Устройство для вычисления отношения временных интервалов

 

Изобретение относится к автома-J тике и вычислительной технике. Цель изобретения - повышение быстродействия и расширение области применения за счет обработки частотно-импульсных и кодовых сигналов. Устройство для вычисления отношения временных интервалов содержит схему 1 сравнения кодов, четьфе счетчика 2, 3, 17 и 24, шесть элементов И 5-7, 14, 19, 26, пять элементов ИЖ 11,

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК д114 С 06 G 7/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ.f0

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3801734 /24-24 (22) 11. 10. 84 (46) 30.01.87. Бюл. Р 4 (71) Специальное конструкторское бюро геофизического приборостроения Ин.ститута геологии AH АЗССР (72) P.À.Топельберг и А.А.Кравцов (53) 681.335(088.8) . (56) Авторское свидетельство СССР

- У 881744, кл. С 06 F 7/68, 1980.

Авторское свидетельство СССР

У 991440, кл. G 06 С 7/16, 1981.

Авторское свидетельство СССР

0 1104538, кл. G 06 G Z/16, 1983, 13

12

32

ЯО,» 1287191 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ OTHQШЕНИЯ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ (57) Изобретение относится к автома- тике и вычислительной технике. Цель изобретения — повышение быстродействия и расширение области применения за счет обработки частотно-импульсных и кодовых сигналов. Устройство для вычисления отношения временных интервалов содержит схему 1 сравнения кодов, четыре счетчика 2, 3, 17 и 24, шесть элементов И 5-7, 14, 19, 26, пять элементов ИЛИ 11, 12871

16, 21, 27 и 30, элемент ИЛИ-НЕ 15, одновибратор 22, элемент 23 задержки, элемент НЕ 25, группу 28 элементов И и счетчик 29 результата. Расширение области применения обеспечивается реализацией следующих режимов работы: деление друг на друга временных интервалов Т и Т> приходящих на входы

9, 10 устройства, деление числа импульсов F, F, статистически неравномерно распределенных во времени и

91 поступающих на входы 12, 32 за время измерения, деление кодов, поступающих на входы 18, 31 устройства, деление временного интервала Т на число импульсов F и деление числа импульсов

F на временной интервал. Повышение быстродействия достигается за счет исключения необходимости заполнения счетчика 2 импульсами пониженной час тоты при вычислении дробной части отношения. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может найти применение, в частности, в информационно-измерительных комплексах и устройствах для обработки информации, 5 представленной во времяимпульсной форме, а также в виде кодов или неравномерно распределенных во времени последовательностей импульсов.

Цель изобретения — повышение быст-10 родействия и расширение области приМенения путем обработки частЪтно-импульсных и кодовых сигналов. На фиг.1 изображена блок-схема устройства для вычисления отношения временных интервалов, на фиг.2 — схема счетчика результата; на фиг.3-8временные диаграммы работы устройства.

Устройство (фиг. 1) содержит схему

1 сравнения кодов, первый и второй счетчики 2 и 3, генератор 4 импульсов, первый, второй и третий элементы

И 5,,6 и 7, триггер 8, первый и вто- 25 рой времяимпульсные информационные входы 9 и 10 устройства, первый элемент ИЛИ 11, первый частотно-импульсный информационный вход 12 устройства, вход 13 интервала измерения уст- 30 ройства, четвертый элемент И 14, элемент ИЛИ-НЕ 15, второй элемент ИЛИ

16, третий счетчик 17, первый кодовый информационный вход 18 устройства, пятый элемент И 19, вход 20 запуска устройства, третий элемент ИЛИ

21, одновибратор 22, элемент 23 задержки, четвертый счетчик 24, элемент

НЕ 25, шестой элемент И 26, четвертый

\ 2 элемент ИЛИ 27, группу 28 элементов

И, счетчик 29 результата, пятый элемент ИЛИ 30, второй кодовый 31 и второй частотно-импульсный 32 информационные входы устройства.

Счетчик 29 результата (фиг.2) содержит счетчик 33 целой части результата, элемент ИЛИ 34 и группу 35 декад дробной части результата.

