Измеритель серии временных интервалов

 

ИЗМЕРИТЕЛЬ СКГОИ ВРЕМЕННЫХ ИН7ЕРВА2ЮВ, содержаций формирователь импульсов два элемента И, элемент , генератор импульсов этгиюяной частоты, вьисод которого соединен с первым входом первого , второй вход которого подклхнен к прямому выходу триггера, первый счетчни, выхода которого соединены с первой группой входов запаминапкего блока, к выходам которого подключены входы элемента ИЛИ-НЕ, отличающий с я тем, что/ с целью повышения точности измерений путем автоматизации процесса измерений серки временных интервалов различной длительности , в него введены второй счетчик i дешифратор, делитель частоты, п хюполнительных ключей и два элемента ИЛИ, выход формирователя импульсов соединен с первшси входами триггера и первого элемента ЮШ, входами установки нуля, второго счетчика и делителя частоты и входом - ааписи и сдвига запоминающего блока, выход первого ключа соединен с входам второго элемента ИЛИ, к остгшьшлм входам которого подключе1Ш выходы л дополнительных, ключей, выход второго Элемента . ИЛИ пбдключен к счетному входу первого счетчика, выхода которого соединены с соответствуивами входами первого элемента И, выход которого соединен с вторц т входами триггера и второго элалента ИЛИ и счетным входом второго счетчика , выход второго элемента ИЛИ соединен с входом установки яуля первого счетчика, выходы второго счетчи- § к a подкдючвшы к соотвстствуицим входам деашфратора, входам элемента И-НЕ и второй группе входов запоминающего блока, выхода девжфратора соединены с nepssAm п дополнительных клюпей, вто1яые входы которых подключены к соответствующим выходам делителя частоты, вход которого соединен с выходсм второго элемента И, первый вход которого поДключен к выходу генератора импульсов эталонной частоты, второй вход второго элемента И подключен к выходу элемента И-НЕ, a третий вход - к ин;версному выходу триггера, выход эле|мента ИЛИ-НЕ соединен с запрещающим шходом фОЕ шрователя.

СОЮЗ ООЖТСНИХ

03NUHll

РЕСПУБЛИК

ЗСЮ 4 Г 10 04

/ (21) 3429813/18-21 (22) 20.01.82 (46) 07 07 83. Нюл. 9 25 (72) B.B. Кисель и П.И. Иусатов (53) 681.325.3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР, В 538334, кл. G 04 F 10/04, 1979, 2. Авторское свидетельство СССР по заявке В 2926019/18-21, кл. G 04 F 10/04, 20.05.80. (54)(57) ИЗМЕРИТЕЛЬ СЕРИИ ВРЕМЕННЫХ

H8TEPBNlOB содержащий формирователь кипульсов, два элемента И, элемент

И-НЕ, генератор импульсов эталонной частоты, выход которого соединен .с первам входом первого-ключа, второй вход которого подключен к прямаму выходу триггера, первый счетчик, выходы «оторого соединены с первой группой входов зап блока, к выходам которого подключены входы элемента ИЛИ-HE, о т л Н ч à e al и и с я тем, что, с целью повыаення точности измерений путем автоматизации процесса измерений серии временных интервалов различной длительности, в него введены второй счетчик, дешифратор, делитель частоты, п дополнительных ключей и два элемента ИЛИ, причем выход формирователя импульсов соединен с первьв»и sxo дами триггера и первого элемента ИЛИ,,SU.„А входами установки нуля второго счетчика и делителя частоты и входом записи и сдвига эапсмннакиаего блока, выход первого ключа соединен с первым входам второго элемента ИЛИ, к остальнь»» входам которого подключены выходы и дополнительных. ключей g выход второго элемента . ИЛИ Ьдключен к счетному входу первого счетчика, выходы которого соединены с соответст. вукюпи»и зходюаи первого элемента И, выход которого соединен с вторяк входами триггера и второго элемента

ИЛИ и счетным входом второго счетчика, выход второго элемента ИЛИ соединен с входам установки нули первого счетчика, выводы второго счетчн g ка подключены к соответствующим входам двваюфратора, входам элемента

И-НЕ и второй группе входов запоминающего блока, зыхоЮй линаифратора соединены с первавав входами и дополнительнык ключей, вторые входы кото- Я рых подкжяены к соответствуювцан выходам делителя частоты, вход которого соединен с выходом второго эле. мента И> первый вход которого йоД ключен к выходу генератора импульсов эталонной частоты, второй вход второго элемента И подключен к выходу элемента И-НЕ, а третий вход - к ин:,версному выходу триггера, выход эле -мента ИЛИ-НВ соединен с запрещающим входом формирователя.

