Устройство для измерения времени установления электрического сигнала

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения повышение точности иэмерений й расширение функциональных возможностей. Устройство содержит генератор 1 импульсов , элемент И 2, элемент И-НЕ 3, триггер 4, счетчики 5 и 8 импульсов, компаратор 6 нижнего и компаратор 7 верхнего уровней, элемент ИЛИ 9, таймер 10, формирователь П коротких импульсов, входную шину 12, ишну 13 запуска, сигнальную выходную шину Готов 14 и шины 15 предварительной записи информации. Введение элементов И-НЕ, ИЛИ, счетчика 8 импульсов, таймера и формирователя коротких импульсов позволило автоматизировать процесс измерений. В описании привес ден пример выполнения таймера с внешним тактированием. 1 з.п. ф-лы. 2 ил. (Л 1ч9 ГО О) со со Од

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1226396 (5!) 4 G 04 F 10 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ/

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ /

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3727452/24-21 (22) 01.02.84 (46) 23.04.86. Бюп. !! 15 (72) А.Н.Щавелкин, В.П.Дегтяренко, В.А.Телец, В.В.Канавин, В.В.Подкопаев, С. В. Подкопаев и А.И. п(аницын (53) 681, 317. 77 (088. 8) (56) Бахти аров Г.Д., Малинин В. В. и Школин В.П. Аналоговые преобразователи. — M. 1980, с. 244, 245, 118, 113.

Авторское свидетельство СССР !

Р 1019392, кл. С 04 F 10/04, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНЙЯ ВРЕМЕНИ УСТАНОВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СИГНАЛА (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения повышение точности измерений и расширение функциональных возможностей.

Устройство содержит генератор 1 им-. пульсов, элемент И 2, элемент И-НЕ 3, триггер 4, счетчики 5 и 8 импульсов, компаратор 6 нижнего и компаратор 7 верхнего уровней, элемент ИЛИ 9, таймер 10, формирователь 11 коротких импульсов, входную шину 12, шину 13 запуска, сигнальную выходную шину

"Готов" !4 и шины 15 предварительной записи информации, Введение элементов И-НЕ, ИЛИ, счетчика 8 импульсов, таймера и формирователя коротких импульсов позволило автоматизировать процесс измерений, В описании приве- а

<О ден пример выполнения таймера.с внешиии твктиррввииеи. s.ï. ф-ли. 2 ил. Щ

l226396

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения времени устанонпения электрическоro сигнала, Цель изобретения — повышение точности измерений и расширение функциональных возможностей устройс.тва эа счет воэможности автоматизации процесса измерений, На фиг ° 1 представлена структурная схема устройства, на фиг,2 — пример выполнения таймера с внешним тактированием.

Устройство для измерения времени установления электрического сигнала (фиг.l) содержит генератор 1 импульсов, элемент И 2, элемент И-HE 3, триггер 4, первый счетчик 5 импульсов, компаратор 6 нижнего и компаратор 7 верхнего уровней, второй счетчик 8 импульсов, элемент ИЛИ 9, таймер 10, формирователь 11 коротких импульсов» ВХОдную шину 12, шину 13 запуска, сигнальную выходную шину

"Готов" 14 и шины 15 предварительной записи информации.

Таймер (фиг,2) содержит триггер

16, счетчик 17, цифровой компаратор

18, управляющий вход 19, выход 20, установочные нходы 21 и синхровход 22, ЗО

Причем инверсный и прямой входы соответственно компараторов 7 и 6 подключены к входной шине 12 устройства, выход генератора 1 импульсов подключен к первому входу элемента

И 2, второй вход которого соединен с прямым выходом триггера 4, а выход со счетным входом счетчика 5, выходы компараторов 7 и 6 соединены соотнетcrнeнно с первым и вторым вхоцаьж элемента И-НЕ 3, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ 9, выход которого подключен к устаноноч2 первая группа входов 21 цифрового компаратора 18 является установочными входами таймера 10, синхровход 22 которого соединен со счетным входом счетчика 17, выходы разрядов которого подключены к второй группе входов компаратора 18, выход которого соединен с первым входом триггера 16, второй вход которого соединен с установочным входом счетчика 17 и является управляющим входом 19 таймера 10, выходом 20 которого является выход триггера 16.

В качестве триггера 4 используетcsr 9- !!ли JK-триггер, включенный в ре!!с!ме установки в ноль.

Минимальная емкость счетчика 5 должна быть на один старший двоичный разряд больше выбранного диапазона измерения, при этом емкость. счетчика

8 должна соответствовать выбранному диапазону измерения. Старшим разрядом выходного кода измеряемой величины в этом случае является следующий старший разряд ныхода счетчика 5, а пропущенный выходной разряд счетчика

5 не задействуется. При большей емкости счетчика 5 пропуск его старшего выходного разряда должен допускаться только один раз за одно измерение. Измеряемая величина определяется произведением числа выходного кода в дес.ятичной форме на период следования импульсов генератора 1, Компаратор 6 нижнего уровня содержит компаратор 6.1 на операционном усилигеле с резистором 6.2 в цепи обратной связи и имеет неиннертирующее гключение, а компаратор 7 верхнего уровня "одержит также компаратор 7.1 на операционном усилителе с резистором 7,2 н цепи обратной связи и имеет инвертирующее включение. ному входу счетчика 8, счетный вход которого соединен с выходом генератоЯ ра 1 импульсов и синхровходом таймера 10, установочные входы которого подключены к шинам 15 предварительной записи информации, а выход — к установочному входу счетчика 5, шина 13 запуска устройства через формирователь 11 подключена к второму входу элемента ИЛИ 9, управляющему входу таймера 10 и первому входу триггера

4, второй вход которого соединен с выходом счетчика 8, а инверсный выход является сигнальной выходной шиной 14 устройства. В таймере (фиг.2) Внешняя положительная обратная связь компараторов определяет величину их гистерезиса, которая янляется мерой помехоустойчивости устройства, Сумма величин гистерезиса компараторов:не должна превышать разности между верхним порогом срабатывания компаратора верхнего уровня и нижним порогом срабатывания компаратора нижнего уровня.