Схема 1 сравнения кодов может быть выполнена на микросхемах К564ИП2.

Счетчики 2, 3, 17 могут быть выполнены на микросхемах К564ИЕ14, Счетчик

24 может быть выполнен со встроенным дешифратором двоичного кода в позиционный, например на микросхеме

К564ИЕ9.

На фиг.3 и 4 приняты следующие обозначения временных диаграмм: а— сигнал на входе 10 устройства; б сигнал на входе 9 устройства; в— сигнал на входе 13 устройства, г —сигнал на выходе элемента ИЛИ 27; д — сигнал на выходе элемента ИЛИ 16;

1е — сигнал на выходе схемы 1 сравнения кодов; ж — сигнал на выходе одновибратора 27; з — сигнал на выходе триггера 8", и — сигнал на выходе элемента И 5.

На фиг.5 и 6 приняты следующие обозначения временных диаграмм: а— сигнал на входе 32 устройства; б— сигнал на входе 12 устройства. Эпюры сигналов в, r, д, е, ж, q, и снимаются с тех же элементов, что и на" фиг.3.

12871 91

° На фиг.7 приняты следующие обозначения временных диаграмм: а ,сигнал на входе 12 устройства, б сигнал на входе 10 устройства. Эпюры сигналов в, г, д, е, ж, з, и снимаются с тех же элементов, что и на фиг.3 и 4.

На фиг.8 приняты следующие обозначения: а — сигнал на входе 9 устройства; б — сигнал на входе 32 устройства. Эпюры сигналов в, r, д, е, ж, з, и снимаются с тех же элементов, что и на фиг.3-5.

Устройство работает в нескольких режимах, осуществляя деление временных интервалов Т и Т, приходящих

-г на входы 9 и 10 устройства, деление числа импульсов Р, F, статистически неравномерно распределенных во времени, приходящих на входы 12 и 32 за время измерения Т„ „, деление кодов, находящихся на входах 18 и 31 устройства, деление временного интервала Т> на число F< импульсов неравномерной последовательности и деление числа F

2 импульсов неравномерной последовательности на временной интервал Т .

Измерение отношения временных интервалов Т, и Т (Т Тг).

В начале измерения счетчики 2, 3, 17, 24, 29 и триггер 8 установлены в состояние "О", причем счетчик 24, выполненный с BcT îåííûì дешифратором, подключает через первый элемент

И группы 28 выход схемы 1 сравнения кодов к входу счетчика 33 целой. части результата (фиг.1 и 2). Временной интервал Т приходит на вход 10 устрой1 ства, а временной интервал Т вЂ” íà 40 вход 9. Элементы И 6, И 7 открывают-.. ся, и импульсы с генератора 5 начинают поступать на входы счетчиков 2 и

3, содержимое которых линейно возрастает. На выходе схемы сравнения кодов4 находится нулевой потенциал, поскольку стробирующий вход схемы сравнения кодов заблокирован логическим "О" с выхода элемента ИЛИ-НЕ 15 (фиг.Зг,е).

В момент окончания интервала Т схема сравнения кодов разблокируется и на выходе появляется потенциал "1", который через элемент ИЛИ 21 сбрасывает счетчик 2 в "О™, при этом равенство кодов на входах схемы 1 сравне-. 55 ния кодов нарушается и на выходе схемы сравнения кодов опять устанавливается нулевой потенциал; Сформированный таким образом импульс записывается в счетчике 33 целой части результата (фиг.3,ж). Это означает, что в интервал Т уложился один интервал Т . Содержимое счетчика 2 продолжает линейно возрастать, до тех пор пока код в нем не сравнивается с кодом N(T ) = Т - Fo (где Р— частота генератора 4), хранимым в счетчике 3. В этот момент на выходе схе :мы 1 сравнения кодов появляется потенциал "1", который устанавливает счетчик 2 в "О". На выходе схемы сравнения кодов появляется в момент обнуления счетчика 2 нулевой потенциалг так как равенство кодов на входах схемы 1 сравнения кодов нарушилось.

