Устройство для измерения временных интервалов

 

Изобретение относится к импульсной технике. Целью изобретения является повышение помехозащищенности устройства. Для обеспечения этой цели временной интервал, обеспечивающий разрешение приема входного сигнала - строб-импульс, формируется симметрично относительно предполагаемого момента окончания входного сигнала , а длительность строб-импульса пропорциональна измеряемому временному интервалу. Такое формирование, строб-импульса обеспечивает оптимальную помехозащищенность измерения временных интервалов во всем рабочем диапазоне. Повышение достоверности измерений достигается путем автоматической подстройки ширины строба. Устройство содержит формирователи 1 и 3 импульсов начала и конца измеряемого интервала, генератор 2 импульсов , элементы И 4 и 5, делитель частоты 6, элементы ИЛИ 7 и 1I, элемент 8 задержки, счетчик 9 результата измерения , вычитающие счетчики 10 и 13, регистр 12, триггер 14, блок кратности 15, в состав которого входят элемент И 16, счетчик 17 импульсов , дешифратор 18, формирователь 19. На чертеже также показаны входная шина 20, выходные шины: 21 - сигнала в допуске; 22 - кода измеряемого временного интервала, шины: входная 23 - сигнала не в допуске п раз, выходная 24 - сигнала не в допуске, 1 з.п. ф-лы, 1 ил. i (Л ю 4 00 О)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕа 1УБЛИН,.80„„1241186 А1!

Я)4 С04 F 1 0

ВСЕСОЮЯн Ф.

Оп

ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 13;, БИБ. 1ИОТЫА

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3783897/24-21 (22) 24,08.84 (46) 30.06.86. Вюл, В 24 (71) Центральное конструкторское бюро гидрометеорологического приборостроения (72) В.И. Тимофеев, JJ.П. Лукина и Г,С. Рыбин (53) 681.317(088.8) (56) Гитис Э.И. Преобразователи информации для электронных цифровых вычислительных устройств. М.: Энергия, !975, с.236, рис.6-1.

Авторское свидетельство СССР

У 845139, кл. G 04 Р 10/04, 1 979 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕНllblX ИНТЕРВАЛОВ (57) Изобретение относится .к импульеной технике, Целью изобретения является повышение помехозащищенности устройства. Для обеспечения этой цели временной интервал, обеспечиваюаий разрешение приема входного сигнала — строб-импульс, формируется симметрично относительно предполагаекого момента окончания входного сигнала, а длительность строб-импульса. пропорциональна измеряемому времен-. ному интервалу. Такое формирование строб-импульса обеспечивает оптимальную помехозащищенность измерения временных интервалов во всем рабочем диапазоне. Повышение достоверности измерений достигается путем автомати" ческой подстройки ширины строба. Устройство содержит формирователи 1 и

3 импульсов начала и конца измеряемого интервала, генератор 2 импульсов, элементы И 4 и 5, делитель частоты 6, элементы ИЛИ 7 и 11, элемент

8 задержки, счетчик 9 результата измерения, вычитающие счетчики 10 и

13, регистр 12, триггер 14, блох кратности 15, в состав которого входят элемент И 16, счетчик 17 импуль" сов, дешифратор 18, формирователь 19.

На чертеже также показаны входная шина 20, выходные шины: 21 - сигнала в допуске; 22 - кода измеряемого вре" менного интервала, шины: входная 23 сигнала не в допуске и раз, выходная 24 — сигнала не в. допуске. 1 э,п. ф-лы, 1 ил.

12411 36

Изобретение относится к импульсной технике.

