Многоканальное устройство для измерения временных интервалов в непериодических последовательностях импульсов
МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ В НЕПЕРИОДИЧЕСКИХ ПОСЛЕДОВА ЛЬНОСТЯХ ИМПУЛЬСОВ, содержацее последовательно соединенные многофазный генератор и измерительный счетчик, эапоминаюций блок, блок управления, фо шрователь адреса, сукматор-вычие литель,первый вход которого подключен к первому выходу блока управле кия, а первый выход соединен с вхоIдом блока индикации, отличающееся тем, что, с целью повшиения точности и упрощения устройства, в него введен блок мультиплексоров, ииформационные входы которого подключены к выходёш запоминающего блока , а управляющий вход соединен с выходом формирователя адреса и вторсм входом сумматора-вычислителя, третий вход которого подключён к выходу блока мультиплексоров, первый вход записи запоминающего блока подключен к второму выходу блока управления и к первому входу формирователя адреса, остальные входы записи запоминаюцего блока подключены к шинам измерительных каналов, первый и второй равляюцие входы запоминающего бло ка подключены к выхоДаш многофазноТо генератора и. счетчика соответствёнио , второй выход сумматора-вычислителя соединен с входом блока управлений , третий выход которого под-, ключей к входу формирователя адреса. :о 4; о :о
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
NIIN
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ к автаосниа свийетаъствм (21) 3424499/18-21 (22) 19. 04. 82 (46} 07.08.83. Бюл. В 29 (72) В.Я. Загурский и В.В. Ведин (71) Институт электроники и вычислительной техники AH Латвийской ССР (53) 681.325.3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР В 5$9680i кл. G 04 F 10/04, 1976. 2. Авторское свидетельство СССР 9 834663р кл. G 04 F 10/04, 1979. (54) (57) МНОГОКАНАЛЬНОЕ УС 1 РОЙС 1 ВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕИЕННЫХ ИН1ЕРВАЛОВ В НЕПЕРИОДИЧЕСКИХ ПОСЛЕДОВА1 ЕЛЬНОСTRX ИМПУЛЬСОВ, содержащее последовательно соединенные многофазный генератор и измерительный счетчик, запоминающий блок, блок управления, формирователь адреса, сумматор-вычис. литель,первый вход которого подключен к первому выходу блока управления, а первый выход соединен с вхо,дом блока индикации, о т л и ч а юie е е с я тем, что, с целью повышения точности и упрощения устройства, в него введен блок мультиплексоров, информационные входы которого подключены к выходам запоминаккцего бло«а а управлякияий вход соединен с выходом формирователя адреса и вторьаю входом сумматора-вычислителя, третий вход которого подключен к выходу блока мультиплексоров, первый вход эап»с» эапоминакщего блока подключен к второму выходу блока управления и к первому входу формирователя адреса, остальные входы записи запоминаю-щего блока подключены к шинам измер»тельных каналов, первый и второй управляюцие входы запоминающего бло. Я -«а подключены к выходам многофазно" ro генератора и. счетчика соответственно, второй выход сумматора-вычисл»тели ссединен с входом блока управления,третий выход которого под- . .ключен к второму входу формирователя адреса. 1034013 Изобретение относится к измерительной технике и может быть испольэонано для измерения временных характеристик нескольких непериодических процессов, н частности н физическом эксперименте, радиолокации. Известно устройство для измерения временных интервалов в непериодических последовательностях импульсов, содержащее адресный формирователь, запоминающий блок, сумматор, блок ин- fA дикации, генератор, регистры, контактные переключатели Pl ). Недостатками указанного устройства являются невысокая точность изме- ) 5 рений и относительная сложность. Точ ность измерения известного устройства ограничена предельной частотой счетчика. Кроме того, устройство не позволяет измерять интервалы между импул1,сами в разных каналах при совпадении импульсов начала либо конца интервала, либо обоих одновременно. Наиболее близким к предлагаемому янляется многоканальное устройство для измерения временных -"íòåðâàëîí в непериодических последовательностях импульсов, содержащее последователь- но соединенные многофазный генератор и измерительный счетчик, запоминающий блок, блок управления, формирователь адреса и сумматор-вычислитель, первый вход которого подключен к первому выходу блока управления, а первый выход соединен с входом блока индикации $2). 