Цифровой измеритель отношения временных интервалов

 

Изобретение может быть использовано , например, в качестве устройства , используемого в информационноизмерительном комплексе для обработки .сигналов, заданных как по времяимпульсной форме, так и по кодам. Измеритель содерткит ключи 1 и 2, элементы И 3 и 4, элементы ИЛИ 5 и 16-18, формирователь 6 импульсов, счетчики 7-9, счетчик 10 результата, коммутатор 11, блок 12 сравнения кодов, генератор 13, входные шины 14 и 15, триггер 19, одновибратор 20, элемент 21 задержки, элемент НЕ 22 и входные шины 23-25. В описании приведена структурная схема счетчика 10 результата и временные диаграммы, поясняющие работу устройства . Введение трех элементов ИЛИ, .триггера, одновибратора и элемента задержки обеспечило возможность деления кодов. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. О ts (Я ю to 05 СО со со Фиг.1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 1511 4 . С 04 F 10/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ урН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ /

Фиг.1 (21) 3817130/24-21 (22) 22.11.84 (46) 23.04.86. Бюл. У 15 (71) Специальное конструкторское бюро геофизического приборостроения

Института геологии АН АЗССР (72) А.А.Кравцов (53) 681.317.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1t- 864236, кл. G 04 Г 10/04, 1980.

Авторское свидетельство СССР

Р 983644, кл. G 04 F 10/04, 1981. (54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ОТНОШЕНИЯ

BPEMEHHbK ИНТЕРВАЛОВ (57) Изобретение может быть использовано, например, в качестве устройства, используемого в информационноизмерительном комплексе для обработки сигналов, заданных как по времяИмпульсной форме, так и по кодам.

Измеритель содержит ключи 1 и 2, элементы И 3 и 4, элементы ИЛИ 5 и 16-18, формирователь 6 импульсов, счетчики 7-9, счетчик 10 результата, коммутатор 11, блок 12 сравнения кодов, генератор 13, входные шины

14 и 15, триггер 19, одновибратор

20, элемент 21 задержки, элемент

НЕ 22 и входные шины 23-25. В описании приведена структурная схема счетчика 10 результата и временные диаграммы, поясняющие работу устройства. Введение трех элементов ИЛИ, .триггера, одновибратора и элемента задержки обеспечило возможность деления кодов. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1226399

Изобретение относится к цифровой измерительной технике и может быть использовано как в качестве автономного прибора, так и в качестве устройства, используемого в информационно-измерительном комплексе для обработки сигналов заданных как по вре-мяимпульсной форме, так и кодами.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей измерителя за счет возможности деления кодов.

На фиг. i приведена структурная схема измерителя; на фиг. 2 — структурная схема счетчика результата, на фиг. 3 и 4 — временные диаграммы работы измерителя.

Измеритель (фиг. 1) содержит ключи 1 и 2, элементы И 3 и 4,, элемент

ИЛИ 5, формирователь 6 импульсов, три счетчика 7-9, счетчик ilO результата, коммутатор 11, блок 12 сравнения кодов, генератор 13, вхоцные шины

14 и 15, элементы ИЛИ 16-18, триггер

19, одновибратор 20, элемент 21 задержки, элемент НЕ 22, входные шины

23-25. Счетчик 10 результата (фиг.2) содержит группу 26 декад дробной части, счетчик 27 целой части и элемент ИЛИ 28.

Первые входы ключей 1 и 2 и элемента И 3 подключены к выходу генератора 13, выходы счетчика 10 результата соединены с выходами коммутатора 11, вторые входы ключей 1 и

2 соединены соответственно с первой

14 и второй 15 входными шинами устройства, а выходы — с входами формирователя 6 импульсов, счетный вход первого счетчика 7 соединен с выходом первого ключа 1, а счетные входы счетчиков 8 и 9 объединены, Ф выход первого элемента ИЛИ 5 соединен с входом установки нуля второго счетчика 8, три элемента ИЛИ 16-18, триггер 19, одновибратор 20, элемент 21 задержки, элемент НЕ 22, группы информационных входов счетчиков 7 и 8, выполненные с параллельным занесением, соединены с третьей

23 и четвертой 24 входными шинами устройства, а младшие тетрады информационных входов третьего счетчика

9, выполненного реверсивным, присоедйнены к шине логического нуля устройства, а старшие — к группе выходов счетчика 8, соединенных с группой входов блока 12 сравнения кодов, одновибратора 20, входом элемента

