арифмвтическологическом блоке 13 осуществляется поиск к определение максимального интервала времени в серии.

Ход текущего максимального интер1вала времени с выхода арифметическо:логкческого блока 13 поступает на вход управляемого генератора 11, ко1027694

Фи@ Р

ВНИИПИ Заказ 4738/52 Тираж 411 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4 торый с появлением кода на его входе .начинает генерировать импульсы с периодом повторения, определяемым входным кодом и соответствующим текущему максимальному интервалу времени серии (фиг. 2 и). Импульсы управляемого 5 генератора ll подсчитываются двухразрядным счетчиком 4.

Для случая адаптивных систем, использующих переменный период повторения импульсов серии, последующее эна- 10 чение периода по отношению к предшест. вукщему не может скачкообразно измениться. Поэтому выбирается двухкратное превышение интервала времени после окончания серии над максимальным )5 интервалом времени в серии для фиксации достоверного момента времени окончания серии импульсов.

После прихода первого импульса управляемого генератора ll на вход счет О чика 4 на его выходе устанавливается код 01 (фиг. 2 л). Если серия нв окончена, импульс с выхода линии.8 задержки задерживается в линии 9 (фиг. 2 к) на время, превышакщее дли- 25 тельность вычислений в нем, и сбрасы. вает счетчик 4 в исходное состояние.

:Если серия завершена, второй импульс управляемого генератора 11 устанавливает на выходе счетчика 4 код f.0 .

С выхода второго разряда. счетчика высокий уровень через элемент ИЛИ 10 запирает ключ 2, прекращая работу измерителя, и поступает на внешний управляющий узел, сигнализируя об окончании серии.

Измеритель временных интервалов в сериях импульсов способен выделять перепады напряжения, определить максимальный интервал времени в серии и достоверно зафиксировать момент времени ее окончания с наименьшими затратами времени, что увеличивает динамический диапазон измерения длительности серий. Измеритель в течение одной серии одновременно представляет информацию о длительности, серии, длительности, повторения и количестве импульсов в серии. Поскольку значение интервала времени между окончанием последнего периода серии и сиг..налом прерывания работы измерителя известно, то последний позволяет также определить интервал времени между сериями импульсов в последовательности серий при совместной работе с внешним управляющим углом. Применение предлагаемого измерителя позволяет сократить до минимума непроизводительные затраты времени на измерение отдельных параметров.