Измеритель временных интервалов

 

ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ , содержащий усилитель-формирователь , выход которого через первую линию задержки подключен к первым входам первого и второго элементов совпадения и непосредственно - к входам триггера управления и триггера запуска, выход которого подключен к входу ждтеего генератора импульсов, выход которого соединен с первыми входами третьего и четвертого элементов совпадения, выходы которых соединены соответственно со счетными входамипервого и второго счетчиков, а выходы счетчиков подключены соответственно к первому и вторсжу входам напоминающего устройства, прямой .выход триггера управления соединен с вторыми входами второго и третьего элементов совпадения, инверсный выход триггера управления подключен t к вторьм входам первого и четвертого . элементов совпадения, выход первого элемента совпадения соединен непосредственно с третьим входом запоминакнцего устройства и через вторую линию задержки - с установочным входом первого счетчика, выход второго элемента совпадения соединен непосредственно с четвертым входом запоминакяцего устройства и через третью линию задержки с установочным входом второго счетчика , отличающийс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повьшения быстродействия , в него введены блоки первой .и второй производных, блох управления и выборки результата и блок тетрад, первый н второй входы которого соединены соответственно с прямым и инверсным выходами триггера зтравления, третий и четвертый входы блока т(втрад соединены - с первым и вторым выходами запоминаюцего устройства, пер (Л вая группа выходов блока тетрад подс ключена к первой группе входов блоков перв и второй производных, вторая группа выходов блока тетрад подключена к второй грзгппе входов блока первой производной, группа выходов которого соединена с вторс группой входов блока второй производной , выход ждущегогенератора импуль№ ел сов подключен к первому входу блока управления и выборки результатов, ;о второй вход которого соединён с X) третьим выходом запоминающего устройства , а Tpenrit и четвертый входы подключены к выходам экстремумов . соответственно блоков первой и второй производных, питый вход блока управления и выборки результата соI единен с четвертым выходсм запогшна ющего устройства, информационные выходы которого подключены к соответствуихцим информационным входам бло .ка управления и выборки результата.

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН ((9) (It) 4(511 G 04 F 10/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21} 3697240/ 24-21 (22) 07,12.83 (46) 15.05.85. Бюл. Ф 18 (72) В.В. Антонов (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро средств автоматизации Вильнюсского нроиэводственного объединения ",Сигма" (53) 681.325.3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 892410, кл. G 04 F 10/04, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 1001000, кл. G 04 Р lÎ/04, 198f (54)(57) ИЗИЕРИХЕЛЬ ВРЕМЕННЫХ ИНТБРВАЛОВ, содержащий усилитель-формирователь, выход которого через первую линию задержки подключен к первым входам первого и второго элементов совпадения и непосредственно — к входам триггера управления и триггера . запуска, выход которого подключен к входу ждущего генератора импульсов, выход которого соединен с первыми входами третьего и четвертого эле-. ментов совпадения, выходы которых соединены соответственно со счетными входами первого и второго счетчиков, а выходы счетчиков подключены соответственно к первому и второму входам напоминающего устройства, прямой .выход триггера управления соединен с вторыми входами второго и третьего элементов совпадения, инверсный выход триггера управления подключен к вторым входам первого и четвертого элементов совпадения, выход первого элемента совпадения соединен непосредственно с третьим входом запоминающего устройства и через вторую линию задержки — с установочным входом первого счетчика, выход второго элемента совпадения соединен непосредственно с четвертым входом запоминающего устройства и через третью линию задержки с установочным входом второго счетчика, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повъипения быстродействия, в него введены блоки первой и второй производных, блок управления и выборки результата и блок тетрад, первый и второй входы которого соединены соответственно с прямым и инверсным выходами триггера управления, третий и четвертый входы блока тетрад соединены -с первым и вторым выходами запоминакщего устройства, первая группа выходов блока тетрад подключена к первой группе входов блоков первой и второй производных, вторая группа выходов блока тетрад ( подключена к второй группе входов блока первой производной, группа выходов которого соединена с второй группой входов блока второй производной, выход ждущего генератора импульсов подключен к первому входу блока управления и выборки результатов, второй вход которого соединен с третьим выходом запоминающего устройства, а третий и четвертый входы подключены к выходам экстремумов соответственно блоков первой и второй производных, пятый вход блока управления и выборки результата со,единен с четвертым выходом запомина:ющего устройства, информационные выходы которого подключены к соответствующим информационным входам бло ка управления и выборки результата, 115599Î ,ц, есный и информационный выходы к адРесному н информапионному вхокоторого подключены соответственно дам запоминающего устройства.

Изобретение относится к импульсной и электроизмерительной технике, предназначено для опр"-целения характеристик переходных процессов установления частоты в ад=.,:тивных системах времени задержки, нарастания и установления; порядка систем, а также для получения значений первой и второй производных переходной характеристики, и может быть использовано, например, в исследовании функционирования искусственных и биологических систем.

Известен цифровой измеритель частотно-временных параметров элект" рических сигналов, содержащий микропроцессор. счетчики импульсов. элемент ИЛИ, элементы И и триггеры )1j .

