Измеритель временных параметров случайных импульсных потоков

 

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано в системах статистического временного анализа параметров случайных импульсных потоков сигналов различного физического происхождения. Цель изобретения - повышение точности измерений и расширение динамического диапазона достигается путем измерения длительности коротких импульсов, меньше длительности цикла записи. Для этого в измеритель временных параметров случайных импульсных потоков дополнительно введены шесть триггеров, четыре линии задержки, пять логических элементов ИЛИ, инвертор, элемент И - НЕ, два элемента И, две группы вентилей и счетчик. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (191 (11) (51)5 G 01 R 2 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОР(КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТМННЫЙ КОМИТЕТ

ПО. ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОММРЦТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4606590/24-21 (22) 22.09.88 (46) 30.06.90. Бюл. У 24 (71) Белорусский государственный университет им. В.И Ленина (72) Е.В. Новиков. и .В.М. Степурко (53) 621.317.7(088.8) (56) Гитис Э.И., Пискунов Е.А. Анало..го-цифровые преобразователи. - М.:

Энергоиздат, 1981, с ° 140-141.

Авторское свидетельство СССР

1(976426, кл. G 04 F 10/04, 1980.

Авторское свидетельство СССР

В 1174899, кл. С 04 F 10/04, 1985. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕННЫХ ПАРАМЕТРОВ

СЛУЧАЙНЫХ ИМПУЛЬСНЫХ ПОТОКОВ

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано в системах статистического временного анализа параметров случайных импульсных потоков сигналов различного физического происхождения.

Цель изобретения — повышение точности измерений и расширение динамического диапазона за счет измерения длительности коротких импульсов (меньше длительности цикла записи).

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства, а на фиг. 2 и 3 .- временные диаграммы, поясняющие принцип его работы.

Измеритель временных параметров случайньи импульсных потоков содержит

2 (57) Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано в системах статистического временного анализа параметров случайных импульсных потоков сигналов различного физического происхождения. Цель изобретения — повышение точности измерений и расширение динамического диапазона достигается путем измерения. длительности коротких импульсов меньше длительности цикла записи. Для этого в измеритель временных параметров случайных импульсных потоков дополнительно введены шесть триггеров, четыре линии задержки, пять логических элементов ИЛИ, инвертор, элемент И-НЕ, два элемента И, . две группы вентилей и счетчик, 3 ил. формирователь 1 импульсов с запуском по заднему фронту входного импульса, формирователь 2 импульсов с запуском по переднему фронту входного импульса, триггеры 3-8, линии 9-12 задержки, элементы ИЛИ 13-17, инвертор 18, -элемент И-НЕ 19, генератор 20 импуль сов, счетчики 21-25, элементы И 26 и

27, две группы вентилей 28 и 29, запоминающие блоки 30 и 31, входную шину 32, установочную шину 33, причем входная шина 32 соединена с входами аВ1 формирователей 1 и 2, с третьим вхо- 3 дом элемента И-НЕ 19 и вторым входом, элемента ИЛИ 17, инверсный выход фор мирователя 1 подключен к С-.входам триггеров 3 и 5 и через линию 9 задержки к первому входу элемента ИЛИ

75135

1Î

55 Ilo заднему фронту первого импуль-

I са входного потока запускается форми3 15

13, второй вход которого подключен к прямому выходу- триггера 3, а выход соединен с С-входом счетчика 21, первыми входами элемента И-k!E 19 и эле5 мента И 27, со счетным входом счетчика 24 и входом записи запоминающего блока 30, прямой выход формирователя

1 соединен с D-входами триггеров 6 и

;8 и С-входом триггера 4, прямой выход которого подключен к D-входу тригге ра 5, прямой выход триггера соединен

,с первым входом элемента ИЛИ 14, вы сод которого связан с R-. входами триг геров 4 и 5,.выход генератора 20 сое цинен с четвертым входом элемента

И-НЕ 19 и через инвертор 18 с первым входом элемента ИЛИ 17, инверсный вы жод триггера 3 подключен к второму входу элемента И-НЕ 19, выход которо-. о через линию 11 задержки соединен со счетным входом счетчика 21, выход переполнения которого подключен к первому входу элемента И 26, выход эле мента И 26.соединен со счетным входом счетчика 23, инверсный выход формирователя 2 связан с С-входами триггеров

7 и 8 и через линию 10 задержки со вторым входом элемента ИЛИ 16, первый вход которого подключен к прямому выХоду триггера 8, а выход к четвертому . C-входу счетчика 22, второму входу элемента И 27, к счетному входу гчетчика 25 и входу записи запоминающего блока 31, выход схемы И 27 соединен с С-входом счетчика 23, прямой