Сформированный таким образом импульс поступает на вход счетчика 33 целой. части результата. Это означает, что в интервал Т> еще раз уложился интервал Т и т.д. В момент окончания интервала Т на выходе элемента ИЛИ

-г

11 возникает перепад потенциала "1-0" и одновибратор 22 формирует импульс, который переводит, устройство к вычислению дробной части отношения (фиг.3, ж). Этот импульс переводит счетчик 24 в следующее состояние и выход схемы сравнения кодов оказывается подключенным к входу декады десятых долей результата группы 35.декад, производит запись в счетчик 17 кода, оставшегося после предыдущего измерения в счетчике 2, и, наконец с некоторой задержкой, задаваемой элементом 25 задержки, производит сброс счетчика

2 и установку триггера 8 в состояние

"1". Выходы счетчика 2 соединены с входами счетчика 17 так, что первая тетрада выходов счетчика 2 соединена с второй тетрадой входов счетчика 17, вторая тетрада выходов счетчика 2 соединена с третьей тетрадой входов счетчика 17 и т.д., а первая тетрада входов счетчика 17 соединена с логи ческим "О" устройства.

Такая организация перезаписи позволяет получить в счетчике 17 код остатка, умноженный на 16 или на 10 в зависимости от того, двоичные или двоично-десятичные счетчики используются в устройстве.

В момент установки триггера 8 в

"1" открывается элемент И 5 и на входы счетчиков 17 и 2 начинают поступать импульсы с генератора. Содержимое счетчика 2 начинает линейно на128719 растать и в момент совпадения его кода с кодом Т на выходе схемы сравнения кодов формируется импульс, который записывается в декаду десятых

Долей результата. Процесс измерения десятой доли результата продолжается до тех пор, пока содержимое счетчика

17, выполненного вычитающим, не становится равным "0". В этот момент на выходе переполнения счетчика 17 воз- 10 никает перепад "1 — 0".

Одновибратор ?2 формирует импульс, который переводит устройство в следующий цикл измерения, т.е. измерение сотых долей результата. Этот импульс 15 производит запись кода остатка с умножением на 10 в счетчик 17. Счетчик

24 подключает выход схемы сравнения кодов к входу декады сотых долей результата группы 35 декад, и с задерж- 20 кой сброс счетчика 2. Измерение продолжается до тех пор, пока потенциал с выхода старшего разряда счетчика

24 не сбрасывает триггер 8 в "0". В этот момент измерение заканчивается 25 и в счетчике 29 результата оказывается результат измерений. Если в процессе измерений в счетчике 17 записываются нули, т.е. предыдущее измерение произошло без остатка, то на 30 выходе переполнения счетчика 17 присутствует нулевой потенциал, элемент

НЕ 25 открывает элемент И 14 и задержанный импульс с выхода элемента задержки 23 сбрасывает триггер 8 в "0" 35

Измерение отношения временных интервалов, когда Т > Т (фиг.4а,б).

На выходы 9 и 10 устройства приходят временные интервалы Т и Т элементы И б, И 7 открываются и им- 40 пульсы с генератора 4 начинают поступать на входы счетчиков 2 и 3 (фиг.4г,д). Содержимое счетчиков 2 и

3 линейно возрастает, на выходе схемы 1 сравнения кодов находится ну- 45 левой потенциал, так как стробирующий вход заблокирован нулевым потенциалом с выхода элемента ИЛИ-НЕ 15 (фиг.4е). В момент окончания интервала Т схема 1 сравнения кодов раз- 50

2 блокируется, а на выходе ИЛИ 11 возникает перепад "1-0" и одновибратор

22 формирует импульс. Этот импульс заносит код N(Tz) = F(> Tz (где F частота генератора 4), умноженный на 10, в счетчик 17, переводит счетчик 24 в следующее состояние, тем самым подключая выход схемы сравнения кодов к входу декады десятых до1 6 лей результата счетчика 29, и с некоторой задержкой, задаваемой элементом задержки 22, сброс счетчика 2 и установку в "1" триггера 8 (фиг.4з).

