Устройство для измерения временного интервала

 

Устройство для измерения временного интервала содержит формирователи 1 и 2 импульсов, формирукиций триггер 3, секционированный триггер 4, N триггеров 5, индикатор 6, N блоков 7 логических фильтров, элемент 8 задержки, элемент ИЛИ 9, элементы 10, 12 и 15 задержки, элемент НЕ 11, элемент ИЛИ-НЕ 13 и элемент И 14. Устройство имеет повьш1енную точность измерения временного интервала. 2 ил. (Л 00 00 О 05 о ел

СОЮЗ СОВЕТСНИК

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) (59 4 С 04 F 10/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОЬЮ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Г(О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2 1) 3967351/24-21 (22) 12.07.85 (46) 15.08.87. Бил. М- 30 (72) В.Л. Семенов (53) 621. 317. 77 (088. 8) (56) Атамалян Э.Г. и др. Методы и средства измерения электрических величин.-М.: Высшая школа, 1977.

Дворяшин Б.В. и др . Радиотехнические иэмерения.-М.: Сов.радио, 1978, с. 104. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕННОГО ИНТЕРВАЛА (57) Устройство для измерения временного интервала содержит формирователи 1 и 2 импульсов, формирукиций триггер 3, секционированный триггер

4, N триггеров 5, индикатор 6, блоков 7 логических фильтров, элемент

8 задержки, элемент ИЛИ 9, элементы

f0, 12 и 15 задержки, элемент НЕ 11, элемент ИЛИ-НЕ 13 и элемент И 14.

Устройство имеет повьппенную точность измерения временного интервала. 2 ил.

1330605 2

Изобретение относится к импульс- селектора 4 соответственно импульсов ной технике и может быть использова- длительностью но для измерения длительности одиночных импульсов.

Цель изобретения — повышение точности измерения временного интервала.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства для измерения временного интервала; на фиг.2 — эпюры напряжений,поясняющие работу. данного устройства.

Устройство для измерения временного интервала содержит формирователи

1 и 2 импульсов, выходы которых соединены соответственно с установочным входом и входом сброса формирующего триггера 3, секционированный селектор 4,. N триггеров 5, управляющие входы которых подключены к выходам секционированного селектора 4, а входы сброса объединены и подключены к выходу формирователя 1, индикатор 6, входы которого подключены к выходам

5 триггеров, секционированный селектор 4 содержит последовательно соединенные N блоков 7 логических фильтров, каждый блок состоит из последовательно соединенных элемента 8 задержки, элемента ИЛИ 9, элемента 10 задержки, элемента НЕ 11, элемента

12 задержки, элемента ИЛИ-НЕ 13, элемента И 14 и элемента 15 задержки, первые входы элементов И 14, ИЛИ 9 и элемента 8 задержки объединены и являются первыми овходами блоков 7, выход элемента 8 задержки соединен с вторыми входами элементов KIH 9 и

И 14, выход элемента ИЛИ 9 через второй элемент 10 задержки 10 соединен с входом элемента НЕ ll выход которого через третий элемент 12 эадержки соединен с первым входом элемента

ИЛИ-HE 13, а выход элемента И 14 через элемент 15 задержки соединен с вторым входом элемента ИЛИ-НЕ 13 и с первым входом последующего блока 8.

Третий вход элемента ИЛИ-НЕ 13 является вторым входом блока 7 и подключен к входу элемента HE ll последующего блока 7, кроме последнего. Входом селектора является первый вход первого блока 7, а выходами — выходы элементов ИЛИ-НЕ 13 каждого блока 7.

Повышение точности измерения временного интервала в устройстве достигается за счет селекции первым, вторым, N-м блоком 7 секционированного (0+1 ) <у с <„+(N+2) <у где — время естественной задержки элементов блоков 7;

N — числа ряда О, 1, 2, 3...

Селекция каждого измеряемого импульса производится только определенным блоком 7, каждый из которых обнаруживает импульсы конкретной наперед известной длительности, что npulg водит к ошибке измерения, равной (N+2) с — (N+1) ь >

Устройство для измерения интервала времени работает следующим образом.

Формирователями 1 и 2 формируются короткие импульсы, соответствующие началу и концу измеряемого интервала

25 времени. Эти импульсы воздействуют на триггер 3, выходной импульс которого поступает на вход селектора 4.

Пусть, например, на вход селектора (фиг. 1) поступают импульсы (фиг.2а)

30 длительностью в о, З, Зь, 2с соответственно с паузой между импульсами в данном случае не менее ЗС (селектор собран из трех блоков 7). Следует отметить, что различных микроЗ5 схем одной серии примерно равны. Однако из-за нерегламентированности времени задержки логических элементов существует вероятность выбора для реализации селектора элементов с силь4g но различающимися естественными задержками ;. С целью выравнивания величины а, задержки логических элементов и приведения ее к постоянной величине ь выходы логических эле45 ментов И, ИЛИ, НЕ селектора подключают к элементам задержки, имеющим разное время задержки „ . Суммарное время задержки любого логического элемента и соответствующего элемента

60 задержки при этом составляет с

= + ; т. е. постоянную величину.

