Измеритель интервалов времени между серединами импульсов

 

Изобретение относится к электронным устройствам для измерения интервалов времени с использованием счетных импульсов и является дополнительным изобретением к авторскому свидетельству № 892411. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей известного измерителядостигается за счет представления результата измерения в виде пачки импульсов с указанием на отдельном выходе знака, причем число импульсов в пачке пропорционально абсолютному значению интервала между серединами измеряемых импульсов. Измеритель содержит генератор 1 тактовых импульсов , триггеры 2-4, логические элементы (ЛЭ) И 5-11 ЛЭ ИЛИ 12-15, логический блок 16 с входами 17-20 и выходами 21 - 25, счетчик 26 с суммирующим 27 и вычитающим 28 входами, выходом 29 переполнения и выходом 30 заема, D-триггеры 31 и 32, шины установки на «О 33, выходную информационную 34, входную 35 знака измерителя . Логический блок, схема которого приводится в описании изобретения, содержит дешифратор, три инвертора и два ЛЭ И-НЕ, 2 с.п. ф-лы, 4 ил. Ш (Л N9 to 00 о О) 4 ГО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1228064 А 2 (д1) 4 б 04 F 10/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 892411 (21) 3772548/24-21 (22) 12.07.84 (46) 30.04.86. Бюл. № 16 (71) Московский ордена Трудового Красного

Знамени физико-технический институт (72) В. П. Псурцев, А. П. Дианов и Н. Н. Щелкунов (53) 621.317.77 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 892411, кл. G 04 F 10/04, 1980. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ИНТЕРВАЛОВ ВРЕМЕНИ МЕЖДУ СЕРЕДИНАМИ ИМПУЛЬСОВ (57) Изобретение относится к электронным устройствам для измерения интервалов времени с использованием счетных импульсов и является дополнительным изобретением к авторскому свидетельству № 892411. Цель изобретения — расширение функциональиых возможностей известного измерителя— достигается за счет представления результа та измерения в виде пачки импульсов с указанием на отдельном выходе знака, причем число импульсов в пачке пропорционально абсолютному значению интервала между серединами измеряемых импульсов. Измеритель содержит генератор 1 тактовых импульсов, триггеры 2 — 4, логические элементы (ЛЭ) И 5 — 11 ЛЭ ИЛИ 12 — 15, логический блок 16 с входами 17 — 20 и выходами 21—

25, счетчик 26 с суммирующим 27 и вычитающим 28 входами, выходом 29 переполнения и выходом 30 заема, D-триггеры 31 и

32, шины установки на «О» 33, выходную информационную 34, входную 35 знака измерителя. Логический блок, схема которого приводится в описании изобретения, содератит дешифратор, три ииаертора и даа

ЛЭ И вЂ” НЕ, 2 с.п. ф-лы, 4 ил.

С:

1228064

Изобретение относится к электронным устройствам для измерения интервалов времени с использованием счетных импульсов.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей известного измерителя за счет представления результата измерения в виде пачки импульсов с указанием на отдельном выходе знака, причем число импульсов в пачке пропорционально .абсолютному значению интервала между серединами измеряемых импульсов:

На фиг. 1 приведена структурная схема измерителя; на фиг. 2 — схема логического блока; на фиг. 3 и 4 — временные диаграммы работы устройства для двух из шести возможных положений измеряемых импульсов, при которых в процессе измерения происходят перепсинения счетчика и получаются разные знаки результатов измерения.

Измеритель интервалов времени между серединами импульсов содержит генератор

1 тактовых импульсов, триггеры 2 — 4, элементы. И 5 — 11, элементы ИЛИ 12 — 15, логический блок 16 с входами 17 — 20 и выходами 2! — 25, счетчик 26 с суммирующим 27 и вычитающим 28 входами, выходом 29 переполнения и выходом 30 заема, D-триггеры

31 и 32, шина ЗЗ установки в «О», информационная выходная шина 34, выходная шина 35 знака измерителя. Логический блок 16 содержит дешифратор 36, инверторы 37 — 39 и элементы И вЂ” HE 40 и 41.

В измерителе первая входная шина подключена к первому входу 17 логического блока 16 и синхровходу первого триггера

3, выход которого соединен с вторым входом 18 логического блока 16, первый 21, второй 22, третий 23 и четвертый 24 выходы которого соединены с первыми входами соответственно элементов И 6 — 9, выходы элементов И 6 и 7 подключены к первому и второму входами элемента ИЛИ 12, выход которого подключен к суммирующему входу счетчика 26 и одному из входов элемента ИЛИ 15, второй вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ 13 и вычитающим входом счетчика 26, выходы разрядов которого через элемент ИЛИ 14 подключены к вторым входам элементов И 5 и 10, выходы которых соединены с третьими входами соответственно элементов ИЛИ 12 и 13, первый и второй входы последнего соединены с выходами соответственно элементов И 8 и 9, выход генератора 1 подключен к синхровходу триггера 2, вторым входом элементов И 6 и 9 и третьим входам элементов И 5 и 10, первые входы которых обьединены и подключены к пятому выходу 25 логического блока 16, первому входу элемента И 11 и синхровходу

