Устройство для измерения временных интервалов

 

Изобретение может быть использовано во временных анализаторах. Цель изобретения - повьапение точности измерения временных интервалов. Устройство содержит элементы И 2 - 6, триггеры 7-9, генераторы опорной частоты IО и сдвинутых импульсов 11, счетчик 12 импульсов, коммутатор 13, регистр 14, шииы Пуск 15, Стоп 16, Готов 22 и Переполиение 23. Введение коммутатора 17, регистров 18 и 19, блока 20 вычитания, фазирующего блока 21 и образование новых функциональных связей позволяет уменьшить дифференциальную нелинейность путем измерения временного интервала на разных участках шкалы счетчика. I ЗоП. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 G 04 F 10

ВСрг(ьf 1:cl 1 Ч

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTKPblTWI (21) 4087536/24-21 (22) 14.07.86 (46) 23.01.88. Бюл. В 3 (71) Производственное объединение краснодарский ЗИП (72) П,А.Витковский1 В.Ф.Полуянов и В.M.Ïî÷òåð (53) 681 ° 325.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР !! 1026115, кл, С 04 F 1О/04, 1983 ° (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ (57) Изобретение мошет быть использовано во временных анализаторах. Цель изобретения — повышение точности иэÄÄSUÄÄ 1368852 А 1 мерения временных интервалов. Устройство содержит элементы И 2 — 6, триггеры 7 — 9, генераторы опорной частоты 10 и сдвинутых импульсов Il счетчик 12 импульсов, коммутатор 13 регистр 14, шины "Пуск" 15, "Стоп"

16, "Готов" 22 и "Переполнение" 23.

Введение коммутатора 17, регистров

i8 н !9 ° блока 20 вычитания, фазирующего блока 21 и образование новых функциональных связей позволяет уменьшить дифференциальную нелинейностЬ путем измерения временного интервала на разных участках шкалы счетчика, s.ï. ф-лы, 2 ил, 1 13688

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано во временных анализаторах при измерении временных интервалов.

Цель изобретения — повышение точности измерителя временных интервалов за счет уменьшения дифференциальной нелинейности путем измерения временного интервала на разных участках 10 шкалы счетчика.

На фиг.l представлена схема устройства для измерения временных интервалов; на фиг,2 — пример выполнения фазирующего блока. 15

Устройство для измерения временных интервалов содержит усилитель-формирователь l, первый, второй, третий, четвертый, пятый элементы И 2 — 6, первый, второй, третий триггеры 7 — 20

9, генератор 10 опорной частоты, генератор 11 сдвинутых импульсов, счетчик 12 импульсов, первый коммутатор

13, первый регистр 14, шину 15 "Пуск", шину 16 "Стоп", второй коммутатор 25

17, второй и третий регистры 18 и 19, блок 20 вычитания, фазирующий блок 21, шину 22 "Готов", шину 23 "Переполнение" и информационную шину 24, причем выход усилителя-формирователя 1 со ци-30 нен с первыми входами фазирующего блока 21 и элемента И 2, второй вход фазирующего блока 21 соединен с выходом генератора 10 и входом счетчика

l2, а второй вход элемента И 2 соединен с выходом триггера 7, управляющими входами коммутаторов 13 и 17 и . входом элемента И 4, выход фазирующего блока 21 соединен с входом генератора 11, первыми входами элемен- 40 тов И 4 и 5 и первым информационным входом коммутатора 17. Шина 15 "Пуск" соединена с первым входом триггера 8, второй вход которого соединен с шиной 16 Стоп, первый выход триггера 45

8 соединен с первым входом элемента

И 3 и D-входом триггера 9, второй вход триггера 8 соединен с вторым входом четвертого элемента И 5 . Первый выход генератора ll соединен с управляющим входом регистра 19, второй выход соединен с первым входом элемента И 6, а третий выход - с вторым входом элемента И 3 и вторым информационным входом коммутатора 17, выход элемента И 2 соединен с С-входом триггера 9, выход элемента И 3 соединен с первым входом триггера

