Измеритель временных интервалов

 

ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ , содержащий генератор импульсов , выход которого через делитель частоты соединен с первым входом эле мента И, второй вход которого соединен с выходом первого элемента НЕ, вход которого соединен с шиной считывания времени и управлякицим входом блока выходных вентш1ей, входы которого соединены с выходами разрядов счетчика, информационные входы которого подключены к выходам блока входных вентилей, управлянлций вход которого подключен к шине записи времени, а входы являются входными. шинами измерителя, выходы блока выходных вентилей являются выходными шинами измерителя, отличающийся тем, что, с целью повьппения точности измерений, в него введены три элемента И-НЕ,. второй элемент НЕ, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, два триггера и элемент ИЛИ, причем выход генератора импульсов соединен с первым входом первого элемента И-НЕ, второй вход которого подключен к шине считывания времени, а выход к С-входу первого триггера, R-вход которого соединен с выходом элемента ИСКГВОЧАЩЕЕ ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу второго триггера, а второй вход соединен с выходом младшего разряда счетчика и с первым входом второго элемента И-НЕ непосредственно и с первым входом третьего элемента И-НЕ через .второй элемент НЕ, вторые входы второго и третьего элементов И-НЕ объР единены и соединены с шиной записи времени, а их выходы подключены соот:АЭ ветственно к S-. и R-входам второго :л триггера. С-вход которого подключен к выходу делителя частоты, выходы элементов И и первого триггера через элемент ИЛИ подключены к счетному входу счетчика.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

f!9) (! !) (5!) 4 С

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ GCOP

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ (21) 3746993/24-21 (22) 05.06.84 (46) 07.11.85. Бюл. Р 41 (72) В.Н. Андреев и Е.В..Бушуев (53) 681.317.77(088.8) .(56) 1. Журавлев Ю.П., Забубенов В.Я.

Мультитаймеры. Л.: Энергия, 1979, с. 23.

2. Аналоговые и цифровые интегральные схемы. Под ред . С.В. Яку бовского. N.:"Ñîâ. радио", 1979, с. 67, 69.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 930223, !982. (54)(57) ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕР

ВАЛОВ, содержащий генератор импульсов, выход которого через делитель частоты соединен с первым входом эле. мента И, второй вход которого соеди нен с выходом первого элемента НЕ, вход которого соединен с шиной считывания времени и управляющим входом блока выходных вентилей, входы которого соединены с выходами разрядов счетчика, информационные вхо- . ды которого подключены к выходам бло. ка входных вентилей, управляющий. вход которого подключен к шине записи времени, а входы являются входными шинами измерителя, выходы блока выходных вентилей являются выходными шинами измерителя, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены три элемента И-НЕ, второй элемент НЕ, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, два триггера и элемент ИЛИ, причем выход генератора импульсов соединен с первым входом первого элемента

-HE, второй вход которого подключен к шине считывания времени, а выход - к С-входу первого триггера, R-вход которого соединен с выходом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу второго триггера, а второй вход соединен с выходом младшего разряда счетчика и с первым входом второго элемента

-HE непосредственно и с первым входом третьего элемента И-НЕ через .второй элемент НЕ, вторые входы второго и третьего элементов И-НЕ обьединены и соединены с шиной записи времени, а их выходы подключены соот. ветственно к $-.и R-входам второго триггера, С-вход которого подключен к выходу делителя частоты, выходы элементов И и первого триггера через элемент ИЛИ подключены к счетному входу счетчика.

90357 2 выход триггера 6 соединен с первым входом элемента 7 ИСИПОЧАМЩЕЕ И11И, второй вход которого соединен с выходом младшего разряда счетчика 13, входом элемента НЕ 3 и входом элемента И-НЕ 4, а выход — с инверсным установочным входом R-триггера 10, вход С которого соединен с выходом элемента И-HE 8, а выход — с вторым

10 входом элемента ИЛИ 11, второй вход элемента И-НЕ 8 соединен с шиной 18 считывания времени со входом элемента НЕ 15, выход которого соединен с вторым входом элемента 19, выход элемента НЕ 3 соединен с первым входом элемента И-HE 5, а вторые входы элементов И-НЕ 4 и 5 соединены с шиной записи времени.

