Цифровой измеритель интервалов времени

 

ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ИНТЕР- : ВАЛОВ ВРЕМЕНИ, содержаний генератор импульсов, выход которого подключен к первым входам первого и второго элементов И, второй вход первого элемента И соединен с выходом первого триггер а, первый и второй входы которого подключены соответственно к шинам старт-и стоп-импульсов,последняя из которых соединена с первым входом второго триггера, выход которого подключен к входу генератора ударного воз 5уждения, выход которого подключен к счетному входу дополнительного счетчика, выход : первого элемента И соединен со счетным входом основного счетчика, выходы основного и дополнительного счетчиков подключены соответственно к первому и второму входам цифрового индикатора, отличающийся тем, что, с целью повьшения надежности и точности измерений, в него ввег. дены третий элемент И, элемент ИЛИ, реверсивный счетчик и дешифратор нуля, причем шина стоп-импульсов соединена с вторым входом второго элемента И, выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу деШ1фратора нуля, а выход - к второму входу второго триггера, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов , а выход - с входом сложения реверсивного счетчика, вход вычитания которого соединен с выходом генера Ч Ч тора ударного возбуждения, выходы с входами дешифратора нуля, а шина старт-импульсов соединена с установочными входами йсновного, допол нительного и реверсивного счетчиСАР ков.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 С 04 F 10/04

ЗфД fJ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф

<4®р - .." с- 4:ф

°

° а

° °

Ъю

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР пО ДЕЛА)) ИЗОБ ЕТЕНИй V ОТНРЫТИЙ (21) 368505 ) /24-21 (22) 30. 12. 83 (46) 07,09. 85. Бюл. )) 33 (72) P. В, Коровин, В.Е.Долгов, А.И, Голованов и И.И.Ковтун (53) 681.317.77(088.8) (56) Аппаратура для частотных и временных измерений. Под ред.

А.П.Горшкова. M. Советское радио, 1971, рис. 6.6, Шляндин В.M. Цифровые измерительные преобразователи и приборы, M,: Высшая школа, 1973, с. 168-170. (54)(57) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ИНТЕР-

ВАЛОВ ВРЕМЕНИ, содержащий генератор импульсов, выход которого подключен к первым входам первого и второго элементов И, второй вход первого элемента И соединен с выходом первого триггера, первый и второй входы которого подключены соответственно к шинам старт- и стоп-импульсов, послед няя из которых соединена с первым входом второго триггера, выход которого подключен к входу генератора ударного возбуждения, выход которого подключен к счетному входу дополнительного счетчика, выход

ÄÄSUÄÄ 1177793 А первого элемента И соединен со счетным входом основного счетчика, выходы основного и дополнительного счетчиков подключены соответственно к первому и второму входам цифрового индик.атора, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и точности измерений, в него вве-..„ дени третий элемент И, элемент ИЛИ, реверсивный счетчик и дешифратор нуля, причем шина стоп-импульсов соединена с вторым входом второго элемента И, выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу дешифратора нуля, а выход — к второму входу второго триггера, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход — с входом сложения реверсивного счетчика, вход вычитания которого соединен с выходом генератора ударного возбуждения, выходыс входами дешифратора нуля, а шина старт-импульсов соединена с установочными входами основного, дополнительного и реверсивного счетчиков.

I, 1177793

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в цифровой измерительной технике, в частности, для построения цифровых измерителей времени 1,таймеров ), а также в автоматике, вычислительной технике, радиолокации и экспериментальной физики °

Целью изобретения является повыше- О ние надежности при одновременном повышении точности измерений благодаря методу фиксации момента совпадения импульсов счетной и нониусной последогзатепьностей.

Па фиг.l изображена структурная

15 схема цифрового измерителя интервапов времени; на фиг.2 — временные диаграммы сигналов на входах и выходах отдельных элементов измерителя в режиме с использованием нониусной последовательности.

Цифровой измеритель интервалов времени содержит генератор 1 импульсов, генератор 2 ударного возбуждения(импульсон нониусной последовательности ), основные элементы И

3 и 4, дополнительный элемент И 5, основной б и дополнительный 7 счетчики, первый 8 и второй 9 триггеры,. элемент ИЛИ 10, реверсивный счетчик 11, дешифратор 12 нуля, цифровой индикатор 13 при этом генератор

1 импульсов через элемент И 3 подключен к основному счетчику 6, а через элемент И 4, элемент ИЛИ 10, триггер 35

9 и генератор 2 ударного возбужде ния — к дополнительному счетчику 7.

Дополнительный элемент И 5 входами подключен соответственно к выходу генератора 1 импульсов и тригге- 40 ра 9, а выходом соединен с входом сложения реверсивного счетчика 11, входом вычитания подключенного к выходу генератора 2 ударного возбуждения, входом установки соединенного 45 с входом установки счетчиков 6 и 7 и шиной "Старт", Выходы реверсив ного счетчика ll подключены к дешифратору 12 нуля, выходом соединенного с другим входом элемента ИЛИ 10, Вы- 5р ход триггера 8 подключен к второму входу элемента И З,,а его единичный и нулевой входы подключены соответ-"

:сгвенно к шинам "Старт". и "Стоп", Шина "Стоп", кроме того, соединена 55 с единичным входом триггера 9.

Реверсивный счетчик выполняется двухкаскад:ым, потому что он должен иметь три различных состояния: два состояния, периодически сменяющие одно другое до момента совпадения импульсов нониусной и счетной последовательности в классическом нониусном методе, и третье состояние,. соответствуюц1ее моменту совпадения и отличающееся от двух предыдущих.

