Устройство для допускового контроля длительности временных интервалов

 

Союз Свветскнк

Свцналмстнцесинк

Ресаублин(t ti657404 (61) Дополнительное н авт. свнд-ву (22) ЗаивлЕио 26. 11,76(21) 2423298/18-10 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет

Опубликовано 15.04.7B,Бюллетень ¹ 14

Дата опубликования описания 18.04. 7g

2 (Sl) М. Кл.

G04 F l0/04

Гееуаарстееиай вютет

СССР в дулаи нафвтюаа н еткрмтна (53) УДК 681.011 (088. 8) аавитель (54) УСТРОЙСТВО ЙЛЯ ЦОПУСКОВОГО КОНТРОЛЯ

ДЛИТЕЛЬНОСТИ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ

Изобретение относится к области цифровой контрольно-измерительной техники и может найти применение в системах автоматического контроля и обработки результатов наблюдений при исследованиях, например, в области электрических измерений, автоматики, вычислительной техники, эксперйментапьной физики и т.д.

Известны устройства дпя точного измерения малых интервалов времени путем подсчета импульсов ипи попупериодов переменного тока (1). Подобные системы состоят иэ источника сигнала стабильной частоты, подключенного через ключ к счетчику импупьсов. Второй вход ключа соединен с формирователем временных интервалов, управпяемым по двум входам одиночными импульсами, интервап времени между которыми подлежит

20 измерению. Такие устройства имеют ограниченную область применения. и непосредственно дпя контроля отрезов времени не пригодны.

Известно, в частности, устройство дпя попускового контроля дпитепьности временных интервалов, содержащее дешифратор, связанный через блок ячеек памяти с узпом индикации, и носцедоватепьно соединенные QQ грщтер, клкщ, подключенный к генератору импульсов стабильной частоты, счетчик импульсов и схему совпадений (2).

Известное устройство имеет ограниченные функциональные воэможности и не позволяет контролировать последова-. тельность повторяющихся временных интервалов, следующих через достаточно малые промежутки времени, так как в течение паузы оператор не успевает подготовить систему к очередному циклу работы..

Цепью изобретения является упрощение устройства и расширение его функционапьных возможностей.

Бдя этого в устройство введены три элемента И, допопнитепьный счетчик импупьсов, Тгриггер, формирователь

657 Ю4 импульсов запрета, генератор импульсов сброса, два одновибратора и два зпемента ИЛИ, входы первого из которых подключены к входным клеммам устройcTBQ, а выход соединен с входами 5

Т-триггера и первых двух элементов

И, втор- .те входы последних подключены к выходам Т вЂ” триггера; прп этом выходы первых двух элементов И соединены соответственно с 5 - входом RS- ilO

-триггера и одним из входов третьего и и элемента И, подключенного остальными входами к счетчику импульсов и подсое диненного через формирова те пь импупьсов запрета к генератору импульсов сброса, к первому Я, — axogy Я 9 -триггера, к управляющим входам блока ячеек памяти и к входу одновибратора, выход которого через второй эпемент ИЛИ, подсоединенный вторым входом к схеме совпадений, подключен к входу дополнительного счетчика импульсов, причем

И И между выходом второго элемента ИЛИ и импульсным входом дешифратора, второй вход которого соединен с выходом дополнительного счетчика импульсов, подключен второй одновибратор„ а выход схемь| совпадений соединен со вторым — входом R S - триггера.

На фиг. 1 приведена схема описываемого устройства; на фиг. 2 — 4 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

На фиг. 1 приняты следующие обозначения: 1-схема ИЛИ; 2 — Т - триггер;

3,4 — схемы И; 5- ВЬ-триггер; 6ключ; 7 — генератор импульсов стабильной частоты," 8 - счетчик импульсов;

9 - схема совпадений; 1Ю вЂ” схема И;

11 — дешифратор; 12 - блок ячеек

46 памяти; 13 - узел индикации; 14 — формирователь импульсов запрета (ФИЗ);

15 — генератор импульсов сброса (ГИС);

16 - допопнитепьный счетчик импульсов; 17, 18 - одновибраторы; 19—

45 схема ИЛИ.