Выход формирователя 2 подключен к

D-входам триггеров 3 и 4 и С-входу триггера 6, прямой выход которого связан с D-входом триггера 7, прямой

Выход триггера 7 соединен с первым

Входом элемента ИЛИ 15, выход котороГо связан с К-входами, триггеров 6 и

7, прямой выход триггера. 8 подключен к третьему входу элемента ИЛИ 17, выход которого через линию 12 задержки связан со счетным входом счетчика 22, выход переполнения которого подключен к второму входу элемента И 26, выходы счетчика 21 соединены с информационНыми входами младших разрядов запоминающего блока 30, адресные входы когорого подключены к выходам счетчика

24 выходы счетчика 22 соединены с информационными входами младших разрядов запоминающего блока 31, адресные входы которого подключены к выходам счетчика 25, на D-входы счетчиков 21-23 подан потенциал логическоro нуля, à Hà D-входы счетчика 25 логической единицы, информационные входы старших разрядов запоминающих блоков 30 и 31 соединены с выходами групп вентилей 28 и 29 соответственно, первые входы вентилей 28 подключены к инверсному выходу триггера 4, а вентилей 29 — триггера 6, вторые входы этих вентилей соединены с выходами счетчика 23, С-вход счетчика 25, R-входы счетчиков 21-24 и триггеров

3 и 8, вторые входы элементов ИЛИ 14 и 15 соединены с шиной 33 приведения устройства в исходное состояние.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом цикла измерения устройство приводится в исходное состояние импульсом, поступающим с входной шины 33. на К-входы триггеров 3 и 8, счетчиков 21-24, на С-вход счетчика

25 и через элементы ИЛИ 14 и 15,на

R-входы триггеров 4 и 5 и 6 и 7 соответственно. Импульсная последовательность, параметры которой подлежат регистрации, поступает с шины 32 на входы формирователей 1 и 2, на третий вход элемента И-НЕ 19 и второй вход элемента ИЛИ 17. В течение длительности первого импульса входного потока разрешается поступление импульсов генератора 20 через элемент И-НЕ 19 и линию 11 задержки на вход счетчика 21„ в результате чего последний совместно со счетчиком 23, производит подсчет количества импульсов генератора

20, поступивших в пределах длительности этого входного импульса ° Одновременно с этим по переднему фронту первого импульса запускается формирователь 2, С инверсного выхода формирователя 2 отрицательным импульсом через линию 10 задержки и разблокировaííûé элемент ИЛИ 16 производится предварительный нерабочий цикл записи в последнюю ячейку запоминающего блока 31 нулевого кода, содержащегося в счетчиках 22 и 23. По заднему фронту этого же импульса увеличивается на единицу состояние адресного счетчика 25, что соответствует установке адреса нулевой строки запоминающего блока 31. рователь 1. Отрицательный импульс с инверсного выхода формирователя 1 поступает через линию 9 задержки и раз-

1575135 блокированный элемент ИЛИ 13 на вход записи запоминающего блока 30, производя запись в нулевую ячейку памяти содержащегося в счетчиках 21 и 23 чис5 ла импульсов генератора 20, поступивших на счетчик 21 в пределах длительности первого импульса входной последовательности. При этом самим импульсом записи производится дополнительная блокировка счетного входа счетчика 21, осуществляемая на элементе

-HE 19, что позволяет сохранить неизенным код результата измерений на ремя записи в запоминающий блок 30. то дает возможность повысить частоту генератора и тем самым увеличить точность регистрации временных параметров входного потока. По заднему фрону импульса записи увеличивается на иницу состояние адресного счетчика

24, что соответствует установке адреса первой строки запоминающего блока

30, а также производится обнуление счетчиков 21, 23 по С-входу. Линия 25

11 задержки обеспечивает надежное обнуление счетчика 21. Ее длительность выбирается большей или равной разнос ти между временем установления счетчика 21 по С-входу и временем задержки элемента И-НЕ 19.

По окончании первого импульса входного потока и началу первого межимпульсного интервала на элементе ИЛИ

17 появляется- потенциал, разрешающий прохождение импульсов генератора 20 через линию 12 задержки на вход счетчика 22, в результате чего послецний совместно со счетчиком 23 производит подсчет количества импульсов генерато-4> ра в пределах длительности входного межимпульсного интервала. При этом время полного заполнения счетчиков

21 и 22 выбирается несколько превьпиающим время записи в запоминающие бло- 45 ки 30 и 31, что позволяет счетчику 23 последовательно обслуживать оба измерительных канала.