35 Известное устройство не позволяет измерять временные интервалы в непериодических последовательностях . импульсов в случаях совпадения по времени импульсов этих последова- 4О тельностей в разных каналах. Кроме того, оцо требует специальной синхронизации работы всех узлов. При совпадении по времени импульсов и последовательностях хотя бы двух каналов происходит неправильная запись признака канала. Эаписынается код признака только одного иэ каналов, а не всех. В результате импульсные сигналы в других каналах маскируются, не принимаются во внимание. Это приводит к существенным ошибкам при измерении интервалов как между импульсами в одном канале, так и между каналами, и уменьшает точность измерений в целом, н особеннос-5 ти при совпадении по времени импульсов последовательностей нескольких каналов. Точность измерения н известном устройстве зависит также от раэреше- 60 ния логических элементов, объединяющих последовательности разных каналов и элементов синхронизатора. Из-за объединения последовательностей, конечной разрешающей способнос- 65 ти зт ..х зле:сентов и конечной длительности pi-:.альных иглпульсон последовательностей возможно маскирование импульсов не только сонпадающих, но и перекрывающихся Iro длительности, либо расположенных друг относительно друга по времени ближе, чем на величину разрешающей способности логических элементов, что н ряде случаен не позволяет использовать высокое разрешение, обеспечиваемое многофазный генератором. Требование специальной синхронизации работы нсех у" ëîâ усложняет устройство. Цель изобретения — повышение точ,ности и упрощение устройства. Поставленная цель достигается тем, что н многоканальное устройство для измерения временных интервалов в непериодических последовательностях им. пульсов, содержащее последовательно соединенные многофазный генератор и измерительный счетчик, запоминающий блок, блок управления, формирова.-=ль адреса, сумматор-вычислитель, первый вход которого подключен к первому выходу блока управления, а первый выход соединен с входом блока индикации, введен блок мультиплексоров, информационные входы которого подключены к выходам запоминающего блока, а управляющий вход соединен с выходом формирователя адреса и вторым входом сумматора-вычислителя, третий вход которого подключен в выходу блока мультиплексоров, первый вход записи запоминающего блока подключен к второму выходу блока упоавления и к первому входу формирователя адреса, остальные входы записи запоминающего блока подключены к шинам измерительных каналон, первый и второй управляющие входы запоминающего блока подключены к вьнсодам многофазного генератора и счетчика соответственно, второй ныхоц сумматора вычислителя =оединен с нходогл блока управления, третий выход которого подключен к второму нходу формирователя адреса. На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 †. временные диаграммы его работы. устройство содержит шины 1 измерительных каналов, многофазный генератор 2, счетчик 3, запоминающий блок 4, блок 5 упранления, формирователь 6 адреса, блок 7 мультиплексоров, сумматор-вычислитель 8, блок 9 индикации. В качестве блока 5 может быть использован регистр. На временных диаграммах работы устройства (фиг. 2г (для простоты рассмотрен случай трех каналов, три шины 1, четырехфаэный генератор 7 и двухраэрядный счетчик 3) обозначены 1034013 сигнал 10, управляющий режимами работ Измерение, Индикация и : действующий на третьем выходе блока 5 (ТН и ТК вЂ” моменты начала и окон-. чания сигнала 10) 1 измеРительные импульсы 11 по первому каналу; измерительные импульсы 12 по второму каналур измерительные импульсы. 