Целью изобретения является повышение помехозащищенности устройства, На чертеже представлена функциональная блок-схема устройства для измерения временных интервалов °

Устройство содержит формирователь

1 Йюрмирует импульс начала измеряемого интервала), генератор 2 импуль- 1О сов, формирователь 3 (формирует импульс конца измеряемого интервала), элементы И 4 и 5 делитель частоты

6, элемент ИЛИ 7, элемент задержки

8, счетчик 9 результата измерения, вычитающий счетчик 10, элемента ИЛИ

11, регистр 12, вычитающий счетчик

13, триггер 14, блок кратности 15, в состав которого входят элемент И 16 счетчик 17 импульсов, дешифратор 18, формирователь 19, входную шину устройства 20, выходную шину 2! сигнала в допуске, выходную шину 22 кода измеряемого временного интервала, выходчую шину 23 сигналя не в допуске 25 и раз и выходную шину 24 сигнала.не в допуске, Входная шина 20 устройства соединена с входами формирователей 1, 3 и первым входом элемента И 4, выход которого подключен к входу делителя частоты 6, первый и второй выходы которого соединены с вычитающими вхо,цами соответственно счетчиков 10 и

13, выход элемента И 4 соединен также с суммирующим входом счетчика 9 результата, выходы которого подкгпачены к установочным входам регистра 12 и шине 22 кода измеряемого временного интервала, синхронизируюший вход регистра 12 соединен с входом элемента задержки 8, первым входом блока кратности 15 и с выходом элемента

ИЛИ 7, первый вход которого подключен к первому выходу блока кратности и шине 23, а второй вход соединен с шиной 21 и выходом элемента И 5, первый вход которого подключен к выходу формирователя 3 и второму входу блока кратности, а второй вход соединен с прямыы выходом триггера 14, R- u Sвходы которого подключены к выходам

"Меньше или равно нулю" соответственно счетчиков 10 и 13 синхронизирующие входы которых объединены и попключены к второму К-входу триг.гера 14 и выходу элемента ИЛИ

11, а информационные входы соединены с выходами регистра 1, 2, причем. второй вхоц элемента И 4 соединен с выходом генератора 2, а инверсный выход триггера 14 подключен к третьему входу блока кратности, выход элемента задержки 8 соединен с первым входом элемента ИЛИ 11, второй вход которого подключен ко второму выходу блока кратности и шине 24, а выход формирователя 1 соединен с входом установки в ноль счетчика 9, В блоке кратности первый и второй входы элемента И !6 подключены ко второму и третьему входам блока соответственно, а выход соединен с вто рым выходом блока кратности и со счетным входом счетчика 17 вход обнуления которого соединен с первым входом блока, а выход через дешифратор 18 и формирователь 19 подключен к первому выходу блока кратности.

Работа устройства в режиме измерения временных интервалов осуществляется следующим образом, В исходном состоянии счетчики 10, .

13 и 17 обнулены, а триггер 14 должен быть установлен в состояние "1".

Измерение временного интервала начинается по импульсу-начала измерения, который формируется из входного сигнала формирователем 1 и поступает на R-вход счетчика 9, устанавливая его в нуле"ое состояние ° Входной сигнал поступает на первый вход элемента И 4, разрешая прохождение импульсов тактовой частоты Й с выхода генератора 2 на суммирующий вход счетчика 9 и на вход делителя частоты 6, который формирует импульсы с частотами К„, 1 . Таким образом, по импульсу начала измерения начинается счет импульсов тактовой частоты счетчиком 9 и в момент окончания временно-го интервала Т,„ в последнем будет подсчитано количество импульсов N .

Я„:= Т

По заднему фронту входного импульса формирователем 3 формируется импульс конца измерения, который поступает на первый вход элемента И 5, на второй вход которого подается отпирающий уровень с прямого выхода триг" гера 14. С выхода элемента И 5 импульс конца измерения через элемент

ИЛИ 7 поступает на тактовый вход pe" гистра 12, обеспечивая ввод значения кода числя N из счетчика 9 в регистр

1?, Кроме того, импульс конца измере3 l24l ния,с выхода элемента ИЛИ 7 поступает на вход обнуления счетчика 17 блока кратности 15, устанавливая его в нулевое состояние.