2п 21 задержки и управляющим входом

3g И 4 соединен с входом второго элемен35

4G

45 другая группа входов которого соединена с группой выходов счетчика 7, управляющий вход соединен с выходом триггера и вторым входом первого элемента И 3, а выход с информационным входом коммутатора и первым входом первого элемента ИЛИ 5, второй вход которого соединен с выходом формирователя 6 импульсов, а третий с выходом элемента 21 задержки и первым входом второго элемента И 4, выхоц первого элемента ИЛИ 5 соединен с входом триггера 19, другой вход которого соединен с выходом четвертого элемента ИЛИ 16, а второй выход с входом управления реверсом реверсивного счетчика 9, вход "Занеег сение которого соединен с выходом коммутатора 11, а выход "Переполнение" соЕдинен через элемечт НЕ 22 с вторым входом второго элемента И 4

-и первым входом третьего элемента

ИЛИ 17, другой вход которого соединен с входами Занесение", счетчиков

7 и 8 и пятой входной шиной 26 устройства„ à выход - с входом одновибратора 20, выход второго элемента та ИЛИ il6, другой вхоц которого соединен: с выходом старшего разряда .коммутатора 11, входы элемента

ИЛИ 18 соединены соответственно с выходами первого элемента И 3 и второго ключа 2, а выход со счетным входом счетчика 8.

Кроме того, счетчик 10 результата содержит группу 26 декад дробной части результата, выходы которых образуют группу входов дробной части счетчика результата, счетчик 27 целой части результата и элемент

ИЛИ 28, первый вход которого является входом целой части, счетчика результата„ второй вход соединен с выходом старшей декады группы 26 декад, а выход — с входом счетчика 27 целой части результата.

Коммутатор 11 может быть выполнен на счетчике с встроенным дешифратором (например, на микросхеме

К 564ИЕ9) двоичного кода в позиционный, управляющий элементами И. Блок

12 сравнения кодов может буть выполнен на микросхемах К564ИП2. Формирователь 6 импульсов, вырабатывакнций импульс в момент окончания второго

1226399

15

30

40

50

55 временного интервала, может быть выполнен так же, как в известном устройстве. Счетчики 7-9 могут быть выполнены на микросхемах К564 ИЕ14.

На фиг. 3 приведены следующие обозначения временных диаграмм: В— сигнал на выходе элемента ИЛИ 18, b — сигнал на входной шине 14 устройства, — сигнал на выходе формирователя 6 импульсов, г — сигнал на прямом выходе триггера 19, — сигнал на выходе "Переполнение" счетчика 9, e — сигнал на выходе блока 12 сравнения кодов, — сигнал на выходе одновибратора 20.

На фиг. 4 приведены следующие обозначения временных диаграмм: сигнал "Пуск",на входной шине 25 устройства, — сигнал на прямом выходе триггера 19, Ь вЂ” сигнал на выходе элемента ИЛИ, — сигнал на выходе "Переполнение" счетчика 9, сигнал на выходе блока 12 сравнения кодов.

Измеритель работает следующим образом.

В начальный момент счетчики 7-10 находятся в сброшенном состоянии, триггер 19 в состоянии "0", коммутатор 11 сброшен в начальное состояние, в котором его информационный вход подсоединен к входу целой части счетчика 10 результата, управляющий вход блока 12 сравнения кодов заблокирован нулевым потенциалом с прямого выхода триггера 19, счетчик 9 находится в режиме суммирования, от потенциала высокого урбвня с инверсного выхода триггера.

Дальнейшая работа устройства описана для следующих режимов.

Режим измерения отношения временных интервалов.

В первом измерении предположим

Т, > Т, (фиг. 3). На входную шину 14 приходит интервал Т,, в момент его прихода ключ 1 открывается (фиг.Зб) и на вход счетчика 7 начинают поступать импульсы с генератора 13, на входную шину 15 приходит интервал

Т2, ключ 2 также открывается и импульсы с генератора 13 поступают на входы счетчиков 8 и 9 (фиг. Зб). В . момент окончания интервала Т„ формирователь 6 вырабатывает импульс (фиг. Зв) который сбрасывает счетчик 8 и устанавливает от перехода

"1-0" триггер 19 в состояние "1".

3лок 12 сравнения кодов при этом разблокируется, элемент И 3 открычается и импульсы с генератора 13

«1ачинают поступать на входы счетчиков 8 и 9.,Содержимое счетчика 9 начинает уменьшаться, так как он находится в режиме вычитания (на входе +i находится логический "0"), а счетчика 8 — линейно возрастать.