0-триггер а 32, информ ационн ый вход которого соединен с четвертым входом элемента И 5 и прямым выходом D-триггера 31, инверсный выход которого подключен к четвертому входу элемента И 10, выход триггера 2 соединен с вторыми входами элементов И 7 и 8, выход элемента ИЛИ 15 соединен с вторым входом элемента И 11, выход которого подключен к шине 34, шина 35 измерителя соединена с прямым выходом D-триггера

32, шина 33 установки в «О» измерителя соединена с установочными входами триггеров 3 и 4, счетчика 26 и входом синхронизации

0-триггера 31, вторая входная шина измерителя соединена с входом синхронизации

10 триггера 4 и третьим входом логического блока 16, четвертый вход которого подключен к выходу триггера 4.

В логическом блоке 16 входы 17 — 20 являются входами дешифратора 36,первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно с первым входом элемента И†HE 40, входом инвертора 37 и первым входом элемента 41, выходы которых являются соответственно выходами 21, 22 и 23 блока 16, четвертый и пятый выходы дешифратора подключены ко вторым входам элементов И вЂ” НЕ 40 и 41, шестой и седьмой выходы дешифратора через инверторы соответственно 38 и 39 соединены с выходами

24 и 25 логического блока 16.

На фиг. 3 и 4 приняты следующие обозначения: а — импульс установки в «0» на шине 33 измерителя (фиг. 1); б — первый измеряемый импульс на входе 17 логического блока 16; в — второй измеряемый импульс на входе 19 логического блока 16; г — тактовые импульсы на выходе генератора 1; д импульсы на выходе триггера 2; е — импульсы на выходе 25 логического блока 16; ж, з— импульсы соответственно на суммирующем и вычитающем входах 27 и 28 счетчика 26; и — диаграмма состояния счетчика 26; к— импульс на выходе элемента ИЛИ 14; л, м—

35 импульсы соответственно на выходах 29 и 30 переполнения и заемма счетчика 26; н импульс на прямом выходе D-триггера 31; о — пачка импульсов на выходе 34 элемента И 11 (информационной выходной шине

4о 34 измерителя).

Для пояснения принципа работы устройства пусть входам 18 — 20 логического блока

16 соответствуют веса 1, 2, 4, 8, тогда его состояние можно характеризовать целым числом, которое может принимать значения:, 4 О, 1, 2, 4, 5, 6, 9 и 10. Например, пусть вначале приходит импульс на вход 17, а затем, не перекрывая его, импульс на вход 19. Тогда на входах 18 — 20 формируется следующая последовательность входых наборов: (0000), 50 (1000), (0100), (0110) и (0101). Эти наборы соответствуют последовательности состояний, характеризующихся числами: О, 1, 2, 6, 10. Состояние 10 входов 17 — 20 логического блока 16 получается после спада последнего из измеряемых импульсов. До этого момен та устройство работает точно так же, как и известное, а именно в зависимости от взаимного расположения измеряемых импульсов возможно шесть последовательностей состояний входов 17 — 20 логического блока 16: О, 1, 1228064

2, 6, 10; О, 1, 5, 6, 10; О, 1, 5, 9, 10; О, 4, 8, 9, 10;

О, 4, 5, 9, 1 О; О, 4, 5, 6, 1 О.

Первые три последовательности соответствуют случаям, когда первый импульс (на входе 17) появляется раньше второго (на входе 19), причем в первой последовательности они не перекрываются, во второй— перекрываются, а в третьей — второй импульс спадает раньше первого. Диаграммы б и в на фиг. 3 соответствуют третьей последовательности. Остальные три последовательности аналогичны первым трем с той разницей, что второй импульс появляется раньше первого. Диаграммы б и в на фиг. 4 соответствуют шестой из приведенных последовательностей состояний. Состояние «О» входов логического блока 16 соответствует режиму ожидания измеряемых импульсов после установки измерителя по входу 33. В этом состоянии, а также в состоянии д, когда импульсы на входах 17 и 19 перекрываются, на всех выходах 21 — 24 и 25 логического блока 16 имеется потенциал логического нуля, поэтому все элементы И 5 — 10 оказываются закрытыми, и ни на один из входов счетчика 26 не поступают импульсы. В состояниях 1 и 6 логическая единица имеется только на выходе

22 логического блока 16, поэтому импульсы с выхода триггера 2 через элемент 7 И и элемент 12 ИЛИ поступают на суммирующий вход 27 счетчика 26. В состояниях г и д логическая единица имеется только на выходе

23 логического блока 16, при этом импульсы с выхода триггера 2 через элемент 8 И и элемент 13 ИЛИ поступают на вычитающий вход 28 счетчика 26. В состояниях б и з логическая единица имеется соответственно только на выходе 21 или 24, в результате чего импульсы генератора 1 через элементы 6 И и 12 ИЛИ через элементы 9 И и 13 ИЛИ поступают соответственно на суммирующий

27 или вычитающий 28 входы счетчика 26.