Однако он не может быть использован при исследовании переходных и импульсных характеристик процессов установления частоты, когда априорно неизвестна информация о характере распределения весовых коэффициентов изменения . периода .в процессе установления частоты, поскольку переходный процесс ненормирован.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является измеритель временных интервалов, содержащий усилитель-формирователь, выход которого через первую линию задержки подключен к первым входам первого и второго элементов совпадения и непосредственно к входам. триггера, управления, и триггера запуска, генератор импульсов соединен с первыми входами третьего и четвертого элементов совпадения, выходы которых соединены со счетными входами соответственно первого и второго счетчиков, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам запоминающего устройства первый выход триггера управления подключен к вторым входам пеРвого и третьего элементов совпадения, второй выход триггера управления соединен с вторыми входами второго и четвертого элементов совпадения, выход первого элемента совпадения соединен с первым установочным входом запоминающецо устройства непо- . средственно и через вторую линию задержки - c установочным входом второго счетчика, выход второго элемента совпадения подключен к установочному входу запоминающего устройства непосредственно и через третью линию задержки к установочному входу первого счетчика, выход

15 усилителя-формирователя подключен к триггерам запуска и считывания, выходы которых соответственно соединены с входом генератора импуль — = сов и первым входом пятого элемента совпадения, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход — co счетным входом третьего счетчика, выход которого подключен к информационному входу первого регистра, вход записи которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, первый и второй входы которого подключены к выходам первого

I и второго элементов совпадения соответственно, первый, второй и третий входы запоминающего устройства соединены с первыми входами соответственно первого блока сравнения кодов, блока формирования кодов и второго

З .блока сравнения кодов, первый и второй выходы блока формирования кодов подключены к вторым входам первого и второго блоков сравнения кодов соответственно, первые выходы которых соединены с первым и вторым. входами второго элемента ИЛИ. выход которого подключен к первому входу шестого элемента совпадения, входу записи второго регистра и входу делителя частоты на два. выход которого соединен со счетнъ м входом четвертого счетчика и установочным вхо115599Î

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет 50 возможности определения текущих значений первой и второй производных переходной характеристики и областей экстремумов переходной и импульсной характеристик, измерения времени задерж- 55 ки и уточненного времени нарастания, проведения многократной интерполяции,характеристик переходного продом пятого счетчика. счетный вход которого подключен к выходу третьего элемента ИЛИ, и входу триггера блокировки, выход которого соединен с вторым входом шестого элемента,совпадения, выход которого подключен к входу записи третьего регистра, информационный вход которого подключен к информационному входу второго регистра и выходу первого регистра, вторые входы первого и второго бло. ков сравнения кодов соединены с первым и вторым входами третьего элемента ИЛИ, третий выход блока формирования кодов соединен с первым входом седьмого элемента совпадения, второй вход которого соединен с выходом пятого счетчика, а выход — с входом одновибратора, выход которого подключен к второму входу блока форми-. рования кодов (2), 20

К недостаткам известного устройства относится малое быстродействие: только в течении двух запусков переходного процесса в адаптивной си25 стеме (нормировки и измерения) определяются его характеристики и становится возможным построение математической модели. При этом, в результате повторного запуска переходного процесса происходит адаптация в системе, вызывающая появление ошибки реадаптации, искажающей математическую модель и затрудняющей экстраполяцию дальнейшего функционального состояния исследуемой системы. Кроме З5 того, устройство имеет ограниченные функциональные возможности, так как не измеряет время задержки; вместо времени нарастания определяет сумму времен задержки и нарастания; не 40 определяет текущие значения первой п вгорой производных переходной характеристики, позволяющих определить область экстремумов переходной и импульсной характеристик; не производит многократную интерполяцию характеристик переходного процесса. цссса, а также повышение быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что в измеритель временных интервалов, содержащий усилитель-формирователь. выход которого через первую линию задержки подключен к первым входам первого и второго элементов совпадения,и непосредственно — к входам триггера управления и триггера запуска, выход которого подключен к входу ждущего генератора импульсов, выход которого соединен с первыми входами третьего -и четвертого элементов совпадения, выходы которых соединены соответственно со счетными входами первого и второго счетчиков, а выходы счетчиков подключены соответственно к первому и второму входам запоминающего устройства, прямой выход триггера управления соединен с вторыми входами второго и третьего элементов совпадения, инверсный выход триггера управления подключен к вторым входам ° первого и четвертого элементов совпадения. выход первого элемента совпадения соединен непосредственно с треттим входом запоминающего устройства и через вторую линию задержки — с установочным входом первого счетчика, выход второго элемента совпадения соединен непосредственно с четвертым входом запоминающего устройства и через третью линию задержки с установочным входом второго счетчика, введены блоки первой и второй производных, блок управления и выборки результата и блок ! тетрад, первый и второй входы которого соединены соответственно с прямым и инверсным выходами триггера управления, третий и четвертый входы блока тетрад соединены с первым и вторым выходами запоминающего устройства, первая группа выходов блока тетрад подключена .к первой группе входов блоков первой и второй производных, вторая группа выходов блока тетрад подключена к второй группе входов блока первой производной, группа выходов которого соединена с второй группой входбв блока второй производной, выход ждущего генератора импульсов подключен к первому входу блока управления и выборки результата, второй вход которого соединен с третьим выходом запоминающего устройства, а третий и четвертый вхо1155990 ды подключены к выходам экстремумов соответственно блоков первой и второй производных, пятый вход блока управления и выборки результата соединен с четвертым выходом запоминающего устройства, информационные выходы которого подключены к соответствующИм информационным входам блока управления и выборки результата, адресный и информационный выходы которого подключены соответственно к адресному и информационному входам запоминающего устройства.