В момент совпадения кодов счетчиков

7 и 8 на выходе блока сравнения кодов происходит скачок потенциала

"0-1". Потенциал высокого уровня с выхода элемента ИЛИ 5 сбрасывает счетчик 8 в "0", и на выходе блока сравнения кодов устанавливается нулевой потенциал. Сформированный таким образом импульс регистрируется в счетчике 27 целой части результата. Содержимое счетчика 8 продолжает линейно возрастать и в момент следующего совпадения с кодом в счетчике 7 на входе блока 12 сравнения кодов формируется второй импульс и т.д. Деление продолжается до тех пор, пока содержимое счетчика 9 не становится равным "0", в этот момент на выходе "Переполнение" счетчика 9 скачком устанавливается нулевой потенциал (фиг. Зд).

Одновибратор 20 вырабатывает импульс, который производит перезапись с умножением на 10 кода остатка из счетчика 8 в счетчик 9. Такая перезапись происходит потому, что первая тетрада входов счетчика 9 соединена с шиной логического нуля устройства, вторая тетрада входов счетчика 9 соединена с первой тетрадой выходов четчика 8, третья тетрада входов четчика 9 соединена с второй тетра ой выходов счетчика 8 и т.д. Благодаря такой перезаписи происходит умножение кода остатка на 10. Следует отметить, что перезапись может быть осуществлена с умножением на

16, для этого устройство достаточно выполнить на двоичных счетчиках. Импульс с одновибратора производит также переключение коммутатора 11 на следующий диапазон измерения десятых долей результата. При этом выход блока 12 сравнения кодов оказывается подсоединенным к входу декады десятой доли результата группы 26 цекад. Задержанный элементом 21 зацержки импульс сбрасывает счетчик 8 в "0". Дальнейшая работа устройства не отличается от описанной. Содержи;мое счетчика 8 линейно возрастает, 1226399 счетчика 9 — убывает, в момент срав— нения кодов счетчиков 7 и 8 блок сравнения вырабатывает импульс, который поступает в декаду десятой доли результата и сбрасывает счетчик 8 и т.д. В момент перехода счетчика 9 через ноль, от перехода "1-0" на выходе "Переполнение" счетчика 9 срабатывает одновибратор 20, который пе- 10 реключает коммутатор 11 на следующий диапазон измерения сотых долей результата, производит перезапись с умножением на 10 кода остатка в счетчик 9 и с задержкой сброса счетчи- 15 ка 8.

Измерение продолжается до тех пор, пока потенциал высокого уровня с выхода старшего разряда коммутатора не сбросит триггер 19 в "0" н иэ- 20 мерение закончится, Во втором измерении предположим, что Т, < Т . В начале измерения счетчики 7-10 и триггер 19 установлены в состоянии "О", коычутатор 11 поцсоединяет выход блока 12 сравнения к входу целой части счетчика 10 результата. Цепи сброса для упрощения чертежа не указаны.

На шины !4 и 15 устройства прнхо- ЗО дят интервалы Т, и Т, ключи 2 и сткрываются и импульсы с генератора

13 поступают на входы счетчиков 7-9 (фиг. За, б), в результате в счетчиках 8 и 9 оказывается код И(Т ), а в счетчике 7 код й(Т ). В момент окончания интервала И формирователь б вырабатывает импульс (фиг, Зв), который сбрасывает счетчик 8 в "О" и переходом "1-0" устанавливает

40 триггер 19 в "1". Триггер 19 открывает элемент И 3 и разблокирует блок 12 сравнения кодов. Содержимое счетчика 8 начинает возрастать, а счетчика 9 уменьшаться.

В рассматриваемом случае содержимое счетчика 9 переходит через "0" раньше, чем с выхода блока 12 сравнения кодов появляется первый импульс, так как IU (T„) М (Т,) . В момент перехода через "0" счетчика

9 на его выходе "Переполнение" появляется переход "10" (фиг. Зд), одновибратор 20 срабатывает и происходит перезапись с умножением на

10 содержимого счетчика 8 в счетчик

9, а коммутатор 1 1 переключается на следующий диапазон. Содержимое счетчика 8 опять начинает возрастать, а счетчика 9 убывать, и в момент перехода его через "О" происходит перезапись содержимого счетчика 8 с умножением на 10 в счетчик 9, при этом в счетчике 9 оказывается уже первоначальное число N(1; ), умноженное на 100. Коммутатор 11 переключается уже на диапазон измерения сотых долей результата. Такая перезапись продолжается до тех пор, пока число 10"И(Т ) (где = 1, 2, 3...,— число перемножений кода п(Т ) на

10) не становится больше N (T,),ò.å.

