Устройство для измерения длительности импульсов

 

Изобретение относится к импульсной технике. Устройство для измерения длительности импульсов содержит генератор 1 тактовых импульсов, элементы И 2, 16, элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3,5 D-триггеры 4,6,13,14, входную шину 7, делитель 8 частоты, блок 9 синхронизации, содержащий D-триггеры 10,11 и элемент И 12, инвертор 15, счетчики 17-19 импульсов, умножитель 20 частоты, сумматоры 21,22, одновибратор 23, индикаторный регистр 24 и переключатель 25. Устройство имеет повышенную точность измерения. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1405021 (59 4 С 04 Р 10/04 с у . ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /, „, 1р

H А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4138627/24-21 (22) 17.10.86 (46) 23.06.88. Гюл. 11 - 23 (71) Львовский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) О.А.Губанов, В.Л.Котляров и И.П.IIapamnx (53) 531. 76 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1182483, кл. G 04 F 10/04, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ИМПУЛЬСОВ (57) Изобретение относится к импульсной технике. Устройство для измерения длительности импульсов содержит генератор 1 тактовых импульсов, элементы И 2, 16, элементы ИСКЛ10ЧАЮЩЕЕ

ИЛИ 3,5, D-триггеры 4,6,13,14, входную шину 7, делитель 8 частоты, блок

9 синхронизации, содержащий D-триггеры 10,11 и элемент И 12, инвертор 15, счетчики 17-19 импульсов, умножитель

20 частоты, сумматоры 21,22, одновибратор 23, индикаторный регистр 24 и переключатель 25. Устройство имеет повышенную точность измерения. 1 ил.

1405021

Изобретение относится к импульс ной технике и может быть использовано для измерения интервалов времени.

Целью изобретения является повыше5 ние точности измерения за счет введения поправки, определяемой с помощью, пьезокварцевого датчика температуры.

На чертеже представлена блок-схема устройства для измерения длитель ности импульсов.

Устройство для измерения длитель ности импульсов содержит генератор, 1 тактовых импульсов, первый элемент И 2, первый элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ

3, первый D-триггер 4, второй элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5, второй Р-триггер

6, входную шину 7, делитель 8 частоты, блок 9 синхронизации, содержащий два D-триггера 10 и 11 и элемент 2р

И 12, третий D-триггер 13, четвертый

D-триггер 14, инвертор 15, второй эле"

;мент И 16, первый счетчик 17 импуль1 сов,.второй счетчик 18 импульсов треФ тий счетчик 19 импульсов, умножитель 25

° 20 частоты, первый сумматор 21, вто,рой сумматор 22, одновибратор 23, ин-. дикаторный регистр 24 и переключатель 25.

Второй выход генератора 1 тактовых 3р ! .импульсов подключен к С-входу тригге ра 6, П-входу триггера 13, к второму входу первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ,ИЛИ 3 и через инвертор 15 — к С-вхо|, ду триггера 14. Первый выход генера-! ,.тора 1 через делитель 8 частоты подключен к второму входу блока 9 (Dвходу триггера 10). Прямой выход триггера 10 соединен с первым вхо: дом элемента И 12 и D-входом тригге40 ра 11, инверсный выход которого подключен к второму входу элемента

И 12. Выход блока 9 (выход элемента

И 12) через второй элемент И 16 подключен K счетному входу счетчика 18, 45 выходы которого соединены с первыми входами первого сумматора 2.1. Шина 7 подключена к 9-входам триггеров 4,6 и 14 и к С-входу триггера 13, выход которого через первый элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 подключен к первому входу блока 9 (к С-входам триггеров 10 и

11) и к второму входу первого элемента И 2. Выход элемента И 2 соединен с входом умножителя 20 частоты и со счетным входом счетчика 17.