7, выход элемента И 4 соединен с уп52 2 равляющим входом регистра 18, а выход элемента И 5 соединен с вторым входом триггера 7 и R-входом триггера 9, Выход коммутатора 17 соединен с управляющим входом регистра 14, Выход триггера 9 соединен с вторым входом элемента И 6, выход счетчика

12 соединен с первым информационным входом коммутатора 13 и информационным входом регистра 18, выход регистра 18 соединен с вторым информационным входом коммутатора 13 и первым входом блока 20 вычитания, второй вход блока 20 вычитания соединен с выходом р е ги с тр а 14, инфо р мационный вход которого соединен с выходом коммутатора 13, первый выход блока 20 вычитания соединен с третьим входом элемента И 6 и шиной 23 "Переполнение", выход элемента И 6 соединен с шиной

22 "Готов", второй выход блока 20 вычитания соединен с информационным входом регистра 19, выход которого соединен с информационной шиной

24.

Фазирующий блок 21 (фиг, 2) содержит первый и второй входы 25 и 26, D-триггеры 27-29, элемент НЕ 30, элементы И-НЕ 31-33, элемент И 34, выход 35, причем соединены последовательно D-триггеры 27 и 28, элемент И-HE 31 и элемент И 34, элемент

НЕ 30 через D-триггер 29, элемент

И-НЕ 32 подключен к второму входу элемента И 34, первый вход которого соединен с входом элемента И-НЕ 33, другой вход которого соединен с прямым выходом D-триггера 29.

Устройство работает следующим образом.

Импульсы, временные интервалы между которыми необходимо измерить, поступают на усилитель-формирователь

1, который их усиливает, производит селекцию по уровню и формирует, вызывая на выход, импульсы стандартной амплитуды, Генератор 10 генерирует последовательность импульсов, которые поступают на вход счетчика

12 и на второй вход фаэирующего блока 21, Счетчик 12 непрерывно ведет счет импульсов, поступающих с генератора 10, На первый вход фазирующего блока 21 поступают импульсы с усилителя-формирователя 1. Фаэирующий блок 21 производит привязку передних фронтов импульсов к частоте генератора 10 и формирует импульсы, 1368

50 соответствующие началу временных интервалов. Эти импульсы поступают на входы элементов И 4 и 5, первый информационный вход коммутатора 17 и

5 вход генератора 11, запуская его.

Генератор ll генерирует серию из трех импульсов. Первый импульс серии поступает на управляющий вход регистра 19 и производит перепись информации из блока 20 вычитания в регистр

19, Второй импульс серии поступает на первый вход элемента И 6. Третий импульс серии поступает на вход элемента И 3 и второй информационный вход коммутатора 17, В исходном сос- . тоянии триггер 8 находится в нуле, на его первом выходе уровень логического "0", а на втором - уровень логической "1", который разрешает прохождение импульса с выхода фазирующего блока 21 через элемент И 5 на входы триггеров 7 и 9. Тем самым триггеры 7 и 9 устанавливаются в "0", Уровень логического "0" триггера 7 под- 25 ключает на выход коммутаторов 13 и

17 первые информационные входы и в регистр 14 по переднему фронту импульса переписывается информация счетчика 12, Кроме тоro, сигналом с 3д выхода триггера 7 запрещается прохождение импульсов через элементы

И 2 и 4. Уровень логического "0" на выходе триггера 9 запрещает прохождение импульса через элемент И б, бло35 кируя тем самым выдачу команды Готов", Измерения временных интервалов проводятся в течение времени между командами Пуск и Стоп". По команде "Пуск" триггер 8 устанавливается в единицу. По импульсу в регистр 14 переписывается из счетчика 12 код, соответствующий началу первого измеряемого интервала.. 45

Первый после команды "Пуск" импульс, пройдя через элемент И 3, устанавливает триггер 7 в единицу, который открывает элементы И 2 и 4 и подключает на выходы коммутаторов

13 и 17 вторые информационные входы.