После спада последнего импульса на входах

17 и 19 логического блока 16 в счетчике 26 содержится значение временного интервала между серединами импульсов, представленное в двоичном дополнительном коде (пунктир на диаграммах и фиг. 3 и 4); в данном измерителе число на счетчике после спада последнего из измеряемых импульсов не сохраняется, а досчитывается до нуля. Направление досчета определяется состоянием второго D-триггера 31, который благодаря соединению информационного входа с общей шиной импульсом установки по входу синхронизации устанавливается в «О», а затем в процессе измерения импульсами переполнения или заема с выходов 29 и 30 счетчика 26 по асинхронным входам записи нуля и единицы переключается так, что в момент спада последнего из измеряемых импульсов его состояние однозначно определяет знак результата измерения и направление досчета. Логическая единица на прямом выходе этого триггера соответствует отрицательному знаку ре50

55 ческого блока 16.

Формула изобретения

1. Измеритель интервалов времени между серединами импульсов по авт. св. № 892411, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены пятый, шестой и седьмой элементы И, третий и четвертый элементы ИЛИ зультата измерения и увеличению числа на счетчике при досчете, а логический ноль— положительному знаку и уменьшению числа на счетчике при досчете. После завершения досчета второй 0-триггер 31 оказывается в состоянии «О» независимо от знака результата измерения, поэтому для сохранения информации о знаке состояние второго D-триг.гера 31 фронтом импульса с дополнительного выхода 25 логического блока 16 пере10 писывается на первый D-триггер 32. Для этого информационный вход первого D-триггера 32 соединен с прямым выходом второго

D-триггера 31, а вход синхронизации — с дополнительным выходом 25 логического блока 16.

Соединение дополнительного выхода 25 логического блока 16 с первыми входами элементов И 5 и 10 обеспечивает при досчете подачу тактовых импульсов через один из этих элементов и соответственно через один из 12 или 13 элементов ИЛИ на суммирующий 27 или вычитающий 28 входы счетчика 26. Направление передачи тактовых импульсов (к суммирующему или вычитающему входом счетчика) определяется связями вторых входов элементов 5 и 10 И с выходами второго D-триггера. Соединение третьих входов элемента 5 и 10 с выходом элемента ИЛИ 14 обеспечивает прекращение досчета, когда содержимое счетчика 26 становится равным нулю. Входы четвертого элемента

14 ИЛИ соединяются с выходами всех разрядов счетчика, поэтому на выходе этого элемента появляется потенциал логического нуля, запирающий пятый 5 и шестой 10 элементы И, только при потенциале логического нуля на выходах всех разрядов счетчика 26, т. е. когда его соедржимое равно нулю.

Соединение входов элемента И 11 с выходом

25 логического блока 16 и с выходом третьего 15 элемента ИЛИ, входы которого соединены с входами 27 и 28 счетчика 26, обеспечивает то, что на выходе этого элемента

40 11, являющегося информационной выходной шиной 34 измерителя, появляется пачка импульсов только при досчете, причем число импульсов в пачке пропорционально интервалу времени между серединами измеряемых импульсов.

4> В предлагаемом, как и в известном, измерителе результат измерения можно получить в дополнительном двоичном коде, если считать содержимое счетчика 26 фронтом импульса с дополнительного 25 выхода логи1228064

Фиг.2 и два D-триггера, причем дополнительный выход логического блока соединен с входом синхронизации первого D-триггера и с первыми входами пятого, шестого и седьмого элементов И, второй вход последнего из которых соединен с выходом третьего элемента

ИЛИ, первый и второй входы которого соединены соответственно с суммирующим и вычитающим входами счетчика, выходы разрядов которого соединены с входами четвертого элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторыми входами пятого и шестого элементов И, третьи входы которых соединены с выходом генератора тактовых импульсов, а выходы — третьими входами первого и второго элементов ИЛИ соответственно, четвертый вход пятого элемента И соединен с прямым выходом второго D-триггера и информационным входом первого D — триггера, выход которого является выходной шиной знака измерителя, четвертый выход шестого элемента И подключен к инверсному выходу второго D-триггера, первый и второй установочные входы которого соединены соответственно с выходами переполнения и заема счетчика, информационный вход второго

D-триггера подключен к общей шине измерителя, шина установки в «О» которого подключена к синхровходу второго D-триггера, а информационным выходом является выход седьмого элемента И.

2. Измеритель по п. 1, отличающийся тем, что логический блок содержит дешифратор, три инвертора и два элемента И вЂ” HE причем входы логического блока являются входами дешифратора, первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно с первым входом первого элемента

И вЂ” HE, входом первого инвертора и первым

15 входом второго элемента И вЂ” НЕ выходы ко1 торых являются соответственно первым, вторым и третьим выходами логического блока, четвертый и пятый выходы дешифратора соединены с вторыми входами соответственно первого и второго элементов И вЂ” НЕ, шеср11 той и седьмой выходы дешифратора соответственно через второй и третий инверторы соединены с четвертым и пятым выходами логического блока.

1228064

Фиг.л юг.4

Редактор К. Волощук

Заказ 2006/47

Составитель Л. Плетнева

Техред И. Верес Корректор М. Самборская

Тираж 398 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4