Выход умножителя 20 частоты соединен со счетным входом счетчика 19, выходы которого подключены к вторым входам первого сумматора 21, а вход управления направлением счета реверсивного счетчика 19 — к выходу переключателя 25. Выходы сумматора 21 соединены с вторыми входами второго сумматора 22, первые входы которого подключены к выходам первого счетчика 17, а выходы - к входам индикаторного регистра 24. Прямые выходы триггеров 6 и 14 подключены соответственно к первому и второму входам второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5, выход которого соединен с С-входом триггера 4. Прямой выход триггера 4 подклю-, чен к первым входам элементов И 2 и

16, а инверсный выход - через одновибратор 23 к входу переноса в индикаторный регистр и к входам установки в

"0" всех счетчиков и умножителя 20 частоты.

Генератор 1, содержащий в себе пьезокварцевый датчик температуры, представляющий собой генератор с пьезокварцевым термозависимым резонатором в частотнозависимой цепи его обратной связи, размещен в одном корпусе (пассивном термостате). Делитель 8 частоты имеет переменный коэффициент деления который изменяют при замене резонаторов генератора 1.

В данном устройстве счетчик 17

)является суммирующим, счетчик 18— вычитающим, а счетчик 19 - реверсивным.

Умножитель 20 частоты умножает частоту на коэффициент, гораздо меньший единицы, т.е. фактически делит входную частоту, Использование умножителя 20 вместо делителя в данном случае необходимо для установки дробного коэффициента деления. Умножитель 20 позволяет установить коэффициент с любой требуемой точностью.

Коэффициент умножения умножителя изменяют также при замене генератора 1.

Устройство для измерения длительности импульсов работает следующим образом.

В исходном положении счетчики 17

19 и умножитель 20 частоты находятся в нулевом состоянии. С приходом вход-. ного импульса, длительность которого должна быть измерена, его передний

Фронт устанавливает триггер 13, в состояние, которое в этот момент имеется на выходе генератора 1. Ближайший после этого фронт тактового сигI нала на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ г!

4 суммарное число из счетчиков 17 — 19 в индикаторный регистр 24 через сумматоры 21 и 22 и приводит в исходное состояние (нулевое) умножитель

20 частоты и счетчики 17 — 19.

В регистр 24 импульсом с выхода одновибратора 23 в конце измеренного импульса относится число где Š— частота генератора 1 при

0 C-, S — величина изменения частоты о генератора I при изменении

0 температуры на 1 С; о — частота датчика 7 при 0 С;

S — величина измерения частоты датчика при изменении температуры на 1 С;

6 — температура генератора 1 и датчиков; — коэффициент деления делителя 8; кОэффициент умножения умножителя 20.

Коэффициенты k u k определяются по формулам

Б — — f .оо 8 д<

ЗВ (2)

1 10"

S<.

k = — — - 1 г Ski (при этом 10 берут равным требуемой

11 частоте дискретизации) и уточняются в процессе настройки прибора. При этом

N становится равным 10"Т„ и не зависит от температуры.

Для уменьшения диапазонов изменения кОэффициентов k 1 и.1 стараются подбирать частоты кварцев генератора

1 и датчика близкими к значениям для которых 1 1 = 50-200, à k< = О.

Положение переключателя 25 соответствует знаку коэффициента k . При положительном коэффициенте счетчик

19 считает в режиме сложения, а при отрицательном - в режиме вычитания.

Формула изобретения

Устройство для измерения длительности"импульсов, содержащее первый

ИЛИ 3 всегда положительный, Так, если в момент поступления положительного фронта импульса на вход С третьего триггера 13 на выходе генератора 1 был "0", то триггер 13 устанавливает-ся в "0" и элемент 3 будет логическим повторителем сигнала генератора 1.

Поэтому следующий фронт генератора 1 (положительный) будет на выходе элеf< мента 3 также положительным, Если в N =f Т --- ° Т + f kT Ц> О момент поступления положительного

f,+ 86 фронта на вход С триггера 13 на выхо5L де генератора 1 была ")", то триггер ,k

13 устанавливается в "1" и элемент 3 начинает инвертировать сигнал с вы- . - о 2 хода генератора 1. Первый после этого фронт сигнала генератора 1 будет отрицательным, а на выходе элемента 3 он и в этом случае будет положитель- 20 ным.