Функционально реверсивный счетчик содержит два двойных разряда, устанавливаемых -перед началом измерений сигналом "Старт" в положение

"+2"

Дешифратор нуля выполнен на элементах И, срабатываюцгих при переходе обоих триггеров реверсивного счетчика в нулевое положение.

Основой и дополнительный счетчики работают в двоично-десятичном коде, Число десятичных разрядов основного счетчика выбирается исходя из максимальной длительности измерительного интервала и длительности периода генератора 1, Количество двоично-десятичных раэрядов дополнительного счетчика должно совпадать с минимальной величиной ш.

Генератор ударного возбуждения вырабатывает последовательность импульсов с возможно более стабильным

Гй периодом Т = Т (1-10 ), однако к нему не предъявляются какие-либо ограничивающие требования по длительности импульсов. Генераторы 1 и 2вырабатывают импульсные последовательности.с минимально возможной, с точки зрения срабатывания счетчиков 6 и 11, длительностью.

Подача по шине "Старт" импульса на входы установки счетчиков 6 и 7 в положение "-1" обеспечивает нормальное показание цифрового индикатора 13 при измерении временных интервалов, меньших чем Т ° 10 (для счетчика 6, поскольку положение импульса

"Старт" должно соответствовать положению импульса генератора l) и при изменении временных интервалов, равных целому количеству периодов То (для дополнительного счетчика 7).

Связь шины "Старт" с входом установки реверсивного счетчика 11 в положение "+2" позволяет периодически изменять код этого счетчика в интервале "+2" — "+1".и обеспечивает отличное от них третье положение "Нуль" при попадании двух импульсов нониус1177793

В момент С перевода реверсивного

10 счетчика 11 в состояние "0" дешифратор 12 нуля вырабатывает сигнал, которым триггер 9 через элемент ИЛИ 10 устанавливается в нулевое состояние и срывает генерацию генератора 2 импульсов нониусной последовательности. На фиг.2е показано изменение кода N < в двухкаскадном реверсивном счетчике 11.

Число импульсов в счетчике 6 соот2О ветствует целому числу периодов Т в . интервале между импульсами "Старт" и "Стоп", а код в счетчике 7 - числу

1 интервалов у Т = Т - Т в про10 межутке между последним импульсов То, прошедшим на основной счетчик 6, и сигналом "Стоп". ной последовательности в интервал между фронтами двух соседних импуль сов счетной последовательности.

Устройство работает следующим образом.

1 5

Сигналы начала и конца измеряемо- го интервала подаются соответственно на единичный и нулевой входы триг-. гера 8. Генератор 2 импульсов нониусной последовательности является генератором ударного возбуждения с жесткими требованиями к периоду следования сигналов, но с пониженными требованиями к форме и длительности генерируемых им импульсов, В исходном положении триггеры 8 и 9 находятся в нулевом состоянии

„1 а генератор 2 импульсов нониусной последовательности не генерирует, По сигналу "Старт" счетчики 6 и 7 переводятся в состояние "-. 1", а реверсивныи двухразрядный счетчик !1 — в состояние "+2". Одновре1 менно с этим триггер 8 устанавли" вается в состояние "1 " и сигнал с его единичного выхода поступает на вход элемента И 3. Импульсы (метки времени ) с выхода генератора 1 импульсов (счетной последовательности ) через элемент И 3 поступают на вход счетчика 6, где подсчитывается количество поступивших импульсов (фиг.2a)

По сигналу "Стоп" триггер 8 переводится в состояние "0" фиг.2б) и поступление меток времени с гене" 35 ратора 1 импульсов (счетной последовательности) на счетчик б прекращается. Одновременно с этим триггер 9 переводится в состояние "1" (фиг.2 5) и запускает генератор 2 4О импульсов нониусной последовательности, импульсы с выхода которого поступают на вход счетчика 7 и на вычитающий вход реверсивного счетчика 11 (фиг.2 ь), а на суммирующий вход счетчика ll начинают поступать .

- импульсы с генератора l импульсов (счетной последовательности ) через элемент И 5 (фиг.2 д ) °

Соотношение между периодом следования импульсов Хо генератора 1 импульсов (счетной последовательности) и периодом следования импульсов Тн генератора 2 импульсов нониусной последовательности выбирают из условия Т = Т, (,1-10 ) .

Результат со счетчиков 6 и 7 посту пает на цифровой индикатор 13, В том случае, когда импульс "Стоп" совпадает с импульсом генератора 1 импульсов счетной последовательности, на выходе элемента И 4 появляется сигнал, который переводит триггер 9 в состояние "0", и устройство прекра- щает работу, Поскольку срабатывание элемента И 4 и триггера 9 происходит не мгновенно, то генератор 2 успевает выработать один импульс, который переводит счетчик 7 в состояние и и

Я

0 . Возможно включение на выходе элемента И 4 элемента задержки на часть периода Т, что повышает надежность срабатывания генератора 2 при совпадении импульсов "Стоп" и импульсов с генератора 2. Результат с выходов счетчика 6 поступает на входы цифрового индикатора 13.. l 177793

4Ъг: 1

„Crnapm"

Составитель Л.Плетнева

Техред С. Мигунова.

Корректор В.Бутяга

Редактор О.Юрковецкая

Заказ 5552/47 Тираж 406

ВНИИПИ Государственного коьятета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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