Элемент И 5 открывается, и импульсы с генератора 4 начинают поступать на входы счетчиков 2 и 17. Содержимое счетчика 2 линейно возрастает и в момент совпадения его кода с кодом счетчика 3 сбрасывается. На выходе схемы сравнения кодов формируется при этом импульс, который регистрируется в декаде десятых долей результата счетчика 29. Счетчик 2 продолжает заполняться и в момент следующего совпадения его кода с кодом N(T<) сбрасывается.

На выходе схемы сравнения кодов формируется импульс, который также регистрируется в счетчике 29. Вычисление продолжаетсядо тех пор,пока содержимое счетчика 17 не становит- ся равно "0". В этот момент происходит перезапись с умножением на 10 кода остатка и устройство переходит к вычислению сотых долей результата и т.д.

Измерение отношения чисел, статистически неравномерно распределенных во времени последовательностей импульсов, приходящих на входы устройства во время измерения (фиг.5, фиг.б).

В начале измерения счетчики 2, 3, 17, 24 и триггер 8 находятся в состоянии "0". На входы 32 и 12 поступают статически неравномерно распределенные последовательности импульсов

F<, F . Измерения начинаются в момент прихода импульса Т измерения на вход

13 устройства, схема сравнения кодов блокируется нулевым потенциалом в выходе элемента ИЛИ-НЕ 15, а элементы

И 19 и И ?б открываются и импульсы

Fz, Fz неравномерных последовательностей начинают поступать на счетчики 2 и 3 (фиг.5а,б). В момент окончания интервала Tq > в счетчиках оказывается код N(F ) и И(% ) чисел импульсов, пришедших за время измерения на входы устройства, а на выходе элемента ИЛИ 11 образуется перепад потенциала "1-0". Одновибратор

22 формирует импульс, который записывает код И(Р ) с умножением на 10 в счетчик 17, устанавливает триггер

8 в состояние " 1" и переводит счет-о чик 24 в следующее состояние, т.е. подключает выход схемы сравнения ко1287191 дов к входу декады десятой доли ре- ния отношения временного интервала Т зультата.(фиг.5е,ж). Если N(F )>N(F<) к числу импульсов неравномерной пос: (фиг.5a,б), то каждый десятый импульс ледовательности 1; (фиг.8а,б). с выхода старшей декады группы 35 декад поступает через элемент ИЛИ 34 5 Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я в счетчик 33, поэтому в счетчике 29 результата к концу первого цикла измерения оказывается результат деле1. Устройство для вычисления отно-. ния как целой части отношения, так шения временных интервалов, содержаи десятой ее доли. Если (у ).(N(F ) 10 щее счетчик резУльтата генератор им2

У (фиг,ба,б), то в конце первого цикла "Ульсов, выход которого соединен с измерения в счетчике 29 результата первыми входами первого, второго и оказывается только десятая доля ре- третьего элементов И, элемент НЕ, зультата. Дальнейшая работа устрой подключенный Выходом к первому Входу ства аналогична указанной. 15 четвертого элемента И, схему сравне-;

Измерение отношения кодов. ния кодов, соединенную первым и втоВ начале измерения все счетчики рым входами с выходами первого и втои триггер установлены в "0", а на рого счетчиков, и одновибратор, вывходах 18 и 31 устройства находятся ход которого подключен к входу управ, коды, которые необходимо разделить. 20 лениЯ Установкой кода тре7ьего счетВычисления начинаются, в момент при- чика, соединенного установочным вхо,хода импульса "Пуск" на вход 20 уст- "..ом стаРших РазРЯдов с выходом пеРворойства. Этот импульс производи1 ro счетчика, а счетным входом — с вызапись кодов, находящихся на входах ходом первого элемента И, подключен18, 3 1 устройства, в счетчики 2 и 3. 25 ного вторым входом к выходу триггера, На выходе элемента ИЛИ 11 возникает, причем вторые входы второго и третьеtf II перепад потенциала 1-0, и одновиб-; го элементов И соединены соответстратор 22 формирует импульс, который венно с первым и вторым времяимпульпроизводит запись информации из счет- сными информационными входами устрой-, чика 2 в счетчик 17, установку триг- 30 ства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, гера 8, сброс счетчика 2 и т.д. Даль- что, с целью повышения быстродействия нейшая работа устройства аналогична и расширения области применения за укаэанной. счет обработки частотно-импульсных