По переднему фронту первого после установки в единицу триггера 7 импульса триггер 9 устанавливается в единицу, разрешая выдачу команды

1 Готов", По импульсу, соответствующему концу первого и началу второго измеряемых интервалов, код из счетчика 12 переписывается в регистр 18.

852 4

Блок 20 вычитания производит вычитание кода, записанного в регистре 14, из кода, записанного в регистре 18.

На выходе блока 20 вычитания получается код, пропорциональный длительности первого измеряемого временного интервала. По импульсу генератора 11, задержанному относительно импульса блока 21 на время, необходимое для проведения операции вычитания, код с выхода блока 20 вычитания переписывается в регистр 19 и на информационную шину 24 выдается код, пропорцйональный первому интервалу.

Если измеряемый временной интервал не превышает максимально допустимый, то на первом выходе блока 20 вычитания устанавливается уровень логической "I" который разрешает прохождение второго импульса генератора Il через элемент И 6 на шину

22 "Готов", Наличие импульса на шине 22 "Готов" указывает на конец измерения временного интервала и раэ решает прием кода с информационной шины 24 для дальнейшей обработки.

Если измеряемый временной интер-. вал превышает максимально допустимый то на первом выходе блока 20 вычитания устанавливается уровень логического "0", который запрещает прохождение второго импульса генератора ll через элемент И 6 на шину 22 "Готов"

На шину 23 "Переполнение" выдается уровень логического "0", который сигнализирует с превышении измеряемым временным интервалом максимально допустимого.

По третьему импульсу генератора

11 код, соответствующий началу второго временного интервала, переписывается иэ регистра 18 в регистр 14.

Следующий импульс блока 21 переписывает иэ счетчика 12 в регистр 18 код, соответствующий концу второго н началу третьего временного интервала. На выходе блока вычитания получается код, пропорциональный длительности второго временного интервала, который по первому импульсу генератора 11 переписывается в регистр 19 и выдается на информационную шину 24.

Далее измерения происходят аналогично, По команде "Стоп" устанавливается в нуль триггер 8 ° Первый после команды "Стоп" импульс блока 21, пройдя через элемент И 5, устанавливает в нуль триггеры 7 и 9, запрещая вы852

1368 дачу сигнала "Готов", Работа устройства продолжается так же, как и до прихода команды "Пуск".

Фаэирующий блок 21 (фиг,2) необ5 ходим для того, чтобы исключить случаи одновременного изменения состояния счетчика 12 и записи его состояния в регистры 14 и 18 ° Изменение состояния счетчика 12 происходит по передним фронтам серии импульсов генератора 10 опорной частоты. При наличии фаэирующего блока 21 перепись информации из счетчика 12 в регистры

l4 и 18 происходит по переднему фрон- 1 ту выходного импульса фаэирунящего блока 21, который совпадает с задним фронтом импульсов генератора 10 т.е, перепись в регистры 14 и 18 происходит в моменты времени, когда счетчик 20

12 находится в установившемся состоянии.

Фаэирующий блок 21 работает следующим образом, По переднему фронту импульсов, 25 формируемых усилителем-формирователем 1, триггер 27 устанавливается в единицу и на его инверсном выходе формируется уровень логического "0".

Если передний фронт импульса усили- Зо теля-формирователя 1 совпадает с. уровнем логической " 1" импульса серии генератора 10, то по переднему фронту импульса элемента НЕ 30 устанавливается в нуль триггер 29, На его прямом выходе формируется уровень логического "0", который, пройдя через элемент И-НЕ 33, поступает на выход 35 блока, Уровень логической

1 на инверсном выходе триггера 29 40 разрешает прохождение импульса генератора 10 через элемент И-НЕ 32 и элемент И 34 на сброс триггера 27 в нуль, По следующему переднему фронту импульса элемента НЕ 30 триггер 29 4> устанавливается в единицу, Таким образом на выходе 35 фаэирующего блока 21 формируется импульс, равный по длительности периоду серии импульсов генератора 10> передний фронт kOTopo 50 го совпадает с задним фронтом импульса генератора 10, Если передний фронт импульса усилителя-формирователя 1 совпадает с уровнем логического "0" импульса серии генератора 10, то по переднем фронту импульса генератора 10 триггер 28 устанавливается в нуль. Уровень логической "1".на его инверсном выходе разрешает прохождение импульса элемента НЕ 30 через элемент И-НЕ