На фиг. 2 изображено: а - сигнал на выходе делителя 2 частоты; б — сигнал на шине 18 считывания

На фиг. 1 представлена функциональ ная электрическая схема измерителя временных интервалов; на фиг. 2— эпюры напряжений отдельных узлов уст. ройства для трех возможных случаев совпадения сигнала считывания вре- . мени с выходным сигналом делителя частоты.

Измеритель временных интервалов содержит генератор 1 импульсов, делитель 2 частоты, элемент НЕ 3, элементы И-НЕ 4 и 5, триггер б, элемент исключающее ИЛИ 7, элемент И-НЕ

8, элемент И 9, триггер 10 элемент ИЛИ 11, блок 12 выходных вентилей, двоичный счетчик 13, блок 14 входных вентилей, элемент НЕ 15, выходные шины 16; входные шины !7; шина 18 считывания времени; шина 19 записи времени.

Генератор 1 импульсов подключен к входу делителя частоты 2 и первому входу элемента И-НЕ 8, входы и выходы каждого разряда счетчика 13 соеди- нены соответственно через блок 14 входных вентилей с входными шинами 17 и через блок 12 выходных вентилей с выходными шинами 16, первый вход 45 элемента И 9 соединен с выходом делителя 2 частоты и С-входом триггера 6, один вход элемента ИЛИ 11 соединен с выходом элемента И 9, а выход — с счетным входом счетчика 13, 50 управляющий вход блока 14 входных вентилей соединен с шиной 19 записи времени, а управляющий вход блока 12 выходных вентилей - с шиной 18 считывания времени, установочные ин- 55 версные вхоцы Ь и В триггера 6 соеди,нены соответственно с выходами со-ответственно элементов И-НЕ 4 и 5, времени; в — сигнал на выходе элемента

НЕ 15; г — сигнал на выходе младшего разряда счетчика 13, д - сигнал на выходе триггера 6; е — сигнал на выходе элемента

30 исключающее ИЛИ 7 ж — сигнал на выходе генератора. 1 импульсов; з — сигнал на выходе элемента И-НЕ 8; и — сигнал на выходе триггера 10;

35 к - сигнал на выходе элемента И 9; л — сигнал на выходе элемента

ИЛИ 11.

Измеритель временных интервалов может работать.в следующих режимах: запись начального времени; счет времени; считывание текущего времени.

Изобретение относится к вычисли- тельной технике и может быть использовано в автоматизированных системах управления различного назначения и других областях техники, связанных с дискретным измерением времени, Целью изобретения является повышение точности измерения временных интервалов за счет исключения возможности ошибочного срабатывания . двоичного счетчика при произвольных моментах считывания времени и исключения времязадающих элементов, что позволяет использовать устройст.— во в широком диапазоне температур при малых интервалах дискретизации счета.

При работе измерителя временных интервалов в режиме записи начального значения времени код начального значения времени на входных шинах 17 через блок 14 входных вентилей по сигналу записи времени на шине 19 поступает на установочные входы счетчика 13, запрещая его работу по счетному входу на время действия импульса записи времени. При наличии г импульса записи времени триггер 6 установится в состояние, соответствующее состоянию младшего разряда счетчика 13, а именно:!!90357 при установке младшего разряда счетчика 13 а состояние логического

"0", на выходе элемента И-НЕ 4 установится логическая "1", а на выходе элемента -HE 5 установится логический "О", по которому произойдет установка триггера 6 в состояние логического "0"; при установке младшего разряда счетчика 13 в состояние логической !0

"1" на выходе элемента И-HE 5 установится логическая "1", а на выходе элемента -HE 4 установится логический "О", по которому произойдет установка триггера 6 в состояние логической "1".

На выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ 7 установится логический "0", по которому произойдет установка триггера 10 в состояние логического "О". Наличие логического "0" на инверсных установочных входах триггеров 6 и 10 запрещает их работу по счетному входу. Счетные триггеры 6 и 10 могут быть построены, например, на триггерах типа J-К или D.

По окончании действия импульсов записи времени измеритель временных интервалов переходит в режим счета.

В этом режиме генератор импульсов формирует последовательность импульсов со стабильной частотой по- . вторения (фиг. 2ж) ° Делитель 2 частоты уменьшает частоту йовторения им пульсов в необходимое число раз (на 35 фиг. 2а показан сигнал на выходе делителя частоты при К = 2), в за4.е висимости от необходимого масштаба измерения времени. На выходе триггера 6 формируется сигнал (фиг. 2 д), 40 соответствующий правильной работе младшего разряда двоичного счетчика 13.

При отсутствии сигнала считывания 45 времени очередной импульс с выхода делителя 2 частоты через элементы И 9 и ИЛИ 1! (фиг. 2 л) поступает на вход счетчика 13. В этом случае логические состояния на выходе младшего 50 разряда счетчика 13 соответствуют логическим состояниям на выходе триг" гера 6, при этом на выходе элемента ИСКЛЮЧА10ЩЕЕ ИЛИ 7 формируется состояние логического 0, запрещающее 55 работу триггера 10 по его динамическому входу "С". При работе измерителя временных интервалов в режиме считывания текущего времени импульсный сигнал, поступающий по шине 18 считывания времени (фиг. 2б) .на управляющий вход блока 12 выходных вентилей, переписывает код текущего времени счетчика 13 на выходные шины 16.

В связи с тем, что импульсы считывания не связаны синхронно с импульсами делителя 2 частоты, возможно их совпадение по времени. При этом могут иметь место три ситуации совпадения: полное, частичное совпаденив. с опережением сигнала считывания частичное совпадение с опережением сигнала. делителя 2 частоты.

При полном совпадении указанных сигналов импульс с выхода делителя 2 частоты (фиг. 2а) не проходит через элемент И 9 (фиг. 2к) так как последний закрыт запрещающим потенциалом импульса считывания (фиг. 2в).

Элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7 по установлению разницы логических состояний на выходе младшего разряда счетчика 13 (фиг. 2г). и на выходе триггера 6 формирует потенциал (фиг. 2е), разрешающий работу триггера 10 по

его динамическому входу С. По, окончании действия сигнала считывания открывается элемент И-НЕ 8 и пропускает на динамический вход С триггера 10 сигнал от генератора 1 импульсов (фиг, 2з). При этом происходит добавление единицы счета к числу, содержащемуся в счетчике 13, ликвидируя сбой в счете, возникший в результате совпадения. На выходе элемента ИСКЛЮЧАЮ!!1ЕЕ ИЛИ 7 сформируется потенциал, устанавливающий триггер !О в исходное состояние ° При частичном совпадении импульсов считывания и импульсов делителя 2 частоты на вход счетчика !3 могут поступить импульсы, длительность которых соизмерима с временем срабатывания младшего разряда. В случае, если состояние на выходе мпадшегЬ разряда счетчика 13 совпадает с состоянием на выходе триггера 6, - измеритель временных интервалов работает без сбоя. При несовпадении состояний на выходе младшего разряда двоичного счетчика 13 и состояния на выходе триггера 6 элемент ИСКЛРЧАКМЦЕЕ ИЛИ 7 разрешает формирование с помощью триггера 10 дополнения единицы счета в двоичный счетчик 13, ликвидируя тем

1)90357 самым сбой в работе младшего разряда.

Длительность импульса поправки (фиг. 2и } определяется суииод длительностей задержек срабатывания следующих элементов:

ИЛИ 11; разряда двоичного счетэлемента младшего чика 13; элемента триггера

ИСКЛИЧА1ОЩЕЕ ИЛИ 7; !

О. фиг. Г а

Ю д г д е

Ж

U

К

Составитель Л. Плетнева

Редактор Н. Пушненкова Техред АеАч Корректор И. Зрдейн

Заказ б980/50 Тираж 405 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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