Б исходном состоянии триггеры 2,5 и счетчики импупьсов 8, 16 установлены в нуль. Низкий уровень выходного сигнаБО па триггера 5 запрещает прохождение импульсов стабильной частоты от автогенератора 7 к счетчику Ц. Схема совпадений 9 выдает нулевой потенциал и блокирует Я- вход Я5-триггера 5.

Затем на клеммы А и В устройства со сдвигом во времени на Т постуearns первые два входных импульса (зпюры 20 и 21 фиг. 2), ограничивающие нервый контролируемый временной интервал длительностью Т. Зти имупьсы объединяются элементом ИЛИ 1 (Жкьра 22) и используются для счетного запуска Т-триггера 2.

Выходные напряжения последнего (например, эпюра 23 фиг. 2) и потенциал элемента ИЛИ 1 обрабатываются элементами И 3 и 4. На их выходах появляются сигналы {эпюры 24 и 25 фиг. 2), которые в данном случае тождественно совпадают с входными сигналами (эпюры соответственно 20 и 21 фиг.2). Такое совпадение свидетепьствует о том, что импульсы на входах устройства появляются поочередно и, следовательно, система не подвергается воздействию одиночных импульсов — помех.

По положительному перепаду выходного сигнала элемента И 3 (эпюра 24) на единичном выходе триггера 5 устанавливается высокий потенциап {эпюра 26 ).

Ключ 6 открывается, и импульсная последовательность, вырабатываемая генератором 7 (эпюра 27), начинает проходить на счетчик 8 (эпюра 28). При первом срабатывании счетчика схема совпадений 9 дебпокирует Я - вход триггера

Ф

5 и триггер опрокидывается. Для функционирования схемы необходимо, чтобы входные импульсы превосходили по длительности период следования импупьсов генератора 7 (например1 Г +Pat, ). Процесс наполнения счетчика 8 иплюстрируетс — зпюрой 29 фнг. 2.

Пусть М(Ь)- текущее значение числа, накопленного счетчиком 8, тогда при с, удовлетворяющих соотношению И <ИМ)< И срабатывает элемент И 10 и формирует временные ворота с длительностью, не превосходящей 2t (эпюра 30 фиг.2), симметричные относительно момента Г + Т, где," и соответственно поповина ширины поля допуска и норма длительности интервала, ai Г - время прихода положительного фронта импульса с элемента И 3.

Если конец контролируемого временного. интервала находится в пределах поля допуска, т.е. Т -, < Т < Т, то попожитепьный перепад выходного сигнала элемента И 4 попадает во временные ворота и проходит через элемент И 10 (зпюра 30-1) на ФИЗ 14, который вырабатывает одиночный импульс запрета длительности Г (эпюра 31). Отрицательный перапад этого импульса возвращает триггер 5 в исходное состояние

657401 запускает ГИС 15 (эпюрв 32 фиг.2), устанавливающий счетчик 8 в нуль (эпюра 29} и переводит первый од!совибратор 18 в режим генерации импульса длительностью Г2 (эпюрв 34).Необходимо, чтобы интервал, был больше времени установки счетчика 8 в нуль.

Выходные сигналы схемы соьпадений 9 (эпюра .33) и первого одновибратора, просуммированные элементом ИЛИ 19 (эпюрв 35), используются цля запуска второго одиовибратора 17, формирующего импульс длительностью Г (Q (эпюра 36 фиг.2).

По положительному перепаду этого импульса срабатывает счетчик импульсов 16. Число, записанное в счетчике 16, увеличивается на единицу, происходит перераспре де пение потенциалов на выходах счетчика и по отрицательному перепаду выходного импульса второго одновибратора срабатывает первый канал дешифратора 11, подключенный к первой ячейке памяти. Иа управляющих входах ячейки памяти присутствует потенциал запрета (эпюра 31), поэтому состояние ячейки 12 при этом не изменяется, а на узел индикации 13 выводится информация о том, что длительность первого из контролируемых временных интервалов лежит в заданных пределах.

Затем на входы устройства поступает следующая пара импульсов. Если длительность ограничиваемого ими временно55

ro интервала лежит в сегменте (7<- ; Т у

Э

+," ), то схема функционирует описанным выше образом и т.д.

