Цифровой усредняющий измеритель временных интервалов

 

ЦИФРОВОЙ УСРЕДНЯЩИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ, содержащий триггер, S и R-входы которого подключены к шинам Старт и Стоп соответственно устройства, а выход подключен к первому входу первого ключа, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов эталонной частоты, выход первого ключа подключен к счетному входу счетчика импульсов, второй ключ, отличающийся тем., что, с целью повьшения точности измерения в условиях воздействия помех и расширения функциональных возможностей, в него введены элемент задержки, блок сравнения кодов, третий ключ. два реверсивных счетчика и переключатель , причем шина Старт подключена к R-входу счетчика импульсов, информационные выходы которого соединены с первой группой входов блока сравнения кодов, шина Стоп через элемент задержки подключена к первым входам второго и третьего ключей, вторые входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами блока сравнения кодов, третий выход которого подключен к первому входу переключателя, второй вход которого соединен с выходом 3 третьего ключа и входом прямого счета первого реверсивного счетчика, (Л вход обратного счета которого соединен с выходом второго ключа и третьим входом переключателя, четвертый и пятьй входы которого дрдключены соответственно к выходам прямого и обратного переноса первого реверсивного счетчика, а первый и второй выходы переключателя соединены соответственно с входами прямого и обратного счета второго реверсивного счетчика , информахдаонные выходы которого подключены к второй группе входов блока сравнения кодов.

СОЮЗ СООЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) Я 3(11) 1 18 1 (51) 4 G 04 F 10/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOIVlY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(21) 3682247/24-21 (22) 02.01.84 (46) 23.10.85. Бюл. И - 39 (72) А.Ю.Баранов (71) Кьпптымский радиозавод (53) 681.317.7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 519681, кл. С 04 F 10/04, 1974.

Авторское свидетельство СССР

Ф 533905, кл. G 04 F 10/04, 1973. (54)(57) ЦИФРОВОЙ УСРЕДНЯЮЩИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ, содержащий триггер, S u R-входы которого подключены к шинам "Старт" и "Стоп" соответственно устройства, а выход подключен к первому входу первого ключа, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов эталонной частоты, выход первого ключа подключен к счетному входу счетчика импульсов, второй ключ, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения в условиях воздействия помех и расширения функциональных возможностей, в него введены элемент задержки, блок сравнения кодов, третий ключ, два реверсивных счетчика и переключатель, причем шина "Старт" подключена к R-входу счетчика импульсов, информационные выходы которого соединены с первой группой входов блока сравнения кодов, шина "Стоп" через элемент задержки подключена к первым входам второго и третьего ключей, вторые входы которых соеди— нены соответственно с первым и вторым выходами блока сравнения кодов, третий выход которого подключен к первому входу переключателя, второй вход которого соединен с вьыодом третьего ключа и входом прямого счета первого реверсивного счетчика, вход обратного счета которого соединен с выходом второго ключа и третьим входом переключателя, четвертый и пятый входы которого подключены соответственно к выходам прямого и обратного переноса первого реверсивного счетчйка, а первый и второй выходы переключателя соединены соответ.ственно с входами прямого и обратного счета второго реверсивного счетчика, информационные выходы которого подключены к второй группе входов блока сравнения кодов.

11871

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано при построении различных измерительных устройств повьппенной точности и помехозащищенности S

1 в которых измеряемая величина преобразуется в пропорциональный интервал времени.

Целью изобретения является повьппение точности измерения в условиях воз10 действия помех и расширение функциональных возможностей измерителя sa счет обеспечения точных измерений в случае нерегулярного прихода импульса "Стоп", а также обеспечения 15 непрерывности измерений.

На фиг. 1 представлена функциональная схема цифрового усредняющего измерителя временных интервалов, на фиг. 2 - временные диаграммы работы 20 измерителя при условии К=О.