13 по третьему каналу; моменты Тl — ТВ измерения, обусловленные импульсами 11-13; сигналы 14 на выходах мно- 10 гофазного генератора 2 с дискретно стью ЬТ; и периодом повторения Т, сигналы 15 на выходе первого разряда измерительного счетчика Зу сигналы 16 на выходе второго разряда изме- 35 рительного счетчика 3 с высокостабильным периодом Т повторения; кодированные значения 17 сигналов 1416, поступающих на запоминающий блок 4 от генератора 2 и счетчика 3; ко- 20 дированные значения 18 первого ка нала, записываемые в блоке 4 импульсами 11; кодированные, значения 19 второго канала, записываемые в блоке 4 импульсами 12; кодированные значе- 25 ния 20 третьего канала, записываемые в блоке 4 импульсами 13. Устройство имеет два режима работы: Измерение и Индикация, которые разделЕны во времени. Возмо- gg жен также полный останов работы устройства. В этом случае на всех выхо дах блока 5 нулевые коды, шины 1 .блока 4 и работа формирователя б адреса заблокированы сигналом со второго и третьего выходов блока 5; а сумматор-вычислитель 8 заблокирован по первому входу сигналом с первого выхода блока 5, аналогичным сигналу 10 (не показан на фиг. 2). Устройство работает следующим об- 4© разом. В режиме Измерение в исходном состоянйи (до момента TH на фиг. 2) иа выходах блока 5 управления и формирователя б — нулевые коды, генера- 45 тор 2 непрерывно формирует последовательности сигналов 14. Первая иэ этих последовательностей подсчитывается счетчиком 3. Последовательности сиг.налов 14 сдвинуты одна относительно 50 другой по фазе на величину ЬТ. Период Тят определяет необходимое быстродействие счетчика 3, à bT — дискретность измерения временных интервалов. Период Твт может выбираться 5у иэ соотношения Т т .К6Т где K=2 3,4, К " целое число. При увеличении К может быть снижено быстродействие счетчика 3, либо увеличена точность измерения (за счет уменьшения ЬТ) беэ изменения его быстродействия. В рассматриваемом случае K=S. В режиме Индикация на втором выходе блока 5 устанавливается низкий уровень сигнала 10 (момент ТК фиг. 2) блокирующий шины 1, на третьем выходе блока 5 устанавливается сигнал, раэблокирующий формирователь б и задающий код признака выбираемого канала..На первом выходе блока 5 Поскольку блок 4, формирователь б, сумматор-вычислитель 8 заблокированы, на их выходах отсутствуют изменения кодов, в частности сохраняются нулевые коды. При подаче сигнала 10 происходит включение блока 4. Поскольку на треть ем выходе блока 5 будет нулевой код, то формирователь 6 продолжает оставаться заблокированным. По шинам 1 блока 4 действуют с момента ТН импульсы 11-13, в результате чего производится запись в блок 4 в моменты времени Tl-Т 8 по соответствующим каналам кодированных значений 17. Запись производится автономно и последовательно по каждому каналу в независимые ячейки блока 4. Кодированные значения 17, поступающие на входы блока 4,. имеют периодичность появления равную Т, поскольку работа многофазного генера. тора 2 и счетчика 3 происходит непре рывно.. Это позволяет обеспечить уменьшение дискретности до величины ьТ= Тэт/К или увеличение точности в К раз. Поскольку импульсы 11-13 действуют по разным шинам блока 4, то запись кодированных значений 18-20 под ,действием совпадающих импульсов Ill-13 (например, в момент T5) производится одновременно по всем- каналам. Таким образом, исключается маскирование импульсом одного йэ каналов meпульсов других каналов. В блоке 4 в рассматриваемом случае запоминается код временного отсчета кодированных значений 18-20, соответствующего моменту Т5 прихода измерительных импульсов 11-13 как но первому, так и по второму и третьему каналам. Маскирование исключается и в случаях перекрытия измерительных импульсов в разных каналах по длительности, например, в моменты Т7 и Т8. Если в качестве действующего при записи в мо- менты Т7 и TB рассматривать. фронт (а не срез) импульсных сигналов 13 и 14, длительность которых. показана. на фиг. 2 пунктиром, то легко убедиться, что в результате независимой записи по каналам второму и третьему в блок 4 будут записаны, как код, соответствующий моменту Т7, так и код, соответствующий моменту Т8. Это позволяет повысить точность измерения за счет полной регистрации в непериодических последовательностях импульсов при совпадении или перекрытии во времени в разных каналах. 1034013.-.1 .öается сигнал управления режимом .. >:...:т?р..;Вания с л матора-ныл?ислителя 8,. H;;:ормирователе б устанавливается т а11>!!