Одновременно импульс конца измере- 5 ния с выхода элемента ИЛИ 7 через элемент задержки 8 и элемент ИЛИ !1 поступ пает на тактовые входы счетчиков;

10 и 13, обеспечивая запись в них значения кода числа Ni с выходов ре" 10 гистра 12, и на R-вход триггера 14, переключая его в нулевое состояние °

На этом первый цикл измерения заканчивается. В результате первого цикла измерения на выходной шине 22 формируется код измеренного значения временного интервала, Второй цикл измерения начинается также по импульсу начала измерения, Отличие заключается в том, что из вычитающих счетчиков 10 и 13, в которых был записан код числа И,!, начинают вычитаться импульсы с частотами соответственно f> и f< (причем 25

f ) f > f ). Если на выходе счетчика 1 3 появится сигнал "Меньше или равно нулю", то триггер 14 устанавливается в состояние "1", в результате чего на второй вход элемента

И 5 подается разрешение на прохождение импульса конца измерения, Триггер 14 будет находиться в единичном состоянии до тех пор, пока не появит" . ся сигнал на выходе "Меньше или рав но нулю" счетчика 10, в результате чего

35 на второй вход элемента И 5 будет подан запрещающий потенциал, Таким образом, прохождение импульса конца измерения с выхода формиро- 40 вателя 3 через элемент И 5 разрешается только в интервале между сигналами "Меньше или равно нулю" с выхо- дов счетчиков 10 и 13, т.е..в предпола гаемый временной интервал приема . 45 (строб), Величина строба (предполагаемого временного интервала приема относительно измеренного значения временного интервала) обеспечивается выбором частот f и 50

Если импульс конца измерений попадает в сформированный строб, то работа устройства происходит аналогично вьппеописанному, в регистр 12 и счетчик 10 и 13 записывается. новое 55 значение временного интервала, на выходной. шине 2! формируется сигнал

"Входной сигнал в допуске"..

186 4 .Очередные циклы измерения осуще-. ствляются аналогично, Времена обнуления t< и t<> счетчиков !О и 13 Q равны

4о уитьщая, что N4 - Т4 Ео

Т fo

3Ф и

Т fo

Е

f u f выбираютЗначения частот ся из соотношения

fa и f4 1 «6

f а

+4 Е1о - Т (1 + 1) и Й Т1 (1 -а), Таким образом, строб начинается раньше момента предполагаемого окончания входного сигнала, а заканчивается позже момента предполагаемо- го окончания входного сигнала, Величину выбирают исходя из возможного изменения величины измеряемого временного интервала между двумя циклами измерения.

Если входной сигнал не попадает в сформированный строб, когда подается разрешение на элемент И 5 (входной сигнал искажен помехой или произошла потеря входного сигнала); то импульс конца измерений с выхода формирователя 3 не пройдет через элемент

И 5. Это свидетельствует о том, что величина входного временного интервала не в допуске (больше или мень- . ше ), В этом случае импульс конца измерения с выхода формирователя 3, через элемент И 16, на второй вход которого подано разрешение с инверсно" го выхода триггера 14, поступает на выходную шину 24 и на суммирующий. вход счетчика 17, Кроме того, импульс с выхода элемента И 16 через элемент ИЛИ 11 поступает на синхронизирующие входы счетчиков 10 и 13, переписывая в них предыдущее (а не новое) значение кода Nq с выходов регистра 12, и подтверждает нулевое состояние триггера 14.

Устройство подготовлено к очередному циклу измерения, однако в слугде 2д — относительная величина строба — временного интервала, в которомразрешен прием входных сигналов. 4

С учетом изложенного величины Е„ и fq5 определяются

1241186 чае неоднократного непопадания входного сигнала в сформированный строб считается, что входной сигнал недостоверен и,при обработке результатов следующих циклов измерения для формирования строба используется значение кода М.1, которое считается достоверным, При и--кратном непопадании входного 10 сигнала в сформированный строб на выходе дешифратора 18, входами соединенного с выходами счетчика !7, появляется сигнал, который поступает на вход формирователя 19, который формирует сигнал "Входной сигнал и раз не в допуске", поступающий на выходную шину 23 и на вход элемента ИЛИ

7, дублируя сигнал с выхода элемента

И 5 "Входной сигнал в допуске".

Таким образом, при и-кратном непоцадании входного сигнала в сформированный строб делается вывод о том, что значение входного временного интервала достоверно (несмотря на то, что оно значительно отличается от предыдущих значений временных интервалов) и для использования в следующих циклах измерения используется новое значение временного интервала, Импульс с выхода элемента ИЛИ 7, по которому в регистр 12 записывается текущее .значение временного интервала, которое считается достоверным, поступает на вход обнуления счетчика

17 блока кратносги 15, подготавливая его к следующему циклу измерения °

Последующие измерения временных интервалов осуществляются аналогично, Особенность измерения временных

40 интервалов с использованием изобретения заключается в том, что временной интервал, обеспечивающий разрешение приема входного сигнала (стробимпульс), формируется симметрично

4 относительно предлагаемого (заданного)момента окончания входного сигнала„ а длительность строба пропорциональна измеряемому временному ин- тервалу. Такое формирование строба 50 позволяет обеспечить оптимальную помехозащищенность измерения временных интервалов во всем диапазоне измерения, так как ширина строба автоматически подстраивается при изменении длительности измеряемых временных интервалов. 3а счет этого повьппается помехозащищенность измерения, Заданная кратность непопадания временного интервала в строб-импульс изменяется с помощью дешифратора 18.

Б случае необходимости формирования строб-импульса при каждом измерении значения временного интервала, которое считается достоверным, на второй вход элемента ИЛИ 7 необходимо подать сигнал с выходной шины 24, а не с шины 23 ° В этом случае повьппение достоверности достигается за счет автоматической подстройки ширины строба, Формула и з о б р е т е н и я

1, Устройство для измерения времен- ных интервалов, содержащее первый фор.мирователь, вход которого соединен с входной шиной устройства, генератор импульсов и счетчик результата измерения, о т л и ч а ю щ е е с и тем, что, с целью ловьппения помехозащищенности, в него дополнительно введены регистр, два вычитающих счетчика, триггер, блок кратности, два элеменга И, формирователь, два элемента

ИЛИ, элемент задержки, делитель частоты, первый и второй выходы которого соединены соответственно с вычитающими входами первого и второго вычитающих счетчиков, а вход подключен к выходу первого элемента И и к счетному входу счетчика результатов., вход обнуления которого подключен к выходу первого формирователя, а выходы соединены с информационными входами регистра, вход синхронизации регистра подключен к входу элемента задержки, к первому входу блока кратности и к выходу первого элемента

ИЛИ, первый вхоц которого соединен с первым выходом блока кратности, а второй вход подключен к выходу второго элемента И, первый вход которого соединен с выходом второго форми-. рователя и с вторым входом блока кратности, а второй вход подКлючен к прямому выходу триггера, R- u Sвходы которого подключены соответственно к выходам первого и второго вычитающих счетчиков, синхронизирующие входы которых соединены с вторым R-входом триггера и с выходом второго элемента ИЛИ, а информационные входы вычитающих счетчиков соединены с выходами регистра, причем

124 1186

Составитель Ю. Шишкин

Техред О.Сопко Корректор А. Зимокосов

Редактор N. Бандура

Заказ 3486/41 Тираж 398 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 первый вход первого элемента И соединен с входами обоих формирователей, а второй вход соединен с выходом генератора импульсов, инверсный выход триггера подключен к третьему входу блока кратности, а выход элемента задержки соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к второму выходу бло- 1О ка кратности, 2, Устройство по п.1, о т л и ч ам щ е е с я тем, что блок кратности содержит счетчик импульсов, дешифратор, формирователь, элемент И, первый и второй входы которого соединены

1 соответственно с вторым и третьим входами блока кратности, а выход соединен с вторым выходом блока кратности и со счетным входом счетчика импульсов, вход обнуления которого соединен с первым входом блока кратности, а выходы через последовательно соединенные дешифратор и форми.рователь соединены с первым выходом блока кратности.