На чертеже представлена функциональная схема измерителя, 1$ . Измеритель содержит усилительФормирователь 1, ждущий генератор 2 импульсов, элементы 3.1-3.4 совпадения, триггер 4 запуска, триггер 5 управления, линию 6 задержки, линии

1.1 и 7.2 задержки, счетчики 8.1 и

8.2, запоминающее устройство 9, блок

10. 1 первой и блок 10,2 второй производных. блок 11 тетрад, блок 12 управления и выборки Результата. 25

Запоминающее устройство 9 содержит регистры 13.1 и 13.2 оперативной памяти четных и нечетных интервалов времени, триггер 14, элемент

15 ИЛИ, многовходовые ключи 16.1 и 16.2, линию 17 задержки, многовходовый элемент 18 ИЛИ. регистр 19 буферной памяти, и-адресные регистры 20.1-20.п постоянной памяти, дешифраторы 21. 1 адреса, 21.2 постоянной памяти. 21,3 накопителя. (n-1) сумматоры 22.

Блоки 10.1 и 10.2 производных имеют одинаковую структуру и включают в себя сборку 23.1-23.4 вычитания кодов,. регистры 24.1-24,4 текущих значений производных, триггер 25 запуска сравнения, триггер 26 знака производной, многовходовый элемент 27 ИЛИ, блок 28 сравнения кодов.„

Блок 11 тетрад состоит иэ триггеров 29.1 и 29.2, элементов 30.1-30..4 совпадения, делители 31 частоты на два, одновходовых ключей 32.1-32,4, регистров 33.1-33.4 значений тетрад.

Блок 1 2 управления и выборки результата содержит блоки 34 и 35 сравнения кодов, триггер 36 выбора пределов сравнения, блок 37 формирования кодов, счетчики 38-43, одно- эМ входовые ключи 44-50, многовходовые ключи 51 и 52, линию 53 задержки, делитель 54 частоты на два, двухвходовые элементы 55 и 56 ИЛИ, одновибратор 57, регистры 58 времени задержки, 59 суммы времен эажержки и нарастания, 60 времени установления, 61 установившегося значения интервала времени, блок 62 вычитания кодов, причем выход усилителя-Формирователя 1 подключен к входам элементов

3.2 и 3.3 совпадения и к входам триггеров 4 и 5, прямой выход триггера 5 соединен с входами элементов

3,2 и 3.4 и одним иэ входов блока 11, инверсный выход триггера 5 подключен к входам элементов 3.1 и 3.3 и к другому входу блока 11, выходы блока

11 подключены к входам блока 10. 1, выходы которого соединены с входами блока 10,1;

Измеритель работает следующим образом.

Перед началом запуска переходного процесса в исследуемой адаптивной системе по шине сброса (на чертеже не показана) триггеры: 4 и 5 измерителя, 14 запоминающего устройства 9, 25 и 26 блоков 10.1 и 10.2 производных, 29 блока 11 тетрад, 36 блока 12 управления и выборки результата, счетчики: 8 измерителя

38-43 блока 12 регистры 13; 19 и

20 запоминающего устройства 9, регистры 24 блоков 10.1 и 10.2, регистры 33 блока 11 регистры 58-61 блока 12 и одновходовые ключи 32 и 46 устанавливаются в исходное состояние.. При этом на выходах триггеров 4, 25 и 36 устанавливается низкий уровень напряжения, на выходе триггера 26 — высокий уровень:. на прямых выходах триггеров 5. 14 и 29 устанавливается низкий уровень, а на их инверсных выходах — высокий; на выходах счетчиков 8,38-43, регистров 13, 19, 24, 33, 58-61 устанавливается нулевой код. В исходном состоянии счетчик 42 заблокирован по счетному входу низким уровнем с выхода второго разряда счетчика 43 начала измерительных операций. Запись в адресные регистры 20 производится дешифратором 2 1. 1 адреса,- запись в регистры: 58 времени задержки, 59 суммы времен задержки и нарастания заблокирована низким уровнем напряжения с выхода триггера 36.

Одновходовые ключи 32 устанавливаются в закрытое состояние, а одновходовый ключ 46 в открытое состояние.

1155990

Одновходовые ключи 32 управляются делителем 31 частоты на два, ключ

46 — линией 53 задержки. Ключи 44 и 45 открываются выходом второго разряда счетчика 39 записи установивше- 5 гася значения интервала времени, а ключи 47-50 управляются выходом второго разряда счетчика 43 начала измерительных операций. Низкий уровень напряжения с второго выхода счетчиков 39 и 43 соответствующий нулевому коду с их выходов, открывает ключи 44, 45, 47, 50 и закрывает ключи 48 и 49, E

Первый усиленный и сформированный: . 15 в усилителе-формирователе 1 импульс . переходного процесса установления частоты в исследуемой системе, поступающий по шине "Вход", опрокидывает триггеры 4 и 5. На выходе триг - 20 гера 4 появляется высокий уровень напряжения, на прямом выходе триггера 5 — высокий уровень, а на его инверсном выходе — низкий. Высокий уровень с выхода триггера 4 запускает ждущий генератор 2 импульсов. Импульсы ждущего генератора 2 проходят через элемент 3.4 совпадения и подсчитываются счетчиком 8.1 импульсов нечетных интервалов времени. 30 .I

Второй импульс усилителя-формирователя 1 опрокидывает триггер 5 в ис-, ходное состояние. Элемент 3.4 совпадения запирается и импульсы ждущего генератора 2 прекращают поступать на ® вход счетчика 8.1 нечетных интервалов, начиная проходить через элемент 3.1 совпадения н подсчитываться счетчиком 8.2 четных интервалов. Этим же

:импульсом усилителя-формирователя 1, задержанным в линии 6 задержки и про- . шедшим через открытый элемент 3.3 совпадения, код предшествующего нечетного интервала времени с выхода счетчика 8.1 нечетных интервалов пе- 4з реписывается в регистр t3.1 оперативной памяти нечетных шнтервалов запоминающего устройства 9, выходной код которого поступает на вход блока 11 тетрад, внутри его на ин.формационные входы регистров 33.1, 33.3 нечетных значений тетрад. Этот выходной код определяет текущее значение первого временного интервала.