Элементы 8 задержки каждого блока

7 поступающие на их первые входы импульсы (фиг. 2а, в, д) соответствен 5 но задерживают на определенное время (фиг. 2б, r, е). Импульсы, приведенные на фиг. 2в,д,ж, формируют посредством проведения операции логического умножения между импульсами, посту13306 лающими на входы элементов И 14 каждого блока 7, и задержки их на время . Импульсы, приведенные на фиг. 2з, и, к, формируют посредством проведения операции логического суммирования между импульсами, поступающими на входы элементов ИЛИ 9 каждого блока 7, и задержки их на время

Элементы НЕ 11 в каждом блоке 7 производят инвертирование импульсов, поступающих с выходов элементов 10 задержки (фиг. 2з, и, к), и элементы

12 задержки задерживают их на время

° (фиг. 2 л, м, н).

Информационные импульсы длительностью в 2 с формируют посредством проведения операции логического суммирования с последующим инвертированием между импульсами, поступающими на первые входы элементов ИЛИ-НЕ 13 каждого блока 7 (фиг. 2 л, м, н), импульсами, поступающими на вторые входы элементов HJIH-HE 13 (фиг. 2в, д, ж), и импульсами, поступающими на третьи входы элементов ИПИ-HE 13 (фиг.2 и, к) соответственно. Информационными импульсами (фиг.2 о, р, с) триггеры 5 устанавливаются в состояние, отображающее измерение той или иной длительности измеряемого импульса, например в состояние единицы.

Предварительная установка триггеров в нулевое состояние производится импульсом с выхода первого формирователя. Таким образом, по номеру выхода секционированного селектора 4, на котором появляется информационный импульс, определяют длительность измеряемого интервала времени. В качестве индикатора 6 номера выхода селектора 4, на котором появляется информационный импульс, можно, например, использовать блок светодиодов, которые как известно просто согласовываются с триггерами и удобны для визуальной .индикации.

Необходимо отметить, что отношение Т/ определяет количественно ,повышение точности измерения интервала времени предлагаемым устройством относительно известного ° При использовании для подсчета импульсов счетчиков с ускоренным образованием переноса (наиболее быстродействующие счетчики, построенные, например, на

IK-триггерах, примененные в секционированном селекторе) ошибка измерения интервала времени известным устройст10

05 вом составит величину Т 6>, где

Т вЂ” период следования счетных импульсов, равный максимальной ошибке дискретизации, определяемый минимально допустимым временем длительности переходных процессов в триггерах счетчика.

При использовании в качестве элементов задержки линий задержек с задержкой „ Г ошибка дискретности измерения времейного интервала предлагаемым устройством составит величи— ну Г С . Следовательно, отношение

Т/, 6 определяет максимальный выигрыш в повышении точности. измерения интервала времени предлагаемым устройством относительно известного.

Формула изобpeтения

1. Устройство для измерения временного интервала, содержащее первый и второй формирователи импульсов, выходы которых соединены соответственно с установочным входом и входом сброса формирующего триггера,и индикатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения временного интервала,в него введен секционированный селектор и N триггеров, при этом выход формирующего триггера соединен с входом секционированного селектора, а выходы секционированного селектора соединены соответственно с установленными входами N триггеров, входы сброса которых объединены и подключены к выходу первого формирователя импульсов, а выходы N триггеров подключены к входам индикатора.

2. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что секционированный селектор состоит иэ последо- вательно соединенных N идентичных блоков логических фильтров, причем каждый блок логических фильтров состоит из последовательно соединенных первого элемента задержки, элемента

ИЛИ, второго элемента задержки, элемента НЕ, третьего элемента задержки, элемента ИЛИ-НЕ, элемента И и четвер,,того элемента задержки, причем первые входы элементов И, ИЛИ и первого элемента задержки объединены и являются первыми входами блоков логических фильтров, выход первого элемента задержки соединен также с вторыми входами элементов ИЛИ и И, выход эле1330605 6 вход элемента ИПИ-НЕ является вторым входом блока логического фильтра и подключен к входу элемента НЕ последующего блока, кроме последнего, кроме того, входом секционированного селектора является первый вход первого блока логического фильтра, а выходами — выходы элементов ИЛИ-НЕ каждого блока логического фильтра.

1 мента ИЛИ через второй элемент задержки соединен с входом элемента НЕ, выход которого через третий элемент задержки соединен с первым входом элеэлемента ИЛИ-НЕ,а выход элемента И через четвертый элемент задержки соединен с вторым входом элемента ИЛИНЕ и с первым входом последующего блоблока логического фильтра, третий

@us.2

Составитель И. Козлов

Техред М.Ходанич

Корректор Г. Решетник

Редактор М. Дылын

Заказ 3581/49 Тираж 370

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4