Пусть теперьТ<Т-, Гили Т >Т,+ Г (сигналы соответственно О(. и Р на эпюре

4О

21-1 фиг.3). В этом случае элемент

И 10по-прежнему формирует временные ворота (эпюра 30-2 фиг.3), однако передний фронт импульса Д (или Ь ) не проходит к ФИЗ. Содержимое счетчика 8 монотонно возрастает (эпюра 29-1 фиг. 3) и при Ьо счетчик переполняется. так, что И (t ) = О.

При этом. нв выходе схемы совпадений 9 появляется нулевой потенциал (эпюра 33-1), который возвращает в исходное состояние триггер 5 и отклю— чает счетчик 8 от генератора 7, поэтому при 4% t и до поступления на устройо ство следующей пары входных импульсов g (1)=О..Через элемент ИЛИ 19 (эпюра 35-1) выходной сигнал схемы 9 запускает одновибрвтор 17. Прои<-..сопит срабатывание дополнительного сч тчика

1 6, соответствующего канала дешифр&тора и подключенной к нему ячейки памяти, так как э данном случае ФИЗ 14 не выработал потенциала запрета (эпюра 31-1).

На узел индикации выводится информация о том, что длительность этого временного интервала не соответствует заданным пределам.

Легко видеть,что устройство нормально функционирует и при произвольном чередовании контролируемых временных интервалов, часть из которьж находится в пределах поля допуска, в другая часть выходит за эти пределы.

Работа блоков 1-4 заключается в следующем.

Пусть в сигнале, поступающем на вход А", присутствуют импульсы помехи и Д (эпюра 20-.3 фиг.4). Узел из элементов И 3,4, ИЛИ 1 и триггера

2 преобразует совокупность входных сигналов (эпюры 20-3 и 21-3) в последовательности импульсов, представленные на эпюрах 24-3 и 25-3. Контролю будут подвергнуты интервалы 71 +Т, квжЭ дый из которых не соответствует норме.

Если после этого входные сигналы подать непосредственно на 5 -вход триггера 5 и вход элемента И 10, то результат контроля окажется положительным, так как в этом случае импульсы f и Д нв измерительную систему не воздействуют. Янализируя.ситуацию, можно сделать заключение о присутствии импульсов-помех и их задержке относительно входных сигналов. Изложенное иллюстрируется и другими эпюрами фиг. 4 (Я, g, IT — импульсы помеха).

Формула изобретения устройство " для допускового контроля длительности временных интервалов, содержащее дешифратор, связанный через блок ячеек памяти с узлом индикации, и последовательно соединенные RS -триг- гер, ключ, подключенный к генератсру импульсов стабильной частоты, счетчик импульсов и схему совпадений, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения и расширения функциональнык возможностей, введены три элемента И, дополнительный счетчик импульсов, Т-триггер, формирователь импульсов запрета, генератор импульсов сброса, два одновибратора импульсов запрета, гене7

С ратор импупьсов сброса, цва одновибратора и цва элемента ИЛИ, входы первого из которых поцкпючены к входным кцеммам устройства, а выход соединен с входами Т-триггера и первых двух элементов И, вторые входы последних подключены квыхоцам Т-триггера, при этомвыходы первых двух эпементов И соединены соответственно с Я -входом К -триггера и оцним из входов третьего эпемента И, подкпюченного остальными входами к счетчику импупьсов и подсоединенного через форми рова те пь и мпу льсов запрета к генератору импупьсов сброса, к первому

Я вЂ” входу КЯ-триггера, к управляющим входам .блока ячеек памяти и к входу одновибратора, выход которого через второй

7404 эпемент ИЛИ, подсоединенный вторым вхо-. дом к схеме совпадений, подключен к входу цопопнитепьного счетчика импульсов,. причем между выходом второго элемента

ИЛИ и импульсным входом дешифратора, второй вход которого соецинен с выходом дополнительного счетчика импупьсов, подключен второй одновибратор, а выход схемы совпадений соединен со вторым R

16 входом Q Q-триггера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бласов В. А. и др. Аппаратура для частотных и временных измерений. М., "Сов. радио", 1971, с. 167-198.

2. Авторское свидетельство СССР

% 414567, кл.504 F 10/04, 1974.

657404

В-1

Л-1

Л-1

3f-1

Й/2. 5

20-2

25-2

Составитель В. Митряев

Редактор С. Хейфиц Техред Э. Чужик Корректор М. Пожо

Заказ 1793/46 Тираж 501 Подписное

IIHHHIlH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4