1027696

Изобретение относится к электронным измерениям и может быть исполь зовано для измерения и запоминания серии следующих друг за другом случайных или псевдослучайных интерва-, лов времени.

Известен измеритель временных интервалов, основанный на подсчете числа импульсов эталонной частоты, уменьшающихся на измеряемом йнтервале, и содержащий генератор импульсов эталонной частоты, триггер, набор ключей, счетчик, запоминающий блок и формирователь импульсов,f1j.

Основной недостаток этого устройства заключается в возможности 15 появления грубых ошибок, вызванных переполнением счетчика или запоминающего блока при измерении случайных интервалов времени в условиях априорной неопределенности относи- 20 тельно длительности и количества этих интервалов. Кроме того, данное устройство обладает большой избыточностью емкости счетчика и запоминающего блока. так как для 25 измерения длительных интервалов времени используется та же тактовая частота счетных импульсов, что и для измерения коротких интервалов.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является измеритель серии временных интервалов, содержащий генератор импульсов эталонной частоты, триггер, ключ, счетчик, запоминающий блок, формирователь, два элемента И, элемент И-НЕ и элемент ИЛИ-НЕ, причем выход генератора импульсов соединен с входом ключа, второй вход которого подключен к прямому выходу триг 40 гера, выходы счетчика соединены с соответствующими входами запоминающего блока, к выходам которого подключены входы элемента ИЛИ-НЕ Г2 .

Недостатки этого устройства заключаются в следующем.

Измерение серии псевдослучайных и случайных интервалов времени требует построения измерителя, работающего в широком диапазоне длительностей временных интервалов, что приводит к необходимости построения счетчика и запоминающего блока с такой емкостью, которая определяется величиной максимального ожидаемого интервала времени. При этом точность измерений опредеяяется исходя из величины минимального измеряемого интервала, что для всех больших ин тервалов оборачивается избыточностью,60

При измерениях серии следующих друг за другом интервалов существенно различной длительности, заранее ,выбрать нужный поддиапазон не пред. ставляется возможным, так как выбор поддиапазона в расчете на максимальный интервал приводит к потере информации о коротких интервалах, а выбор минимальной частоты следования счетных импульсов приводит к потере информации о больших интервалах.

Цель изобретения — повышение точ- ности измерений путем автоматизации процесса измерений серии временных интервалов различной длительности.

Поставленная цель достигается тем, что в измеритель серии временных интервалов, содержащий формирователь импульсов, два элемента И, элемент И-НЕ, генератор импульсов эталонной частоты, выход которого соединен с первым входом первого ключа, второй вход которого подключен к прямому выходу триггера, первый счетчик; выходы которого соединены с первой группой входов запоминающего блока, к выходам которого подключены входы элемента ИЛИ-НЕ, введены второй счетчик, дешифратор, делитель частоты, И дополнительных ключей и два элемента ИЛИ, причем выход формирователя импульсов соединен с первыми входами .триггера и первого элемента ИЛИ, входами установки ну-.. ля второго счетчика и делителя частоты и входом записи и сдвига запоминающего блока, выход первого ключа соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, к остальным входам которого подключены выходы И дополнительных ключей, выход второго элемента ИЛИ подключен к счетному входу первого счетчика, выходы которого соединены с соответствующими входами первого элемента И, выход которого соединен с вторыми входамитриггера и второго элемента ИЛИ и счетным входом второго счетчика, вЫход второго элемента ИЛИ соединен с входом установки нуля первого счетчика, выходы второго счетчика подключены к соответствующим входам дешифратора, входам элемента И-НЕ и к второй группе входов запоминающего блока, выходы дешифратора соединены с первыми входами Vl дополнительных ключей, вторые входы которых подключены к соответствующим выходам делителя частоты, вход которого соединен с выходом второго элемента И, первый вход которого подключен к выходу генератора импульсов эталон- . ной частоты, второй вход второго элемента И подключен к выходу элемен. та И-НЕ, а третий вход — к инверсному выходу триггера, выход элемента

ИЛИ-НЕ соединен с запрещающим входом формирователя.