Второй импульс усилителя-формирова- Зз теля t, проходя через линию 7.1 задержки нечетных интервалов, сбрасы;вает счетчик 8.1,,на его выходе появляется нулевой код, тем самым подготавливая его к фихсации новой ! информации о следующем нечетном временном интервале.

Третий импульс усилителя-формирователя 1 вновь опрокидывает триггер

5 в противоположное исходному саста- яние; импульсы ждущего генератора 2 прекращают подсчитываться счетчиком

8.2 и начинают заполнять счетчик 8. 1, на выходе котороге установлен нулевой код. Этим же импульсом усилителяформирователя 1, задержанным в линии

6 общей задержки и прошедшим через открытый второй элемент 32 совпадения, код предшествующего четного интервала с выхода счетчика 8.2 перепи-.. сывается в регистр 13.2 оперативной памяти, выходной код которого с первого выхода запоминающего устройства 9 поступает затем на третий вход блока 11 тетр д и внутри его на информационные входы регистров 33.2 и 33.4 четных значений тетрад. Этот код определяет текущее знасение второго временного интервала. Третий импульс усилителя-формирователя 1, проходя через линию 7.2 задержки, сбрасывает счетчик 8.2, на его выходе появляется нулевой код, подготавливая его к фиксации новой информации о следующем четном временном. интервале.

Блок 11 тетрад-предназначен для записи информации с выходов регистров 13.1 и 13.2 четных и-нечетных интервалов в регистры 33.1, 33.3 и 33.2, 33.4 соответственно и выработки управляющих сигналов записи в регистры 24 текущих значений производньщ в блоках 10. 1 и 10.2.

Формирование тетрад.управления осуществляется триггерами 29.1 и 29.2 нечетной и четной полутетрад и элементами 30.1-30.4 совпадения, преобразующими из исследуемых интервалов времени непрерывную последовательность тетрад, следующих друг за дру-( гом. Исследуемые интервалы времени поступают на блок 11 тетрад с прямого и инверсного выходов триггера 5 управления в виде чередующихся во времени высоких уровней напряжения.

Каждый нечетный интервал времени, соответствующий высокому уровню напряжения на прямом выходе триггера 5, преобразуется триггером 29. 1 нечет- ных полутетрад и элементами 30.1 и

30.2 совпадения в первый и третий такты тетрады, и каждьй четный ин1155990

1О тервал времени, соответствующий высокому уровню с инверсного выхода триггера 5, превращается во второй и четвертый такты тетрады, Одновходовые ключи 32,1-32.4, 5 в исходнсм состоянии закрыты и открываются первым импульсом второй тетрады с выхода делителя 31 частоты на два. Запись в четвертый регистр

33.4 начинается первым импульсом

10 второй тетрады, а запись в остальные регистры 33.1-33,3 (с первого по третий) — импульсами первой тетрады (с второго по четвертый). аким образом, запись в регистры 33.1-33.4 производится со сдвигом на первый такт первой тетрады, обеспечивая последовательную выборку и запись информации с выходов регистров 13.1 и 13.2. 20

Определение значении первых производных в блоке 10.1 осуществляется блоками 23 ° 1-23,4 вычитания кодов, каждый из которых вычитает код предшествующего интервала времени из кода последующего. Первая производная определяется кодом, соответствующим разности последующего и предшествукнцего интервалов времени за единичный интервал времени эталонной 30 частоты Т

1+4 1 9 где j — индекс первой производной, д + 1 °

i — индекс блока 23 вычитания кодов;

Т;,„ — последующий интервал времени;

T — предшествующий интервал времени,, 40

Определение значений вторых производных в блоке 10,2 происходит аналогично определению значений первых производных в блоке 10,1.. При этом блоки 23 в блоке 10.2 вычитают код предшествующей разности временных интервалов из кода последующей. Вторая производная определяется кодом, соответств1пощим результату вычитания последующей и предшествующей разнос- тей интервалов времени за единичный

, интервал времени эталонной частоты Т т -ат -ют, Р1 ц — индекс второй производной, 1 = j + 1 = i + 2! = 1 = 3;

4 1 " — последующая разность ин 1 тервалов времени;

nT — ьГ; g 1;,, Т вЂ” предшествующая разность временных интервалов, Поскольку запись в регистры 33,1—