31 и элемент И 34 на сброс триггера

27 в нуль, а через элемент И-НЕ 33 на выход 35 блока. По следующему переднему фронту импульса генератора

10 триггер 28 устанавливается в единицу. Таким образом, на выходе 35 фазирующего блока 21 формируется импульс элемента И-НЕ 33, равный по длительности половине периода серии импульсов генератора 10, передний фронт которого совпадает с задним фронтом импульса генератора 10, Формула изобретения

1. Устройство для измерения вре-, менных интервалов, содержащее усилитель-формирователь, первый, второй, третий, четвертый, пятый элементы И, первый, второй, третий триггеры, генератор опорной частоты, генератор сдвинутых импульсов, счетчик импульсов, первый регистр, выход усилителя-формирователя соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого подключен к выходу первого триггера, первый вход которого соединен с выходом второго элемента И, первый вход которого подключен к выходу второго триггера, первый вход которого соединен с шиной "Пуск", а второй вход — с шиной "Стоп", второй вход пятого элемента И соединен с выходом третьего триггера, выход счетчика импульсов соединен с первым информационным, входом первого коммутатора, выход которого подключен к информационному входу первого регистра, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повыпения точности, в него введены второй коммутатор, второй и третий регистры, блок вычитания и фазирующий блок, первый вход .которого соединен с выходом усилителя-формирователя, а второй вход соединен с выходом генератора опорной частоты и входом счетчика импульса, выход которого соединен с информационным входом второго регистра, управляющий вход которого соединен с выходом третьего элемента И, а выход соединен с вторым информационным входом первого коммутатора и первым входом блока вычитания, второй вход которого соединен с выходом первого регистра, управляющий вход доР.2

Составитель И,Мазуров

Техред М.Дидык

Корректор Л. Пилипенко

Редактор Е,Папп

Заказ 294/49

Тираж 373 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

7 13688 которого подключен к выходу второго коммутатора, первый: выход блока вычитания соединен с шиной "Переполнение" и третьим входом пятого элемента И, первый вход которого соединен с вторым выходом генератора сдвинутых импульсов, а выход соединен с, шиной Готов", второй выход блока вычитания соединен с информационным входом третьего регистра, выход которого соединен с информационной шиной, а управляющий вход соединен с первым выходом генератора сдвинутых импульсов, вход которого соединен с выходом фазирующего блока, первыми входами третьего и четвертого элементов И и первым информационным входом второго коммутатора, второй информационный вход которого соединен с третьим выходом генератора сдвинутых импульсов и вторым входом второго элемента И, а управляющий вход соединен с управляющим входом первого коммутаторае вторым входом 25 третьего элемента И и выходом первого триггера, второй вход которого соединен с выходом-четвертого элемента И и R-входом третьего триггсра, С-вход которого соединен с выходом первого элемента И, а D-вход с первым входом второго элемента И второй выход

52 8 второго триггера соединен с вторым входом четвертого элемента И.

2, Устройство по п,1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что фазирующий блок содержит первый, второй, третий триггеры, элемент HE первый, второй, третий элементы И-НЕ и элемент И, вы ход которого соединен с R-входом первого триггера, С-вход которого соединен с первой входной шиной фазирующего блока, а выход — с D-входами второго и третьего триггеров, С-вход второго триггера соединен с второй входной шиной фазирующего блока, входом элемента НЕ и первым входом второго элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с первым выходом третьего триггера, второй выход которого соединен с первым входом третьего элемента И-НЕ, а С-вход — с выходом элемента НЕ и первым входом первого элемента И-НЕ второй вход которого соединен с выходом второго триггера, а выход соединен с вторым входом третьего элемента И-НЕ и первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И-НЕ, выход третьего элемента И-НЕ соединен с выходной шиной фазирующего блока.