Таймер !О используется "для компенсации времени задержки распространения последнего сигнала н устройстве

1226 з

Формирователь 11 коротких импульсов формирует выходной сигнал по переднему фронту сигнала запуска.

Диапазон измеряемой величины при минимальной емкости счетчика 5 может быть расширен на один старший разряд по сигналу переполнения, если код максимальной измеряемой величины не превышает двойной емкости счетчика

8 без одной единицы счета. f0

Устройство работает следующим обРазом»

Перед измерением состояние устройства может быть произвольным. Перед проведением измерения должны f5 быть установлены нижний порог срабатывания компаратора 6 нижнего уровня

А . и верхний порог срабатывания комн паратора 7 верхнего уровня А при заданной элементами 6.2 и 7.2 соот- 20 ветственно положительной обратной связи величине гистерезиса А

При подаче на устройство сигнала запуска по шине 13 по его фронту формирователь 11 коротких импульсов вы- 25 рабатывает сигнал, который устанавливает в "1" триггер 4, запускает таймер 10 и через элемент ИЛИ 9 сбрасывает счетчик 8, причем триггер 4 через элемент И 2 разрешает поступление импульсов от генератора 1 на счетный вход счетчика 5, По окончании сигнала формирователя ll счетчик

8 начинает управляться входным сигналом по шине 12 чеРез компараторы

6 и 7, элементы И-НЕ 3 и ИЛИ 9. Таймер 10 своим выходным сигналом удерживает счетчик 5 в нулевом состоянии, и по окончании этого сигнала счетчик

5 начинает считать импульсы генерато.40 ра 1. При вхождении измеряемого сигнала А„„в зону А„+А, А„ „ А -А, счетчик 8 по сигналу через компараторы 6 и 7, элементы И-HE 3 и ИЛИ 9 подсчитывает импульсы генератора 1, 45 а при выходе из зоны А <А = As н ы м уст анавлив ае т ся в нол ь.

При полном вхождении измеряемого сигнала в зону А„+А (A „ „<А -А счетчик 8 сигналом переполнения уста-50 навливает в "О" триггер 4, который выдает сигнал "Готов" по шине 15 и через элемент И 2 прекращает доступ импульсов генератора l на счетный вход счетчика 5, При этом на выходе 55 счетчика 5 устанавливается код, являкицийся мерой .с измеряемой величины.

При наличии сигнала "Готов" можно

396 приступать к считыванию результата и затем к новому циклу измерения.

Таймер цо схеме (фиг.2) работает следующим образом.

Исходное состояние таймера произвольное. При поступлении сигнала на вход 19 триггера 16 устанавливается в "!" и сбрасывается счетчик 17, а через него и цифровой компаратор 18

По окончании сигнала по входу 19 триггер 16 не изменяет своего состояния, а счетчик 17 подсчитывает импульсы генератора 1. При совпадении кода на выходе счетчика 17 с кодом на входе 21 цифровой компаратор 18 сбрасывает триггер 16 и далее цикл может быть повторен.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения времени установления электрического сигнала содержащее компараторы верхнего и нижнего уровней входного сигнала, соответственно инверсный и прямой входы которых объединены и подключены к входной шине устройства, генератор импульсов, выход которого подключен к первому входу элемента И, второй вход которого соединен с прямым выхо" дом триггера, выход элемента И подключен к счетному входу первого счетчика, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений и расширения функциональных возможностей устройства, в него введены элемент И-НЕ, элемент ИЛИ, второй счетчик, таймер и формирователь коротких импульсов, причем выходы компараторов верхнего и нижнего уровней соединены соответственно с первым и вторым входами элемента И-НЕ, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к установочному входу второго счетчика, счетный вход которого соединен с выходом генератора импульсов и синхровходом таймера, устано" вочные входы которого подключены к шинам предварительной записи устройства, а выход — к установочному входу первого счетчика, шина запуска устройства через формирователь корот" ких импульсов подключена к второму входу элемента ИЛИ, управляющему входу таймера и первому входу триггера, второй вход которого соединен с вы ходом второго счетчика, а инверсный

1226396 выход является сигнальной выходной шиной устройства, 21

Составитель Л. Плетнева

Техред И.Попович

Корректор М,демчик

Редактор Е.Папп

Заказ 2129/45

Тираж 398

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 2. Устройство по п,1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что таймер содержит счетчик, триггер и-цифровой компаратор, первая группа входов которого является установочными входами таймера, синхровход которого соединен со счетным входом счетчика, выходы разрядов которого подключены к второй группе входов цифрового компаратора, выход которого соединен с первым входом триггера, второй вход которого соединен с установочным входом счетчика и является управляющим входом таймера, выходом которого яв10 ляется выход триггера.