По переднему фронту второго импульса входной последовательности запрещается поступление импульсов генератора на счетчик 22, разрешается прохождение импульсов генератора на счетчик 21 и происходит запуск формирователя 2. Отрицательный импульс с..

55 инверсного выхода формирователя 2 поступает через линию 10 задержки и разблокированный элемент ИЛИ 16 на вход записи запоминающего блока 31, производя запись в первую ячейку памяти содержащегося в счетчиках 22 и 23 числа импульсов генератора 20, посту" пивших на счетчик 22 в пределах длительности первого межимпульсного ин тервала между задним фронтом первого ,импульса и передним фронтом второго импульса входного потока. По заднему ,фронту импульса записи увеличивается на единицу состояние ацресного счетчика 25, что соответствует установке адреса первой строки запоминающего блока 31, а также производится обнуление счетчиков 22, 23 по С-входу.

Назначение и параметры линии 12 за" держки аналогичны назначению и параметрам линии 11 задержки.

По заднему фронту второго импульса вновь запускается формирователь 1 и записывает во вторую строку запоми- нающего блока 30 содержащийся в счетчиках 21 и 23 код, соответствующий. длительности второго импульса входного потока. Аналогичным образом работает измеритель и в дальнейшем, вплоть до полного заполнения запоминающих блоков 30 и 31.

Предположим, что на каком-то эт: пе измерения межимпульсный интервал входном потоке по длительности буд::т меньше времени записи в запоминающий блок, -.å. во время записи кода длительности предыдущего импульса потока поступит передний фронт следующего импульса (фиг. За). Однако межимпульснын интервал будет измерен, и его значение зафиксируется счетчиком 22.

При этом счетчики 21 и 23 содержат результат измерения длительности предыдущего импульса. Следовательно, в этом случае требуется одновременная запись результатов измерений обоих ка. налов в память ° При этом в старшие разряды запоминающего блока 31 необходимо записать нулевые значения.

Этот процесс и обеспечивают триггеры 6 и 7 и элемент ИЛИ 15. По переднему фронту импульса формирователя 2 при наличии положительного импульса формирователя 1 на D-входе триггера 6 последний устанавливается в единичное состояние и нулевым уровнем с инверсного выхода блокирует вентиль 29, обнуляя тем самым входы старших разрядов запоминающего блока

31. 1Io окончании сигнала за-;иси формирователя 2 триггер 6 устанавливается в исходное состояние по R-входу

1575135 с помощью триггера 7 и элемента ИЛИ

15, снимая при этом блокировку с вен. тиля 29. Обнуление старших разрядов запоминающего блока 30 в канале изме5 рения длительности импульсов выполнено на триггерах 4 и 5 и вентиле 28.

Линии 9 и 10 задержки выбираются равными задержке срабатывания по С;. входу триггеров 4 и 6 соответствен: но; Так как счетчики 21 и 22 блокированы на время записи в запоминаюший блок, а импульс входного потока поступил до окончания записи, то измере, ние длительности данного импульса не может быть выполнено без большой погрешности. Поэтому данный результат не регистрируется, для чего используются в канале измерения длительности ,импульсов триггера 3, а в канале измерения длительности межимпульсных

:интервалов — триггер 8. По заднему фронту сигнала записи формирователя 1 триггер 3 при наличии положительно, го импульса формирователя 2 на его 25

: D-входе устанавливается в единичное состояние и блокирует на элементе

ИЛИ 13 очередное прохождение сигнала . записи на запоминающий блок, а на эле менте И-HE 19 прохождение импульсов 30 генератора 20 на вход счетчика 21.

При отсутствии положительного импульса формирователя 2 на 0-входе триггера 3 в момент окончания сигнала записи на его С-входе происходит снятие бло- 3 кировки с элемента ИЛИ 13 (фиг. За).

С увеличением частоты входного потока может возникнуть ситуация (фиг. Зб), когда длительность сигналов записи в запоминающий блок стано- 40 вится равной или превышает период следования входной последовательности. В этом случае по соответствующим фронтам производятся повторные запуски формирователей 1 и 2, что вызывает 45 продление длительности их выходных сигналов (сигналов записи), а задние фронты этих сигналов формируются лишь при снижении частоты входного потока до значения, обеспечивающего нормальную работу измерителя. После окончания сигналов записи снимаются блокировки счетчиков 21 и 22 по входу, производится их предустановка совместно со счетчиком 23, а также нарашиваегся содержимое адресных счетчиков 24 и

25 на единицу. Таким образом, в памяти остается зафиксированным лишь результат измерения длительности перного короткого импульса или межимпульсного интервала из участка входной последовательности, изменяющегося с.большой частотой, все остальные неверные результаты игнорируются,а общая работоспособность устройства не нарушается.