33,4 происходит со сдвигом на первый такт первой тетрады, а фиксация второй производной возможна дополнительно еще через три такта первой тетрады, то первый управляющий сигнал записи во времени должен происходить в течение пятого исследуемого интервала времени или первого такта второй тетрады. Запись в регистр 24.2 и сброс регистра 24.1 осуществляется с выхода первого ключа 32,1, запись в третий регистр 24.3 и сброс регистра 24.2 †с выхода ключа 32.2 запись в регистр 24.4 и сброс регистра 24.3 — с выхода ключа 32.2, а запись в первый регистр 24.1 и сброс регистра 24,4 — с выхода ключа 32.4, Одновременно с первым управляющим сигналом записи с выхода первого клю-.ча 32.1 блока 11 тетрад опрокидывается триггер 25 запуска сравнения в блоке 10.1, на его выходе появляется высокий уровень напряжения, открывающий блок 28 сравнения кодов с временем задержки, превышающим суммарное время записи в регистры 24 и про"-..ождение кода с его выхода через мнаговходовый элемент 27 ИЛИ на информационный вход блока 28 сравнения кодов. В результате чередования записи.в последующий и броса предшествующего регистров на информационный вход блока 28 сравнения кодов с выхода многовходового элемента 27 ИЛИ поступают непрерывно чередунициеся коды значений первых производных, где они сравниваются с нулевым кодом. В моменты их совпадения с нулевым кодом, когда переходная характеристика принимает значения экстремумов, блок 28 сравнения кодов вырабатывает кратковременный одиночный импульс, опрокидывающий триггер 26 знака производной из предшествующего состояние в последующее и наоборот. До первого совпадения, когда значения производной положительны, на выходе триггера 26 знака производной в исходном состоянии присутствует высокий уровень напряжения. После первого совпадения триггер 26 опрокидывается в состояние, противоположное исходному, и на его

1155990 выходе появляется низкий уровень на- тервалов, опрокидывает триггер 14 пряжения, означающий, что последу- в противоположное исходномч состояние, ющие значения производной будут от- Hà его прямом выходе появляется вырицательными. Импульс первого сонпа- сокий уровень, открывающий многовходения соответствует первому экстре- 5 довый ключ fá 2 а а муму переходной характеристики — вы— а на его инверсном . выходе — низкий уровень, эакрывабросу, значение временного интерва- ющий многовходовый ключ 16.1. Каждый ла которого регистрируется внешним четный импульс, записывающий код в блоком постоянной памяти, регистр 13. 1, опрокидывает трйггер 14

Одновременно с вторым управля- 10 в исходное состояние, низкий уровень ющим сигналом записи с выхода клю- с его прямого выхода закрывает многоча 32.1 блока 11 тетрад опрокидыва- входовый ключ 16.2, высокий уровень ется триггер 25 запуска сравнения с его инверсного выхода открывает блока 10.2 и повторяются процессы, многовходовый ключ 16.1. Лоэтому аналогичные представленным процессам 1$ на информационном входе регистра f9 в блоке 10.1. Моменты совпадения ко- буферной памяти и поочередно появлядов вторых производных с нулевым ются коды нечет нечетных и четных интеркодом в блоке 28 блока 10.2 когда

° ф валов времени мени, переписываемые импульимпульсная характеристика (совокуп- сами записи с пс си с выхода линии 17„задержность первых производных с выхода 2О ки в регистр 19 для последующей их многовходового элемента 27 ИЛИ) при- перезаписи в писи в адресные регистры 20.1йимает значения экстремумов соответ- 20 и постоянн постояннои памяти. Управление ствуют значениям перегибов переходной перезаписью код в ью кодов в адресные регистхарактеристики. ры 20. 1-20.п осуществляется .кодом

Коды значений первой дТ и второй у$ счетчика 38 выб вы ора адреса и съема

aТ производных с выходов многовхо--, информации бл 12 лока управления и довых элементов 27 ИЛИ блоков 10.1, выборки резул а

10 2 вы орки результата, заполняемого

1 .2 и коды знака производных с вы- импульсами запис и с выхода линии 17 хода триггера 26 этих же блоков по задержки, и дешифратором 21 1 адресоответствующим шинам ь Т

kн, и 1 м " в; —; са. Выходной код и-адресных регистр ", " ", поступают во внешний ров 20 суммируется в (и-1) и- ) сумматоблок постоянной памяти. рах 22. Если в регистрах 20 постоянно записывается код текущего значеПри поступлении каждого очередного . ния временных интервалов то в с импульса усилителя-формирователя 1

Р УМ маторах 22 последовательно фикси на вход триггера 5 .последний каждый

Й ру» ется код ступенчатого. приращения раэ меняет свое состояние и импульсы длительности каждого последующего ждущего генератора 2.подсчитываются интервала времени к длительности поочередно счетчиками 8.1 и 8.2, с суммы всех предшеству и пис инте валов выхода которых поочередно переписы- времени уэ еж рвалов вается код значения текущего интервала времени в регистры 13.2-13.1

Р-4 оперативной памяти соответственно

T. „= t- г

4+4 - 1. 114 ) четных и нечетных интервалов. С выГ4 хода регистров 13 оперативной памя- где,Р— — длительность суммы ти в запоминающем устройстве 9 код "5 <=4 — длительность суммы предзначения текущего интервала времени шествукипчх инте в ующая ерв> ов поступает через многовходовые ключи времени

16 1 и 16 2 и многовходовый элемент

18 ИЛИ на информационный вход регистющего интервала времени.

Деипщ>рация адреса в дешифраторе ра 19 буферной памяти, в котором Se 2! для запис для записи кодов в регистрах 20 он переписывается импульсами записи постоянной памяти начинается кодом четных и нечетных интервалов време- счет 38 че чика, соответствующим второни, объединенных элементом 15 КПИ му импульсу записи с выхода линии 17 и задержания в линии 17 э е жки.