На чертеже приведена структурная схема устройства.

Измеритель содержит формирователь

1 импульсов, триггер 2, ключ 3, эле1027696

10 менты 4 и 5 ИЛИ, счетчик б, элемент

7 И, генератор 8 импульсов эталонной частоты, .счетчик 9, элемент 10 И-НЕ, дешифратор 11, запоминающий блок 12, дополнительные ключи 13 — 13и, элемент 14 ИЛИ-НЕ, элемент 15 И, делитель 16 частоты.

Входом устройства является вход формирователя 1.

Устройство работает следующим образом.

На вход формирователя 1 поступают видеоимпульсы„ интервалы между: которыми необходимо измерить и запомнить. Формирователь 1 при отсутст вии запрещающего сигнала, с выхода элемента 14 ИЛИ-НЕ формирует стандартный короткий импульс, соответствующий переднему фронту входно". го импульса. Запрещающим для формирователя 1 является сигнал уровня

"0", который появляется на выходе элемента 14 ИЛИ-НЕ, если запоминающий блок 12 не обнулен. Этот факт используется, кроме того, в качестве блокировки против случайного стирания измерительной информации из запоминающего блока 12. Новый цикл измерений серии временных интервалов возможен только после предваригельного обнуления запоминающего блока 12 (такое обнуление предусмот- 30 рено производить от дополнительной кнопки), при этом на выходе элемента 14 ИЛИ-НЕ появляется сигнал уровня "1", разрешающий работу формирователя 1. Короткий импульс с выхода 35 формирователя 1 обнуляет счетчик 9, делитель 16 частоты, а через элемент

5 ИЛИ - счетчик б, и устанавливает триггер 2 в единичное положение, при этом на прямом выходе последнего устанавливается высокий потенциал, открывающий ключ 3. В результате этого счетные импульсы с выхода генератора 8 импульсов эталонной частоты начинают поступать- на счетный вход счетчика 6 через последователь- 45 но соединенные ключ 3 и элемент 4

ИЛИ-. Счетчик б производит подсчет поступающих с выхода генератора 8 импульсов до одного из следующих моментов. Если измеряемый интервал Я} мал по сравнению с емкостью счетчика 6, т. е.М ь „<2 T >, где К - количество разрядов счетчика б, Тсч период следования счетных импульсов генератора 8, то после поступле ния иа вход формирователя 1 второго отсчетиого импульса произойдет запись и сдвиг показаний счетчика б в запоминакщем блоке 12 и обнулЕние счетчика 6 (задержка момента обнуления счетчика 6 относительно момен. та записи информации в блоке 12 обеспечивается временем срабатывания элемента 5 ИЛИ ).

После этого счетчик 6 начинает изменение второго интервала времени 65 так как триггер 2 остается в "единичном" положении, и высокий потенциал на его прямом выходе обеспечивает поступление счетных импульсов генератора 8 через открытый ключ 3 и элемент 4 ИЛИ на вход счетчика б.

Если Ь+дз Ъ2 " Тсц, то при заполнении счетчика б на всех его выходах появляются "единичные" потенциалы, что приведет к срабатыванию элемента 7 И, на выходе которого появляется высокий потенциал. Этот потенциал устанавливает триггер 2 в "нулевое" состояние, которое характеризуется низким уровнем напряжения на прямом выходе триггера 2 и высоким на его инверсном выходе. Отсут- ствие высокого потенциала на прямом выходе триггера 2 приводит к закры- . тию ключа 3, в результате чего прекращается поступление счетных импульсов генератора 8 через ключ 3 и элемент 4. ИЛИ. Одновременно высокий потенциал с выхода элемента 7 И через элемент 5 ИЛИ обнуляет счетчик 6 и записывает "1" в счетчик 9. -Дешифг ратор 11 преобразует двоичный код счетчика 9 в унитарный код, когда любому числу соответствует "1" на одном из выходов дешифратора 11 и