После поступления входного импульса на вход 9-триггера 4 ближайшим после этого фронтом тактового сигнала с выхода элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 25

5 (этот фронт на выходе элемента 5 будет положительным) триггер 4 будет установлен в "1". Открываются элементы И 2 и 16 и начинается счет импульсов до окончания входного измеряемого 3р импульса. Счетчик 17 подсчитывает импульсы генератора 1, поступающие с его выхода через элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ 3 и элемент И 2, Счетчик 18 (вычитающий) подсчитывает импульсы генератора 1 с пьезокварцевым датчиком температуры в его частотозадающей цепи, поступающие через делитель 8 частоты и блок 9, в котором они привя- (3), зываются к тактовым импульсам генера- 4О тора 1.

На счетчик 19 (реверсивный) поступают импульсы умножителя 20 частоты, на вход которого приходят импульсы с выхода элемента И 2. В зависимости 45 от положения переключателя 25 счетчик 19 считает в режиме сложения или вычитания.

После окончания измеряемого входного интервала ближайшим фронтом так» тового сигнала с выхода элемента

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5 (этот фронт на выходе элемента 5 будет положительным) триггер 4 устанавливается в положение "0", закрываются элементы И 2 и 16. В ответ на появление 1 на

11 I t

55 инверсном выходе триггера 4 одновибратор 23 вырабатывает короткий положительный импульс, который переносит

Составитель И,Мазуров

Техред А.Кравчук

Редактор В.Бугренкова

Корректор Г.Решетник

Заказ 3103/52

Тираж 373 По дпи с но е

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

5 14050

Генератор тактовых импульсов, первый элемент И, первый счетчик импульсов, счетный вход которого подключен к выходу первого элемента И, первый D-триггер и второй элемент И, первый вход которого подключен к пряому выходу первого триггера, о ти ч а ю щ е е с я тем, что, с елью повышения точности измерения, 10 него введены делитель частоты и множитель частоты, первый и второй лементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй, ретий и четвертый D-триггеры, перелючатель, инвертор, второй и третий 15 четчики импульсов, первый и второй умматоры, одновибратор и индикаторй регистр, блок синхронизации, ервый вход которого подключен к выоду первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ 20 и к второму входу первого элемена И, первый выход генератора тактоых импульсов через делитель частоы подключен к второму входу блока инхронизации, выход которого соедиен с вторым входом второго элемента выход второго элемента И подключен входу второго счетчика импульсов, ыходн которого подключены к первым ходам первого сумматора, выходы кото-30 ого соединены с вторыми входами торого сумматора, первые входы которого подключены к выходам первого счетчика импульсов, а выходы - к входам индикаторного регистра, второй выход генератора тактовых импульсов подключен к С-входу второго D"òðèããåpa, D-входу третьего D-триггера, к второму входу первого элемента ИСКЛЮ«

ЧАЮЩЕЕ ИЛИ и через инвертор - к Свходу четвертого D-триггера, прямой выход которого соединен с первым входом второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ второй вход которого подключен к прямому выходу второго D-триггера, а выход - к С-входу первого D-триггера, прямой выход которого подключен к первому входу первого элемента И, а инверсный выход через одновибратор — к входу переноса с индикаторного регистра и к входам установки в "0" всех счетчиков импульсов и умножителя частоты, выход первого элемента И через умножитель частоты подключен к счетному входу третьего счетчика импульсов, выходы которого соединены с вторыми входами первого сумматора, а вход управления направлением счета третьего счетчика импульсов - с выходом переключателя, причем входная шина устройства соединена с

D"âõîäàìè первого, второго и четвертого П-триггеров и с С-входом третьего D-триггера, выход которого подключен к первому входу первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ.