Устройство для измерения временных интервалов

 

Изобретение относится к рительной технике. Целью изобретения являе-тся расширение функциональных возмо-жностей за счет обеспечения во зможности измерения временных интервалов от имлульса Старт до последнего в пределах максимального измеряемого временного интервала импульса Стоп. В устройстве для измерения временных интервалов цель достигается за счет введения -1ультиплексора 36, блока 10 фиксации переполнения , групп 5, 6 вентилей, триггеров 7, элемента Н-НЕ 12. Устройство для измерения временных интервалов также содержит п счетчиков 3 импульсов и вентилей 2 счета, п триггеров 1 пуска, п элементов ИЛИ-НЕ 4 и эле- .ментов И 8. 3 з.п. ф-лы, 1 ип.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

1 А1 (19) (11) 151) 4 С 04 F 10/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ВЛГИ03ЩЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР .21) 4197985/24-21 (22) 21,02,87 (46) 15.03,89, Бюл, № 1О (72) С ° M, Балашов, В.Д. Вернер, ?O.Í. Демидов, Л,Е. Долгобородов, К.В. Краснов и Ю.П. Родионов (53) 681 317(088.8) (56) Патент CIIJA ¹ 378!529, кл. G 04 F 9/00, 1973.

Ав торс ко е с виде тель с тво СССР № 894663, кл. С 04 F 10/04, 07.05.80, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕН-НЫХ ИНТЕРВАЛОВ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения являе-тся расширение функциональных возможностей за Счет обеспечения воэможности измерения временных интервалов от импульса "Старт" до по.следнего в Пределах максимального из..меряемого временного интервала импульса "Стоп". В устройстве для изме.рения временных интервалов цель достигается за счет введения мультиплексора 36, блока 10 фиксации переполнения, групп 5, 6 вентилей, Tðèããå= ров 7, элемента И-IiF. 12. Устройство для измерения временных интервалов также содержит п счетчиков 3 импульсов и вентилей 2 счета, и триггеров

) пуска, и элементов ИЛИ-НЕ 4 и элементов Н 8. 3 э,п. ф — лы, 1 ил.

1465871 (1 (Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для измерения временных интервалов в лазерной и радиолокационной тех5 нике .

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем обеспечения возможности измерения временного интервала от импульса

"Старт" до последнего в пределах максимального измеряемого временного интервала, измерения и-временных интервалов в нескольких циклах измерения и произвольной последовательности вывода информации.

На чертеже приведена функциональная схема устройства для измерения временных интервалов.

Устройство для измерения времен- 20 ных интервалов содержит триггеры

1.1-1.п.пуска, вентили 2,1-2.п счета, счетчики 3.! -З.n импульсов, элементы ИЛИ-НЕ 4,1-4,п, первую группу

5.1-5.(n-l) вентилей, вторую группу 25

6. 1-6. (и-1 ) вентилей, вьптолняюших функцию F=A. В, триггеры 7.! -7. n-1) элементы И 8,1 8.п, блок 9 выбора режима работы, блок 10 фиксации переполнения, содержащий многовходовой 30 элемент И-НЕ !I, а также элемент

И-НЕ 12, шину 13 счетных импульсов, формирователь 14, содержащий элемент . ИЛИ-НЕ 1 5, инв ер тор 16, линию 7 задержки, инвертор 18, элемент И 9, а также шину 20 старт, элемент И-НЕ (2l шину 22 стоп, линию 23 задержки, элемент И-НЕ 24, элемент И 25, линию

26 задержки, инвертор 27, элемент

ИЛИ-НЕ 28, первую шину 29 управления„ 40 ийвертор 30, инвертор 31, элемент

И 32, шину 33 сброса, инвертор 34, вторую шину 35 управления, мультиплексор 36, и шин 37 каналов, дополнительную шину 38 управления, шины

39 выхода устройства.

Триггер 1.1 пуска„ вентиль 2.1 счета, счетчик 3.1, элемент ИЛИ-HF.

4.1, первый вентиль 5.1, триггер 7 ° 1, элемент И 8.1 образуют первый канал измерения.

Триггер 1.2 пуска, вентиль 2.2 счета, счетчик 3,2, элемент ИЛИ-НЕ

4.2, вентиль 5.2, вентиль 6.1, триггер 7.2, элемент И 8,2 образуют второй канал измерения.

Триггер 1,(п 1) пуска9вентиль

2,(n-l) счета „ счетчик 3 .(n †1 ), эле мент ИЛИ вЂ  4.,n-l), вентиль 5,(п-l), вентиль б,(n-2), триггер 7.(п-!), элемент И 8.,n-1) образуют (и-1) канал измерения.

Триггер I.n пуска, вентиль 2.п, счетчик З.п, элемент ИЛИ-НЕ 4.п, вентиль 6.(п-l) элемент И 8.п образуют

9 и-ный канал измерения.

Устройство для измерения временных интервалов содержит триггеры

l.1-l.п пуска, прямые выходы каждого из которых соединены через первые входы вентилей 2.1-2.п счета с информационными входами счетчиков 3.1—

З.п импульсов, а установочные входы логической единицы — с выходами соответствующих элементов ИЛИ-НЕ 4.1-4.п и установочными входами счетчиков импульсов, первую 5.1-5.n-l и вторую б.l-б,п-l группы вентилей, выполняю å функцию F=A-В, выходы которых соответственно соединены с входами установки логической единицы и-1 триггеров 7.1-7.n-l и с установочныMH входами логического нуля соответствующих триггеров пуска. Установочные входы логического нуля и прямые выходы тригеров 7.! — 7.п-1 соответственно соединены с выходами соответствующих элементов ИЛИ вЂ . 4.1 — 4.п-l и прямыми входами соответствующих вентилей второй группы 6.1-6.п-l, Первые входы элементов И 8.1-8.п, выходы которых соединены со вторыми входами элементов ИЛИ-HЕ 4.1-4.п соответственно, соединены с инверсными выходами тригrеров 7.1-7,п-l и прямым выходом последнего триггера пуска. Вторые входы элементов И 8.1-8,п и третьи входы этих элементов, кроме первого, сооТВр-тственно соединены с третьим и пятым выходами блока выбора режима работы 9, четвертый выход которого соединен с первыми входами элементов ИЛИ-HF. 4.1-4.п. Инверсные и прямые входы первой группы вентилей 5.1-5.n-l соответственно соединены с прямыми выходами первых и 1 триггеров пуска и инверсными входами второй группы вентилей 6.1-6.п-1, установочным входом логического нуля первого триггера пуска, первым выходом блока выбора режима работы, первый вход которого соединен с третьими входами вентилей счета и выходом блока фиксации переполнения !0, содержащего многовходовый элемент

И-НЕ 11, выход и входы которого являются соответственно выходом и входа—

71 4 ты, и выход второго элемента И-НЕ 24 являются соответственно четвертым и первым выходом блока выбора режмка работы. Информационные входы мультиплексора 36 соответственно соединены с прямыми ныходами. счетчиков импульсов 3.1-3.п и инверсными выходами первого счетчика импульсов, а и+1 управляющие входы мультиплексора соответственно с и шинами 37 каналов и третьей дополнительно введенной шиной 38, выходы мультиплексора яв.— ляются информационными шинами 39 устройства.

Устройство работает следующим образом.

Началу каждого цикла измерения предшествует импульс Сброс", поступающий по шине 33 на.вход сброса блока выбора режима работы 9, который обеспечивает предварительную подготовку измерителя временных интервалов к работе. Реж м измерения временных интервалов между общим сигналом "Старт и серии Старт импульсов, поступающих по одному каналу, задается уровнем логической единицы на первой шине 29 управления и второй 35 шине на третьем и четвертом входах блока выбора режима работы 9.

Импульс "Сброс" через инвертор 34, со второго выхода,. и элемент И 32, с пятого выхода, блока ныбора режима работы обеспечивает предварительную установку соответственно формирователя 14 и с помощью элементов

ИЛИ-HE 4.1-4.п, счетчиков импульсов

3.1 — 3 и, триггеров пуска 1,1-1 и и дополнительно введенных триггеров

7.1- 7.п-l. Импульс "Старт", поступающий на вход формирователя 14, перебрасывает триггер, выполненный на элементах ИЛИ-НЕ 15, И !9 и вчором инверторе 18, устанавливая при этом, через первый инвертор 16 и линию saдержки 17 разрешающий уровень логической единицы на первом входе элемента И-НЕ !2, Счетные импульсы с входной шины 13 через элемент И HE

12 и вентили счета 2.1-2.п, на первых и третьих управляющих входах ко" торых установлены разрешающие уровни соответственно с прямых выходов триггеров пуска I.l-l,n и выхода блока фиксации переполнения, поступают на информационные входы счетчи- ков импульсов 3,1-3.п. "Стоп" импульсы, момент прихода которых необходи35

3 14658 ми блока фиксации переполнения. Входы блока фиксации переполнения, количество которых определяется разрядностью счетчиков импульсов, соединены

5 с выходами последнего счетчика импульсов. Вторые входы вентилей счета соединены с выходом элемента И-HE 12, второй и перный входы которого соответственно соединены с шиной счетных импульсов 13 и выходом формирователя ! 4, содержащего элемент ИЛИ-НЕ 15, выход которого соединен через первый инвертор 16 с входом линии задержки 17 и через второй инвертор 18 15. с первым входом элемента И 19, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ-HE 15, второй вход элемента - ИЛИ-HE и второй вход элемен— та И являются соответственно шиной 20

"Старт" 20 и установочным входом формирователя, который соединен со вторым выходом блока выбора режима рабо- . ты, содержащего первый элемент И-НЕ

21, первый вход которого, являющийся 25 вторым входом блока выбора режима работы, соединен с шиной "Стоп" 22 и через -первую линию задержки 23 с первым входом второго элемента ИНЕ 24, второй вход которого, являю- 30 щийся первым входом блока выбора режима работы, соединен со вторым входом первого элемента И-НЕ, выход которого соединен с первым входом первого элемента И 25 и через вторую линию задержки 26 и первый инвертор 27 с первым входом элемента

ИЛИ-НЕ 28, выход которого является третьим выходом блока выбора режима работы> третий вход второго элемента 4п

И-НЕ 24, являющийся тре тьим входом 29 блока выбора режима работы, соединен через второй инвертор 30 с третькч входом первого элемента И-НЕ 21 и входом третьего иннертора 31, выход которого является пятым выходом блока выбора режима работы, первый вход второго элемента И 32 соединен с шиной 33, являющийся входом сброса блока выбора режима работы, соединен с входом третьего иннертора 34, выход которого, являющийся вторым выходом блока выбора режима работы, соединен через первый элемент И 25 со вторым входом элемента ИЛИ-НЕ 28, вы- 55 ход второго элемента И 32, второй вход которого соединен со второй шиной 35 управления и является четвертым входом блока выбора режима рабо5 4658 мо зафиксировать, со нторого входа 22 блока выбора режима работы через первую линию задержки 23 и второй элемент И-HE 24, на втором и третьем

5 входах которого установлены разрешающие уровни, поступают на первый выход блока 9 выбора режима работы.

Первый "Стоп" импульс, с первого выхода блока выбора режима работы, передним фронтом перебрасывает первый триггер пуска 1,1, устанавливая на первом входе первого нентиля счета

2.1 запрещающий уровень логического нуля, останавливая при этом счет пер- 1 ного счетчика импульсон 3.1, и разрешающий уровень на инверсном входе первого вентиля 5.1 Задним фронтом

"Стоп" импульса через вентиль 5.1 перебрасывается первый триггер 7.1, устанавливая с прямого выхода триггера разрешающий уровень на прямом входе первого вентиля 6.1, Второй Стоп" импульс через первый вентиль 6.1 передним фронтом перебрасывает второй 25 триггер пуска 3.2, останавливая при этом с помощью вентиля счета 2.2 второй счетчик импульсов 3.2, а задним фронтом через вентиль 5,2, на инверсном входе которого с прямого выхода нторого триггера пуска 3,2 предварительно усТановлен разрешающий уровень, перебрасынает второй триггер 7.2. Фиксация момента прихода последующих "Стоп" импульсов произво1 дится аналогично. Признаком окончания цикла измерения является переполнение или прекращение счета, по Стоп" импульсу, последнего счетчика импульсов. 40

Измерение и временных интервалов в нескольких циклах измерения задается предварительной установкой уровней логической единицы и логйческого нуля соотнетственно на шинах 29 и 35 4> управления на третьем и четвертом входах блока выбора режима работы 9.

В этом случае импульс "Сброс", поступающий между циклами измерений с выхода иннертора 34, предустанавливает формирователь 14 и через элементы И 25 и ИЛИ-HE 28, на первых входах которых устанонлены разрешающие уровни соответственно логической единицы и логического нуля поступает на вторые входы элементов И 8.1-8.п, на третьих входах которых с пятого выхода блока выбора режима работы установлен. разрешающий уровень логичес71 кой единицы В зависимости от состояния триггеров 7. 1-7 . n-1, а также последнего. триггера пуска I.п, определяющих наличия зафиксированных в предЫцущих циклах измерений временных интервалов в соответствующих счетчиках импульсов 3.1-3..п, на первых входах элементов И 8.1-8.п соответственно, установлены запрещающий уровень логического нуля (если в данном измерительном тракте зафиксирован временной интервал) или разрешающий уровень логической единицы (если в данном тракте не зафиксирован временной интервал). Таким образом, по импульсу "Сброс", поступающему с третьего выхода блока выбора режима работы, производится с помощью элементов И 8.1-8.п и ИЛИ-НЕ 4,1-4,п предварительная установка только тех счетчиков импульсов 3.1 Ç.п, в которьгх не было зафиксировано измеренных значений нременных интервалов, что обеспечивает накопление измеренных значений временных интервалов.

Измерение временного интервала от импульса Старт" до последнего, в пределах максимального измеряемого временного интервала, импульса "Стоп задается предварительной установкой уровней логического нуля и логической единицы соответственно на шинах

29 и 35 управления на третьем и четвертом входах блока выбора режима работы 9. Предварительная подготовка устройства для измерения временных интервалов по импульсу "Сброс" и запуск устройства по импульсу "Старт" производится так же, как и при измерении временных интервалов между общим сигналом "Старт" и серии "Стоп" импульсов.. "Стоп" импульсы, поступающие на вторую шину 22 .блока выбора режима работы через первый элемент И-HE 21, первый элемент И 25, на втором входе которого установлен разрешающий уровень логической единицы, поступают на первый вход, а через вторую линию задержки 26 и первый инвертор 27 — на второй вход элемента ИЛИ-HE 28, формируя на нем импульсы "положительной" полярности, которые с третьего выхода блока выбора режима работы поступают на вторые входы элементов И 8.1-8.п. Так как с пятого выхода блока выбора режима работы установлен на третьих входах элементов И 8.2-8.п. запре1465871

8 хождения соответственно, Старт" и

"Стоп" импульсов.

Формула изобретения

55 щающий уровень логического нуля, то импульсы "положительной полярности через элемент И 8.1, на первом входе которого установлен разрешающий уровень логической единицы, поступают на второй вход элемента

ИЛИ-НЕ 4.1. Элемент ИЛИ-НЕ 4.! обеспечивает, по каждому импульсу "Стоп предустановку (обнуление) первого счетчика импульсов 3.1. Окончанием цикла измерения является признак переполнения последнего счетчика импульсов,уровень логического нуля), сформированный блоком фиксации переполнения 10, который поступает на третьи входы вентилей счета 2.1-2.п, останавливая счетчики импульсов 3.1—

З.п и с первого входа блока выбора режима работы на вторые входы перво- 2р го 21 и второго 24 элементов И-НЕ, запрещая прохождение Стоп" импульсов. Таким образом, по окончании цикла измерения, в первом счетчике импульсов 3.1 будет зафиксирован вре- 25 менной интервал, длительность которого равна разности максимально воз— можного временного интервала и временного интерваладо последнего, в данном цикде измеренияимпульса "Стоп .Необ- 3р ходимое значение временного интервала от импульса "Старт" до последнего, в пределах максимально возможного измеряемого временного интервала, импульса Стоп достигается путем считывания информации с инверсных выходов первого счетчика импульсов

3,1.

Мультиплексор 36 обеспечивает вывод измеренных значений временных 4О интервалов на внешние шины 39 устройства в произвольной последовательности путем установки разрешающего уровня на соответствующей шине 37 каналов, в случае измерения временных интервалов между обцим сигналом

"Старт и серии "Стоп" и. .пульсов, измерения п временных интервалов в нескольких циклах измерения, установкой разрешающего уровня на третьей 5р

38 дополнительно введенной шине в случае измерения временного интервала от импульса "Старт" до последнего, в пределах максимального измеряемого временного интервала, импульса

"Стоп".

Введенные в устройство линии задержки 17, 23, обеспечивают компенсацию разницы задержек трактов про1. Устройство для измерения временных интервалов, содержащее п счетчиков импульсов, и вентилей счета, п элементов И, пэле,ментов ИЛИНЕ, блок выбора режима работы, формирователь, вход которого соединен с шиной "Старт", шина "Стоп", шина Сброс соединены с соответствующим входом блока выбора режима работы, информационные входы каждого из и счетчиков соединены с .выходами соответствующих вентилей счета, первые входы которых соединены с прямыми выходами соответствующих триггеров пуска, выход первого из и элементов

ИЛИ-НЕ соединен с S-входом соответствующего триггера пуска, первый вход и-го элемента И соединен с прямым выходом и-го триггера пуска, о т л ич ающ ее с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него дополнительно введены мультиплексор, блок фиксации переполнения, первая и вторая группы из п-1 вентилей, и-1 триггеров, элемент

И-НЕ, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом формирователя и входной шиной счетных импучьсов> выход элемента И-НЕ соединен с объединенными между собой вторыми входами п вентилей счета, третьи входы которых соединены с первым входом блока выбора режима работы и выходом блока фиксации переполнения, входы которого соединены с соответствующими выходами и-го счетчика импульсов и соответствующими входами мультиплексора, прямые выходы первых и-1 триггеров пуска соединены с соответствующими инверсными входами первой группы вентилей, выходы которых соединены с соответствующими S-входами п-1 триггеров, прямые выходы которых соецинены с соответствующими прямыми входами второй группы вентилей, инверсные входы которых объединены между собой и с прямыми входами первой группы вентилей и соединены с В-входом первого триггера пуска и первым выходом блока выбора режима работы, второй выход которого соединен с установочным входом формирователя, третий вы65871

Составитель В. Котов

Редактор И. Сегляник Техред Л.Олийнык Корректор Н. Король

Заказ 946/49

Тираж Зб4

Подписное

BHHHIIH ГосуДарственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101

9 14 ход блока выбора режима работы соединен с объединенными между собой вто. рыми входами и элементов И, четвертый выход блока выбора режима работы соединен с объединенными первыми входами и элементов ИЛИ-НЕ, вторые входы которых соединены с выходами соответствующих и элементов И, выходы и элементов ИЛИ-НЕ соединены с

S-входами триггеров пуска и R-входами соответствующих счетчиков, R-аходы п-1 триггеров соединены с соответствующими выходами п-1 элементов

ИЛИ-НЕ, инверсные выходы и-1 триггеров соединены с первыми входами первых и-1 элементов И, R-входы последних n"1 триггеров пуска соединены с соответствующими выходами второй группы вентилей, третьи входы последних и-1 элементов И соединены с пятым выходом блока выбора режима работы, второй, третий и четвертый входы которого подключены соответственно к шине "Стоп",, к первой и второй шинам управления, информационные входы мультиплексора соединены соответственно с прямыми и инверсными входами первого счетчика импульсов, с прямыми входами последующих и-2 счетчиков импульсов.

2. Устройство по и, l, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок выбора режима работы содержит две линии задержки, четыре инвертора, элемент ИЛИ-НЕ, два элемента И и два элемента И-HE„ причем первый вход первого элемента И-НЕ, являющийся вторым входом блока выбора режима работы соединен через первую линию задержки с первым входом второго элемента И-НЕ, второй вход которого, являющийся первым входом блока выбо ра режима работы, соединен с вторым входом первого элемента И-НЕ, выход которого соединен с первым входом первого элемента И и через вторую линию задержки и первый инвертор с первым входом элемента ИЛИ-НЕ, выход которого является третьим выходом блока выбора режима работы, третий вход второго элемента И-НГ, являющийся третьим входом блока выбора режима работы, соединен через второй инвертор с третьим входом первого элемента И-HE и входом третьего инвертора, 1р выход которого является пятым выходом блока выбора режима работы, первый вход второго элемента И, являющийся входом сброса блока выбора режима работы, соединен с входом четвертого инвертора, выход которого» являющийся вторым выходом блока выбора .режима работы, соединен через первый элемент

И с вторым входом элемента ИЛИ-НЕ, выход второго элемента И, второй

20 вход которого является четвертым входом блока выбора режима работы, . и выход второго элемента И-HE являются соответственно четвертым и первым выходами блока выбора режима ра25 боты.

3. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что формирователь содержит линию задержки, два инвертора, элемент И и элемент.ИЛИ-НЕ, 30 выход которого соединен через первый инвертор с входом линии задержки и через второй инвертор — с первым входом элемента И, выход которого .соединен с первым входом элемента

З ИЛИ-НЕ, причем вторые входы элементов ИЛИ-HF. и И являются соответственно входом "Старт" и установочным входом формирователя, а выход линии задержки, является выходом формирова40 теля.

4. Устройство по п. 1, о т л и чающе е с я тем, что блокфиксации переполнения содержит много4 входовый элемент И-НЕ, входы и выход которого являются соответственно входами и выходом блока фиксации переполнения.