"0" на всех остальных выходах. Так, в рассматриваемом случае "1" будет только на первом выходе дешифратора

11. Это приведет к открытию ключа

13 все остальные ключи 13, 13, 13 будут закрыты. Одновременно с этим высокий потенциал с инверсного выхода триггера 2 будет приложен к третьему входу элемента 15 И, к второму входу которого также будет приложен высокий потенциал с выхсща элемента 10 И-НЕ, поэтому счетные импульсы генератора 8 начнут поступать через элемент 15 И на вход дели. теля 16 частоты. Делитель 16 частоты выполнен на основе двоичного счетчика, поэтому на выходе первого разряда частота следования счетных импульсов будет делиться на 2, на выходе второго разряда — на 4 и т.д. Так как выходы разрядов делителя 16 частоты подключены к входам соответствующих ключей 13, 13,, ..., 13„, то в рассматриваемом случае тактовые импульсы с периодом 2Т „ через ключ 13

::и элемент 4 ИЛИ начнут поступать на .счетный вход счетчика б. Если измеряемый интервал

Ъ2" ч, то на выходах счетчика б

:опять появляются "единичные" потенциалы, срабатывает элемент 7 И, об нуляется счетчик 6, счетчик 9 приобретает значение "2", с помощью дешифратора 11 открывается ключ 13 и закрывается ключ 13„ . Это приводит к увеличению в 4 раза по сравнению с начальным периодом следования счетных импульсов.

1027696

; Описанный процесс повторяется циклически:; до тех пор, пока не кончится измеряемый интервал, т.е. пока не поступит третий отсчетный импульс.

При этом импульс, сформированный формирователем 1, устанавливая триггер 2 в .единичное состояние, прекращает поступление счетных импульсов через элемент 15 И на делитель 16 частоты,,а следовательно, и на счетчик 6.

Одновременно этот же импульс, обнуляя о счетчики 6 и 9, записывает их показания в запоминающий блок 12. Для записи информации от счетчика 9 в запоминающем блоке 12 предусмотрено наличие дополнительных К < разряцов (где K< ° 1 5 количество разрядов счетчика 9 . Тем же импульсом с выхода формирователя 1 обнуляется и делитель 16 частоты. Сначалом третьего интервала весь описанный вице процесс измерений повто- 20 ряется.

Если на вход измерителя поступит интервал, длительность которого пре Й1 (" +1) вьааает величину >.2 Е1 - 2Т ц, то на всех выходах счетчика

9 появляются "единичные" потенциалы,: чтo приведет к срабатыванию элемента

10 И-НЕ, в результате чего "нулевой" потенциал с его выхода отключает эле ЗО мент 15 И, а следовательно, на счетчик 6 не будут поступать, счетные им- . пульсы. Узлы устройства будут оставаться s таком положении до поступ;ления очередного отсчетного импульса .который перепишет информацию о заполнении счетчиков 6 и 9 в запоминающий блок 12.

Работа устройства прекращается полностью при заполнении запоминающего блока 12, когда хотя бы на одном иэ выходов последнего слова запоминающего блока 12 появится сигнал "1" и сработает элемент 14 ИЛИ-НЕ (на его выходе вместо "1" появится"0"), который положит запрет на работу формирователя 1.

Величина измеряемого интервала .времени может быть определена по по-казаниям счетчиков 6 и 9 с помощью . следующей зависимости: ьм 64 +2." (< -1)3Тсч, где Й - показания счетчика 6, ц - показания счетчика 9.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет автоматически измерять и запоминать серии заранее неизвестных временных интервалов суще-. ственно различной длительности.

В общем случае получаемый от использования этого устройства выиграш можно приближенно оценить зависимостью К 4 2!к +1) .где C количество измеряемых и sanoминаемых интервалов времени в серии.

1027696

Составитель Л. Плетнева

Редактор П. Макаревич Техред A.A, Корректор A. Hoax

Заказ 4738/52 Тираж 411 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам-изобретений и открытий

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

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