е к Од номера ячейки запоминающего блока 4, соотнетстьующего порядко«О1.1у номеру измерительного импульса, записанного в да;:ном канале, либо :1улевой код при измерении всех вре1!е11ных интервалов в последовательности измерительных импульсов этого канала. В момент ТК происходит запуск формирователя б, сигналы с выхода которого поступают на управляющий вход блока 7 мультиплексоров и на Hroðoé вход сумматора-вычислителя 8. В ре- 15 зультате происходит мультиплексирование записанных н блоке 4 кодироВанных значений моментов времени, соответствующих заданному каналу и устанОВленнОму !1Омеру измерительнО >Q гО импульса В кана>?е Кодированные значения . .Оступают на третий нход сумматора-вычислителя 8, н зависимости от сигнала управления or блока 5 на третьем входе сумматораВычислителя 8, или производится суммирование поступающих кодов. Во время суммирования на нтором выходе сумматора-вычислителя 8 появляется сигнал, запрещающий в блоке 5 на время вычислений задание новых кодов управления, Таким Образом, отсутствует необ" ходимО ть 1 специалькОЙ синхрОниза ции процессов считыВания кодов иэ блока и Bb! EëoëBHHH В сумматоре Вь? числителе 8. Путем введения блока 7 мультиплессоров обеспечивается упоря ДОЧЕ Ei?e С-:ИТЫВаПИЯ КОДОВ KcLK РаэЛИЧных по порядковому нОмеру измеритель» ного импульса заданного канала, так 40 и разлн и!ых каналов„ За счет введе" -.«;!çH с второго выхода сумматора-Вы:и: ".:.Теля 8 на вход блока 5 обеспечивается àoHíõpoííûé режим уп— равления и в ?ислительной обработки коцон с те;". Ом, О1?реде ?яемы процессом в«г-. исл -1ий, ч, о упрощает устройство. д>?я измерения временного интервала, напри.:! p, между импульсами треть" 5() его канала В моменты времени Т2 и Т5 (фиг. 2) необходимо задать н формирователе б код,, соотнетстт?.ющий порядковому номеру измериl ельного импульса 13 н момент Т2. Тогда при перном разрешающем сигнале на первом ныхo 55 де блока 5 н сумматор-вычислитель 8 записывае ся обратный код данных для м:..Eeнта Т2 — 1010 (начиная со старше o разряда). Поскольку вычислени-" в ",.óììàòîðå-вычислителе Я не производится, с его второго выхода поступает сигнал, разрешающий выдачу на первом выходе блока 5 следующего разрешающего сигнала. При действии второго разрешающего сигнала с выхода блока 5 на первый вход сумматора-Вычислителя 8 код Т2 1010 суммируется с кодом данных для момента T5 — 1101. На выходе сумматора-вычислителя 8 появляется код 0111, ч.-o соответствует 7, равный целому числу квантов ЛТ, содержащихся в измеряемом временном интервале. В интервале Т5-Т2 (фиг. 2) содержатся 7 квантов 6Т. 1!аксимальное значение и:!Меряемого временного интервала между двумя импульсами не должно превышать значения Т. Значения кода временного интервала с выхода сумматора-вычислителя 8 поступают на блок 9 индикации для визуального представления. В зависимости от задаваемых сигнн:лов на выходах блока 5 и на выходе формирователя б можно задать различные режимы измерений. В частнссти, управляя режимом сумматораВычислителя по первому входу можно oóììèðoâàòü коды, соответствующие ?к>ментам действия не только рядом cтОящих измерительных сигналов (Тl, Т- ),. E!o и н сериях импульсных сигналов, моменты действия которых вь:браны между рядом стоящими парами, имеющими один общий импульс или парами разных импульсов (Т 2, Т 8). Оперативно изменяя код признака ,канала на выходе блока 5 и !?>О?>мирователя 6 можно проводить такие измере:;!HE? между импульсами разных каналов, оперативно изменяя код номера импульса на выходе формирователя 6 между любыми (по номеру)импульсами разных каналов. Предлагаемое устройство позноляет по?1ысить точность измерения при совпадении или перекрытии по длительности измерительных импульсов в разных каналах за счет исключения маскирования их путем автономной и незавиo1è?.Eoé регистрации. Кроме того, оно отличается простотой структуры, благодаря обеспечению асинхронного режима управления и нычислительной обрабОтки с темпом, определяемым процессом нычислений. 1034013 Тираж 411 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 5623/50 Филиал .ППП Патент, r. ужгород,- ул. Проектная, 4 Составитедь Л. Плетнева Редактор Н. Ковалева Техред Т.Маточка Корректор 10, Иакаренко