-ад р задержки. Поскольку йачальное эначеИноговходовые ключи 16 управляются . 5$ ние вт и

J ние второ производной переходной ха и с учетом сдвига записи триггером 14 с раздельными входами. рактеристики с

Каждый нечетный импульс, записыва- в регистры 33 блока 1! тетрад на ющий код в регистр 13.2 четных ин- .один такт первой тетрады соответству1155990

)4 ет первому такту второй тетрады (пятому исследуемому интервалу времени), то выборка кода значения первого исследуемого интервала времени из регистров 20 и кода ступенчатых приращений длительности иэ сумматоров 22 по отношению к записи в адресные регистры 20 должна проиэвоI диться через два такта. Поэтому дешифрация выходного кода адресных 10 регистров 20 постоянной памяти и сумматоров 22 накопителя в дешифраторах 21.2, 21.3 начинается с кода счетчика 38, соответствующего четвертому импульсу записи с выхода линии 15

17 задержки, Выходной код дешифратора 21,2 постоянной памяти поступает на информационные входы регистра 61 установившегося значения интервала вре- 20 мени и блока 35 сравнения кодов, а выходной код дешифратора 21.3 на- копителя — на информационные входы измерительных регистров 58-60 времени задержки, суммы времени. задерж- у ки и времени нарастания блока 12 управления и выборки результата, Измеритель в течение нормировки (определения установившегося значения интервала времени} и определения характеристик переходного процесса установления частоты работает в трех режимах опроса дешифратора

2f.2 и 21.3 соответственно постоянной памяти и накопителя: медленного, ускоренного и повторно ускоренного.

В первом режиме, когда осуществляется нормировка и поиск окончания установления переходного процесса, опрос дешифраторов 21.2 и 21.3 постоянной памяти и накопителя производится выходнЫм кодом счетчика

38 выбора адреса и съема информации синхронного с частотой переходного процесса через открытый многовходовой ключ 51 и многовходовый элемент

56 ИЛИ блока 12 управления и выборки результата. Режим медленного опроса продолжается до появления на выходе . второго разряда счетчика 43 начала измерительных операций высокого уровня напряжения, закрывающего многовходовый ключ 51, открывающего многовходовый ключ 51, открываго миоговходовый ключ 52 и разблокирующего счетчик 42 ускоренного опроса постоянной памяти и накопителя. В результате этого прекращается". режим медленного опроса дешифратора

21,2 и 21.3, счетчик 42 ускоренного опроса постояннйо памяти начинает подсчитывать импульсы ждущего генератора 2 и начинается режим ускоренного опроса выходным кодом счетчика 42 дешифратора 21.2 и 21.3 через открытый многовходовый ключ 52 и многовходовый элемент 56 ИЛИ. В этом режиме происходит определение характеристик переходного процесса. Высоким уровнем напряжения с выхода второго разряда счетчика 41 конца текущего измерения, когда определены характеристики переходного процесса, производится блокировка по входу сброса счетчика 42, на его выходе ус танавливается.нулевой код, завершая режим ускоренного опроса.

В случае необходимости интерполяции математической модели и приближения ее поведения к поведению исследуемой адаптивной системы производится ряд повторных сбросов счетчика 41 по дополнительному входу сбро- са в исходное состояние, счетчик 42, вновь разблокируется по входу сброса и осуществляется многократно повторяющийся режим повторно ускоренного опроса, Переходный процесс завершается к моменту первого повторного сброса счетчика 41 и начала повторно ускоренного режима. При этом происходит двухкратное совпадение текущего значения интервала времени с выхода буферного регистра 19 с его установившимся значением с выхода регист-ра 61 в блоке 34 сравнения кодов, вырабатывающем импульс сброса счетчика 38, прекращая фиксацию значений переходной характеристики в адресных регистрах 20 постоянной памяти.

Импульсы совпадения кодов первой и второй производных переходной характеристики с нулевым кодом с выходов блоков 28 сравнения кодов блоков 10.1 и 10.2 предназначены для управления работой блока 12 управле- . ния и выборки результата и поступают на его третий и четвертый входы.

В зависимости от характера переходный процесс может быты монотонным, релаксационным и немойотониым.

В случае монотонного характера переходного процесса импульсом первого совпадения кода текущего значе1155990

16 одновходовый ключ 47. Вторым импульсом совпадений с выхода блока 10.2 на выходе второго разряда счетчика 39 устанавливается высокий уроВень напря5 жения, закрывающий ключи 44 и 45. Перепадом высокого уровня с выхода второго разряда счетчика 39 запускается одновибратор 57, вырабатывающий импульс записи кода текущего значения

10 интервала времени, соответствующего установившемуся его значению, с вьгхода дешифратора 21 2 постоянной памяти запоминающего устройства 9 в регистр 61 блока 12 управления и

15 выборки результата. Код установившегося значения интервала времени с выхода регистра 61 поступает на блок 34 сравнения кодов, где сравнивается с кодом текущего значения интервала

20 времени с выхода регистра 19 буферной;памяти запоминающего устройства

9 и одновременно поступает на блок 37 формирования кодов, на выходе которого формируются коды: 0,1; 0,9; 1,0;

1, 1 Т с — установившегося значения интервала времени.

Таким образом, осуществляется нормировка переходного процесса установления частоты и формирование

31) кодов в режиме медленного опроса постоянной памяти, подлежащих сравнению в блоке 35 в режиме ускоренного опроса с кодами текущего значения интервала времени.

В режиме медленного опроса ключи

48

8 и.49 закрыты низким уровнем напряжения с выхода второго разряда счет-. чика 43 начала измерительных операций. Поэтому импульсы совпадения ко р „цов О, 9; 1, 1 T> q с первого выхода и и кода 1„0 Tyg с второго выхода блока 35 сравнения кодов не проходят через закрытые ключи 48 и 49 на вхо-, ды записи регистров 59 и 60 и на счетные входи счетчиков 40 и 41. ус1

Импульс совпадения с кодом 0 1 Т с третьего выхода блока 35 сравнения кодов в режиме медленного опроса также не поступает на вход записи регистра 58, поскольку нормировка переходного процесса происходит после совпадения кода текущего значения интервала с кодом 0 1 Т и .ф э щт и .фор мирования кодов в блоке 37.

Ь

ЮФ

Импульсы совпадений с выхода блока 10.2 .2, кроме первого входа триггер, поступают на счетный вход а 36 счетчика 39 записи установившегося значения интервала времени через от- крытый одновходовый ключ 44, а на счетный вход счетчика 43 начала измерительных операций — через открытый ния второй производной переходной характеристики с нулевым кодом (область первого экстремума импульсной характеристики) с выхода блока 28 сравнения кодов блока 10.2 триггер.

Зб блока 12, управления и выборки результата по своему первому входу опрокидывается в противоположное исходному состояние. На его выходе появляется высокий вровень напряжения, разблокируя регистры: 58 времени задержки, 59 суммы времен задержки и нарастания, по ходу записи в них.

При релаксационном характере переходного процесса импульсом пер, вого совпадения кода текущего значения первой производной переходного процесса с нулевым кодом с выхода блока 28 сравнения кодой блока 10.1 триггер Зб по второму входу блокируется и в дальнейшем не реагирует на поступление на его первый вход импульсов совпадений с выхода блока

10.2. В этом случае регистры 58 и 59 остаются заблокированными низким уровнем напряжения с выхода триггера Зб и время задержки и нарастания не измеряются.

Этим же импульсом с выхода блока

28 блока 10.1 в блоке 37 формирования кодов, кроме кода 0,9 T T — установившегося значения интервала времени, подготавливается к поступлению " на вход блока 35 сравнения кодов и код 1.1 Т,пНемонотонный переходный процесс является комбинацией монотонного и релаксационного. Поэтому при немонотонном переходном процессе происходит совместно разблокировка регистров 58 и 59 и подготовки кодов 0,9;

1,1 Ter в блоке 37 к поступлению на вход блока 35.

Немонотонный переходный процесс является наиболее общим (в дальнейшем "переходный процесс"), поэтому работа измерителя будет рассмотрена при немонотонном процессе в исследуемой системе.

Переход из режима медленного опроса в ускоренный происходит после появления на выходе второго разряда счетчика 43. начала измерительных

1155990 операций высокого уровня напряжения

В исходном состоянии, когда на этом выходе присутствует низкий уровень напряжения, ключи 47 и 50 откр».гы и на счетный и сбросовый входы счет- 5 чика 43 поступают импульсы с выходов блоко= 28 сравнения кодов блоков

10,1 и 10.2 производных, соответствующих значениям экстремумов и перегибов переходной характеристики. Области перегибов переходной характеристики (экстрему:.ов импульсной характеристики) преды;-. твуют области ее экстремумов. Импульс первого перегиба (перехода из стади" параста- 15 ния в стадию релаксации) 1-. Реходной характеристики с выхода блока 28 сравнения кодов блока 10,2 предшест-вует импульсу первого экстремума— выброса переходной характеристики с 20 выхода блока 28 сравнения кодов блока 10.1. Импульс первого перегиба, проходя через открытый ключ 47 на счетный вход счетчика 43, устанавливает на его выходе код "0001". 25

Импульсом-выброса через открытый ключ 45, элемент 55 ИЛИ и открытый ключ 50 счетчик 43 сбрасывается в исходное состояние, на его выходе появляется нулевой код. Импульсом второго перегиба, соответствующего установившемуся значению интервала времени, устанавливается высокий уровень на выходе второго разряда счетчика 39, запирающего ключа 44 и 45. Этим предотвращается изменение состояния счетчиков 39 и прекращается поступление последующих импульсов экстремумов переходной характеристики на вход сброса счетчика 43, кро ф ме импульса выброса. Вместо после,дующих импульсов экстремумов на другой вход элемента 55 ИЛИ поступают импульсы совпадения с первого выхода блока 35 сравнения кодов текущего

4$ значения интервала времени с кодами

0,9; 1,1 Т -, которые сбрасывают счетчик 43 в исходное состояние до тех пор, пока текущее значение интервала времени находится в пределах

0,9 Тчг, > Т, ><1,1 т,,т . Korea Текущее значение интервала времени устанавливается в пределах 0,9 Т„„.

Т1 < 1,1 Т,, с пеРвого выхода блока

35 прекращают поступать импульсы и, после повторного импульса перегиба, на выходе счетчика 43 появляется код

"0010", высокий уровень с выхода его второго разряда эакр»1вает одновходовые ключи 47 и 50 и многовходовый ключ 51. Счетчик 42 ускоренного опроса разблокируется и начинает подсчитшвать импульсы ждущего генератора 2, Тем же высоким уровнем открываются одновходовые ключи 48 и 49 и многовходовый ключ 52. Код с выхода счетчика 42 через открытый многовходовый ключ 52 и многовходовый элемент 56 ИЛИ начинает ускоренный опрос постоянной памяти и .накопителя дешифраторов 21.2, 21 3 до полного завершения переходного процесса.