Цифровой усредняющий измеритель содержит триггер 1, ключ 2, счетчик

3 импульсов емкостью N генератор 4 импульсов эталонной частоты, элемент 25

5 задержки, блок 6 сравнения кодов, ключи 7 и 8, буферный реверсивный счетчик 9 емкостью К, электронный переключатель 10 и второй реверсивный счетчик 11 емкостью N. 30

Первый вход цифрового усредняюще.го измерителя подключен к S-входу триггера 1 и R-входу счетчика 3 импульсов, второй вход измерителя соединен с R-входом триггера 1 и вхо35 дом элемента 5 задержки импульсов, выход триггера 1 подключен к первому входу ключа 2, второй вход которого соединен с выходом генератора 4 эталонной частоты и выход подключен к 40

Т-входу счетчика 3 импульсов, группа выходов которого подключена к первой группе входов блока 6 сравнения кодов, выход элемента 5 задержки импульсов соединен с первыми входами второго 7 и третьего 8 ключей, вторые входы которых подключены к первому

"Меньше" и второму "Больше" выходам блока 6 сравнения. кодов соответственно, выход третьего ключа 8 подключен к первому входу электронного переключателя 10 и к входу прямого счета первого реверсивного счетчика 9, выходы прямого и обратного счета которого подключены к второму и третье-55 му входам переключателя 10 соответственно, выход второго ключа 7 соединен с четвертым входом переключателя 10

42 г и входом обратного .счета счетчика 9, пятый вход переключателя 10 соединен с третьим выходом Старшие разряды— равно" блока 6 сравнения кодов, первый и второй выходы переключателя 10 соединены с входами прямого и обратного счета второго реверсивного счетчика 11, группы выходов которого подключены к второй группе входов блока

6 сравнения кодов.

Элемент 5 задержки импульсов

"Стоп" может быть выполнен.по любой схеме одновибратора с формирователем на выходе либо без формирователя, если будут применены реверсивные счетчики с динамическими входами.

Элемент задержки можно выполнить также в виде расширителя импульсов.

В качестве электронного переключателя может быть использован элемент И-ИЛИ и одновибратор.

Блок сравнения кодов может быть выполнен по любой схеме, обеспечивающей выдачу сигналов: "Старшие разряды — равно", "А больше В" и

"А меньше В", например, для сравнения четырех декадных счетчиков.

Измеритель работает следующим образом.

С шины "Старт" устройства короткий импульс "Старт" (фиг.2а) поступает на S-вход триггера 1, переводя

его в одиночное состояние, и на

R-вход счетчика 3, устанавливая его в нулевое состояние. Первый ключ 2 открывается по первому входу единич— ным сигналом с прямого выхода триггера 1. При этом импульсы эталонной частоты f, поступающие на второй вход первого ключа 2 с генератора

4 пройдут на выход ключа 2 (фиг.2г) и поступят на Т-вход счетчика 3 импульсов емкостью N.

С шины "Стоп" устройства (фиг.2б) короткий импульс "Стоп" поступает на вход элемента 5 задержки и на

R-вход триггера 1, переводя его в нулевое состояние. При этом первый ключ 2 закрывается по первому входу нулевым потенциалом с прямого выхода триггера 1 и поступление импульсов эталонной частоты на Т-вход счетчика 3 прекращается, поэтому в счетчике 3 остается число "А", пропорциональное временному интервалу между импульсами "Старт" и "Стоп".

Коды чисел "А" и "В", записанных соответственно в счетчиках 3 и 11 по1187142 4 рязрядно, с группы информационных выходов счетчиков поступают соответственно на первую и вторую группы информационных входов блока 6 сравнения. В случае большой разницы 5 кодов, например при включении устройства, нулевой потенциал с выхода

"Старшие разряды — равно" блока 6 поступает на первый вход электронного переключателя 10 и обеспечивает 10 прохождение сигналов на первый и второй выходы переключателя 10 соответственно с выходов третьего (фиг.2е) и второго ключей 8 и 7 через второй и третий входы переключателя 10. При небольшой разнице кодов чисел "А" и "В" счетчиков

3 и 11, задаваемой оставшейся группой младших разрядов, на выходе

"Старшие разряды — равно" блока 6 20 сравнения кодов появится единичный потенциал, который переведет переключатель 10 в противоположное положение и обеспечит прохождение на его выходы сигналов соответственно с вы- 25 ходов прямого и обратного переноса буферного реверсивного счетчика 9, поступающих .на четвертый и пятый вхо— ды переключателя 10.