Формула изобретения

И эмери т ел ь вр еме нных параметр о в случайных импульсных потоков, содержащий генератор импульсов, два формирователя импульсов с запуском по переднему и заднему фронтам, четыре счетчика и два запоминающих блока, причем входная шина измерителя соединена с входами обоих формирователей, выходы первого счетчика соединены с информационными входами младших разрядов первого запоминающего блока, адресньге вхоггы которого подключены к выходам третьего счетчика, R-вход которого соединен с шиной установки измерителя в исходное состояние, выходы второго счетчика соединены с информационными входами младших разрядов второго запоминающего блока, адресные входы которого соединены с выходами. четвертого счетчика, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения точности измерений и расширения динамического диапазона, в него введены шесть триггеров, четыре линии задержки, пять логических элементов ИЛИ, инвертор, элемент И-НЕ, два элемента И, I две группы вентилей и счетчик, причем инверсный выход формирователя импульсов с запуском по заднему фронту подключен к С-входам первого и третьего триггеров, а через первую линию за держки к первому входу первого элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к прямому выходу первого триггера, а выход соединен с С-входом первого счетчика, первыми входами элемента И-HE и второго элемента И, со счетным входом третьего счетчика и входом записи первого запоминающего блока, прямой выход формирователя импульсов с запуском по заднему фронту соединен с D-входами четвертого и шестого триггеров и С-входом второго триггера, прямой выход которого под.ключен к D-входу третьего триггера, прямой выход третьего триггера соединен с первым входом чствертсго элемента ИЛИ, выход которого соединен с

К-входами второго и третьего триггеров, входная шина подключена. к второму входу третьего элемента ИЛИ и к третьему входу элемента И-НЕ, выход генератора соединен с четвертым входом элемента -HE и через инвертор . с первым входом третьего элемента .

ИЛИ, инверсный выход первого триггера подключен к второму входу элемента И-НЕ, выход которого через третью линию задержки соединен со счетным входом, первого счетчика, выход переполнения которого подключен к первому входу первого элемента И, выход первого элемента И соединен со счетным входом пятого счетчика, инверсный выход второго формирователя с запуском по переднему фронту соединен с С-входами пятого и шестого тригге- о ров, а через вторую линию задержки с вторым входом второго элемента ИЛИ, первый вход которого подключен к прямому выходу шестого триггера, а выход — к четвертому входу третьего 25 элемента ИЛИ, С-входу второого счетчика, второму входу второго элемента

И, к счетному входу четвертого счетчика и входу записи второго запоминающего блока, выход второго элемента gp

И соединен с С-входом пятого счетчика, прямой выход формирователя импульсов с запуском по переднему фронту подключен к D-входам первого, второго ! триггеров и С-входу четвертого триг:,,гера, прямой выход которого соединен .,с D-входом пятого триггера, прямой выход пятого триггера соединен с пер вым входом пятого элемента ИЛИ, выод которого соединен с R-входами етвертого и пятого триггеров,. прямой выход шестого триггера подключен к третьему входу третьего элемента ИЛИ, выход которого через четвертую линию задержки соединен со счетным входом второго счетчика, выход переполнения которого подключен к второму входу первого элемента И, íà D-входы первого, второго и пятого счетчиков подан !

;потенциал логического нуля, а на D входы четвертого счетчика — логической единицы, информационные входы старших разрядов первого и второго запоминающих блоков соединены с выхо дами соответственно первой и второй групп вентилей, первые входы венти лей первой и второй групп подключены

;к инверсным выходам соответственно второго и четвертого триггеров, а вторые входы вентилей соединены с вы ходами пятого счетчика, С-вход четвертого счетчика совместно с R-входами первого, второго, пятого счетчиков, R-входами первого, пятого триггеров и вторыми входами четвертого и пятого элементов ИЛИ соединены с входной шиной установки измерителя в исходное .состояние.! 5751 35

Ъа

Ф4

СГ22

Зйи ИУЮ

Я@ э ИУЛ

СГ25

Фиг.2

mf

5g

ЗйпИЪ б 7УЮ

Мтсь дЗП! бид

Ф! б

euza

Составитель Л. Стройкова

Техред Л.Сердюкова Корректор Э. Лончакова

Редактор Л. Веселовская

Заказ 1783 Тираж 558 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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