Измерительные операции начинаются с поступления кодов текущего значения интервалов времени с выхода дешифратора 21.2 на второй вход блока 35 сравнения кодов, где происходит сравнение с кодами 0,1; 0,9; 1,0 и 1,1

Т п . С выхода. дешифратора .21.3 поступают на информационные входы измерительных регистров 58-60 коды сумматоров синхронно с кодами текущего значения интервалов времени.

Импульсом совпадения с третьего выхода блока 35 сравнения кода текущего значения интервала времени с кодом

0,1 Т п в регистр 58 записывается суммарный код с выхода дешифратора

21.3, соответствующий времени задержки Т переходной характеристики.

Первый импульс совпадения с первого выхода блока 35 сравнения кода текущего значения интервала времени с кодом 0,9 Т, проходя через открытый ключ 46, записывает в регистр

59 суммарный код с выхода дешифратора 21.3, соответствующий времени

T3 + THt где Т„ — время нарастания переходной характеристики.

Тем же импульсом, прошедшим через линию 53 задержки, ключ 46 закрывается, предотвращая последующую перезапись кода в регистр 59. На выходе блока 62, где происходит вычитание кода, соответствующего Т, из кода, соответствующего Т, фиксируется код разности, равный времени нарастания .

Т„ переходной характеристики, Первым и всеми последующими импульсами совпадения с первого выхода блока 35 сравнения кодов текущих интервалов времени с кодами 0,9 и 1,1 Т записывается суммарный код с выхода дешифратора 21.3, соответствующий

I î 1155990 20 времени установления Т с переходного ми его текущего значения с выхода процесса. буферного регистра 19. С подачей имПервый и последующие импульсы сов- пульса остановки переходного процеспадения с первого выхода блока 35 са по шине "Стоп прекращается посравнения кодов, проходя через де†5 ступление импульсной последовательлитель 54 частоты на два, подсчитыности эталонной частоты на исследуваются счетчиком 40 порядка иссле- емую систему, на выходе счетчика 38 дуемой системы, код с выхода которо- устанавливается нулевой код адреса го соответствует и прекращается через дешифратор 21.1

10 запись в регистры 20 постоянной па2 мяти. где m — общее количество импульсов Измеритель временных интервалов, совпадения с первого выхода предназначенный для измерения хаблока 35 сравнения кодов. рактеристик переходных процессов

Первый и последующие импульсы, установления частоты, после одного проходящие через делитель 54 на два, запуска переходного процесса в исслетакже поступают на вход сброса счет- дуемой адапативной системе определячика 41 конца текущего измерения, ет текущие значения первой и второй на счетный вход которого приходят производных, производит нормировку импульсы совладения с второго выхода б 35 лока сравнения кодов текущего переходного процесса (определение установившегося значения интервала значения интервала времени с кодом

1 ОТ П времени) и измеряет значения харакПосле окончания поступления импульсов совпадения с первого теристик переходных процессов: в емя р д р це сов. время выхода бл к 35 выхода лоха сравнения кодов по -. уст новл ния и порядок исследуемой вторным импульсом с его второго высистемы. хода устанавливается на выходе счетчика 41 "0010". В код 1 . Высокий уровень

Измеритель работает в трех режимах: медленного, ускоренного и понапряжения с выхода второго разряда счетчика 41 и поступает на шину Ко"К вторного ускоренного опроса постоян11 ной памяти и накопителя. До окончанец во внешний УправлнюЩий блок и З0 ния пе ехо ного на вход сброса счетчика 42 блокируя емой системе измеритель проходит ускоренный опрос постоянной памяти через режимы медленного и ускоренного опроса, а после его окончания

В режиме повторно ускоренного возможен многократный запуск повторформированиЯ коцов Э5 йо ускоренного опроса в из программно изменяются коды 0,9; ного опроса в измерителе.

1 1 1 T g е НЙ дОПОлнительныи вхОд В отличие от известного предлагасброса счетчика 41 от внешнего управ- емый измеритель обладает большим ляющего блока по шине "Запуск" пода- . быстродействием и более высокой проется импульс запуска. Счетчик 42 раз-40 изводительностью: в течение одиночб локируется по входу сброса, на не- ного запуска переходного процесса го с выхода второго разряДа счетчи- производится его нормировка и опредека 41 подается низкий уровень, вновь ляются его характеристики. При этом начинается синхронный опрос постоян- в исследуемой системе устраняется ной памяти и накопителя и процесс 45 Реадаптация, повышается -.очность измерений. построения математической модели сиЗавершение переходного процесса . стемы и экстраполяции дальнейшего установления частоты наступает с функционального ее состояния. Возможпоступления импульса остановки пере- ность определйния первой и второй ходного процесса в исследуемой си- 50 производных переходной характеристист еме на шину Стоп и на вход счет- ки, вРемени задержки и уточнения

11 11 чика 38 выбора адреса и съема инфор- времени нарастания наряду с многомации с выхода блока 3 4 сравнения . кратной интерполяцией начального кодов при двухкратном совпадении кода РезУльтата иэмерениЯ хаРактеРистик установившегося значения интервала 55 переходного процесса расширяет фунвремени с выхода регистра 61 с кода- кциональные воэможности измерителя..

1155990

ВНИИПИ Заказ 3141/42 Ткрак 406 Подписиое

Филиащ ПОП "Патавт", r.Улпород, улЯроевтная, 4