Импульс "Стоп", пройдя через элемент 5, поступает на первые входы второго и третьего ключей 7 и 8, на вторые входы которых поступают управляющие потенциалы с выходов "Меньше" и "Больше" соответственно блока 6 сравнения кодов.

Если число "А" меньше "В", то с выхода "Меньше" блока 6 сравнения кодов на второй вход второго ключа 7 поступает разрешающий единичный по- 40

tl If тенциал, и задержанный импульс Стоп с выхода элемента 5 задержки (фиг.2в) поступает через первый вход второго ключа 7 на вход обратного счета буферного реверсивного счетчика 9, 45 уменьшая его состояние на "1", и на пятый вход переключателя 10. При

11 I1 11 11 большой разнице чисел А и В з ад ержа нный импульс " Ст оп 1, пройдя чер е з переключатель 1 0 н а вход обратно-50

r o счета реверсивного счетчика 1 1, уменьшит е г о состояние н а единицу .

Если число "А" больше " В ", то р аз решающий единичный потенциал появится н а выходе "Больше " блока 6 сравнения 5 5 кодов, откроет третий ключ 8 по в торому входу, задержанный импульс

" Стоп пройдет н а вход прямого счета буферного реверсивного счетчика 9 и через переключатель 10 — на вход прямого счета реверсивного счетчика

11 (в случае большой разницы "А" и

"В") и увеличит состояние обоих счетчиков 9 и 11 на единицу.

Таким образом, после выключения

t I l f 11 11 при большой разнице чисел А и В в зависимости от их соотношения задержанные импульсы "Стоп" поступают непосредственно на вход прямого или обратного счета реверсивного счетчика 11, изменяя его состояние.

Когда числа "А" и "В" станут равны с точностью до группы старших разрядов, то на третьем выходе "Старшие разряды — равно" блока 6 сравнения кодов появится единичный потенциал, который поступит на пятый вход переключателя 10 и обеспечит подачу задержанных импульсов Стоп на входы прямого и обратного счета реверсивного счетчика 11 через буферный реверсивный счетчик 9 емкостью К.

После того, как числа "А" и "В" станут равны, на обоих выходах:

"Меньше" и "Больше" блока 6 сравне— ния кодов появится нулевой потенциал, закрывающий по вторым входам второй и третий ключи 7 и 8, запрещая прохождение на их выходы задержанного импульса "Стоп 1, тем самым запрещая изменение состояния реверсивных счетчиков 9 и 11.

В случае непоступления импульса

-"Стоп" на шину "Стоп" измерителя на выходе элемента 5 задержки, независимо от состояния счетчика 3, не появится задержанный импульс

"Стоп", и состояние реверсивных счетчиков 9.и 11 не изменится, т.е. в данном измерителе происходит непрерывное измерение временного интервала с коррекцией среднего включения в реверсивном счетчике 11 после каждого периода Т импульсов

"Старт" на величину 0 или 1/К.

Повьппение точности измерения в условиях помех достигается благодаря тому, что независимо от величины помехи в каждом периоде Т частоты следования импульсов 1 Старт", помеха вносит искажение в реверсив1 ный счетчик 11, равное + вЂ, или действие помехи любой величины и даже одного знака в течение времени

1187142

l5

Cma

Cmp.с

t С Т не вносит искажений в реверсивный счетчик 11.

Предлагаемое устройство позволяет повысить точность измерения в случае нерегулярного следования импульсов Стоп", при этом абсолютная погрешность измерения равна

"0" в случае, если импульс "Стоп" не приходит в течение времени меньше, чем Т К, существенно повысить точность измерения при воздействии помех, так как абсолютная погрешность измерения равна 0 при действии помехи любой величины в течение времени меньше, чем ТК, повысить точность измерения при наличии

"промахов в измеряемых интервалах вследствие того, что устройство реагирует на любой "промах" за один период Т изменением состояния измерительного счетчика на величину, равную 1/К, и производить непрерывные измерения интегрального значения временного интервала, кроме того, уменьшить динамическую погрешность измерения, например при измерении дальности перемещающихся объектов, за счет перехода к непрерывному измерению.

1107142 е

Яац

А>8

Заказ 6549/53 Тираж 405 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытии

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Л.Плетнева

Редактор С.Патрушева Техред З.Палий Корректор И Эрдейи