Измерение отношения числа импуль- и кодовых сигналов, в него введены сов неравномерной последовательности 5 четвертый счетчик, пятый и шестой

Е к временному интервалу Т (фиг.1, элементы И, группа элементов И, эле 2,7) . мент задержки, пять элементов ИЛИ и

В этом режиме на вход 12 устройст-. элемент ИЛИ-НЕ, подключенный выходом ва приходят импульсы F неравномерной к стробирующему входу схемы сравнепоследовательности, на вход 10 — вре- 40 ния кодов, первым входом — к входу менной интервал Т, на вход 13 — ин- запуска устройства, входам управления тервал Т„ . Последний открывает эле- установкой кодов первого и второго .И)М мент И 19, и импульсы неравномерной счетчиков и первому входу первого последовательности Г начинают пос- элемента ИЛИ, вторым входом — к втотупать на вход счетчика 2. Интервал 4g рому входу третьего элемента И, а

Т открывает элемент И 7, и в счет- третьим входом — к входу задания инчик 3 начинают поступать импульсы ге- тервала измерения устройства, второму нератора 4, элемент ИЛИ-НЕ 15 блоки- входу первого элемента ИЛИ и первым рует схему 1 сравнения кодов. В мо- входам пятого и шестого элементов И, мент окончания интервала 7 от пе- 50 вторые входы которых соединены соотрепада "1-0" с выхода элемента ИЛИ ветственно с первым и вторым частот11 одновибратор 22 формирует импульс, но-импульсными информационными входакоторый производит запись в счетчик ми устройства, причем выход пятого

17, устанавливает триггер 8 в "1", элемента И подключен к первому входу сбрасывает счетчик 2 и т.д. Дальней- 55 второго элемента ИЛИ, соединенного с шая работа устройства аналогично другими входами с выходами первого и указанной. второго элементов И, а выходом — со

Аналогичным образом осуществляется счетным входом первого счетчика, усработа устройства и в режиме измере- тановочный вход которого соединен с

1287191 первым кодовым информационным входом устройства, а вход обнуления — с выходом третьего элемента ИЛИ, подключенного первым входом к выходу элемента задержки, счетному входу триггера и второму входу четвертого элемента И, а вторым входом — к выходу схемы сравнения кодов и первым входам элементов И группы, соединенных вторыми входами с выходами четвертого 10 счетчика, а выходами — с соответствующими входами счетчика результата, причем выход шестого элемента И подключен к первому входу четвертого элемента ИЛИ, соединенного вторым 15 входом с выходом третьего элемента И, а выходом — со счетным входом второго счетчика, установочный вход которого

Г подключен к второму кодовому инфор-. мационному входу устройства, причем 20 установочный вход младшей тетрады разрядов третьего счетчика соединен с шиной логического нуля устройства, а выход переполнения третьего счетчика подключен к входу элемента НЕ и

I к третьему входу первого элемента, ИЛИ, соединенного четвертогo н пятым входами с первым и вторым времяимпульсными информационными входами устройства, а выходом — с входом одновибратора, подключенного выходом к входу элемента задержки и счетному ,входу четвертого счетчика, выход старшего разряда которого соединен с первым входом пятого элемента ИЛИ, подключенного вторым входом к выходу четвертого элемента И, а выходом— к входу обнуления триггера.

2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что счетчик результата содержит счетчик целой части результата, элемент ИЛИ и группу декад дробной части результата, выход старшей декады соединен с первым входом элемента ИЛИ, подключенного выходом к счетному входу счетчика целой части результата, причем второй вход элемента ИЛИ и входы декад дробной части результата являются соответствующими входами результата.

1287191

d г с с м

4 с

ФЬа 6

Составитель С.Казинов

Техред И.Попов щ Корректор С.Шекмар

Редактор С.Лисина

Заказ 7720/54 Тираж 670 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д..4/5.Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4