10" М(Т ) > М(Т ) . На этом диапазоне с выхода блока 12 сравнения кодов, в момент сравнения кодов счетчиков

7 и 8, на вход соответствующей декады группы 2б декад начинают постунать импульсы.

Дальнейшая работа устройства не отличается от описанной вышее; Измерение заканчивается в момент появления потенциала высокого уровня с выхода старшего разряда коммутато)pa 11.

В процессе работы устройства может возникнуть ситуация, когда код остатка оказывается равным "0", в этом случае в момент занесения в счетчик 9 на выходе "Переполнение" имеется потенциал "0", элемент

НЕ 22 открывает элемент И 4 и задержанный импульс сбрасывает триггер 19 в "О".

Режим измерения отношения кодов.

В начальный момент времени состояние устройства не отличается от описанного. Измерение начинается в момент прихода на шину 25 сигнала

" Пуск" (фиг. 4а). Информация, нахо дящаяся на шинах 23 и 24 устройства, заносится в счетчики 7 и 8. От заднего фронта этого сигнала одновибратор 20 формирует импульс, который производит перезапись с умножением на 1О информации из счетчика 8 в счетчик 9, с некоторой задержкой сброс счетчика 8 и установку триггера 19 s состояние "1". Блок 12 сравнения кодов разблокируется и импульсы с генератора 13 начинают поступать на счетчики 8 и 9. Содержимое счетчика 8 линейно возрастает, счетчика 9 убывает и т.д. Дальнейшая работа устройства не отличается от работы в других режимах. Следует

1226399 обратить внимание на то, что в этом режиме от импульса "Пуск" происходит первоначальное переключение коммутатора 11 на диапазон измерения десятых долей результата, и в счетчик 27 целой части результата поступает частота, деленная на 10. Поэтому результат измерения не оказывается умноженным на 10 из-за первоначального удесятирения делимого.

Формула и з обретения

1. Цифровой измеритель отношения !5 временных интервалов, содержащий два ключа, два элемента И, первый элемент ИЛИ, формирователь импульсов, три счетчика, счетчик результата, входы которого соединены с выходами 20 коммутатора, блок сравнения кодов и генератор импульсов, выход которого соединен с первым входом первого элемента И и первыми входами первого и второго ключей, вторые входы кото- 25 рых соединены соответственно с первой и второй входными шинами измерителя, выход первого ключа соединен со счетным входом первого счетчика и первым входом формирователя 30 импульсов, второй вход которого соединен с выходом второго ключа, счетные входы второго и третьего счетчиков объединены, выход первого элемента KIH соединен с входом установ5. ки нуля второго счетчика, выходы разрядов которого соединены с первой группой входов блока сравнения кодов, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей, в него введены три элемента ИЛИ, триггер, одновибратор, элемент задержки, элемент НЕ, причем третья и четвертая входные шины. измерителя подключены соответственно 45 к группам информационных входов первого и второго счетчиков, а младшие тетрады информационных входов третьего счетчика подключены к Шине логического нуля измерителя, старшие тетрады информационных входов третьего счетчика подключены к группе выходов второго счетчика, выходы первого счетчика соединены с второй группой входов блока сравнения кодов, управляющий вход которого соединен с прямым выходом триггера.и вторым входом первого элемента И, выход которого подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго ключа, а выход — со счетными входами второго и третьего счетчиков, выход переполнения третьего счетчика соединен через элемент НЕ с первым входом второго элемента И и непосредственно с первым входом третьего элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к пятой входной шине измерителя и входам занесения первого и второго счетчиков, а выход подключен через одновибратор к входу занесения третьего счетчика, управляющему входу коммутатора и входу элемента задержки, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И и первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, а третий вход подключен к выходу блока сравнения кодов н входу коммутатора, выход старших разрядов которого соединен с первым входом четвертого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И, а выход— с R -входом триггера, S --вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, а инверсный выход — с входом управления реверсом третьего счетчика.

2. Измеритель по п. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что счетчик результата содержит группу декад дробной части, счетчик целой части и элемент ИЛИ, первый вход которого является- входом счетчика результата, выход подключен к входу счетчика целой части, а второй вход соединен с выходом старшей декады группы декад дробной части, выходы группы декад дробной части являются входами дробной части счетчика результата.

alalalmlml Is

1226399

Редактор Е.Папп

Заказ 2130/4б

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 а б д г д

Составитель Л.Плетнева

Техред И.Попович Корректор Т.Колб

Тираж 398 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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