Устройство для измерения периода

 

О и я"с - "- е

Союз Советских

Соцмалмстмчеснмх

Республик

664153

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТВЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву (51) М. Кл, 2 (22) Заявлено 24.02.77(21) 2455746/18-10

604 F «OIO4 с присоединением заявки №

Геаударатаннннй-пюннтет

СССР на делам нзеератеннй

° н еткрмтнй (23) Приоритет

Опубликовано 25.05.79 Бюллетень № 19 (53) УДК 681.11 (088. 8) Дата опубликования описания 28.05.79 (72) Авторы изобретения

Л. J1. Балашов, 10. A. Плужннков, Е. A. Евсеев н А. Н. Горбунов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к электронзмерительной технике и может быть использовано в цифровых приборах.

Известны измерители временных интервалов, содержашие ключ, входной формирователь, генератор квантуюшнх импульсов, счетчик импульсов н цифровое отсчетное устройство («). . Недостаток известных измерителей временных интервалов - низкое быстро--:действие.

Наиболее близкйм по технической сушности к предложенному является устройство для измерения периода, содержашее генератор вталонной частоты, выход ко- . торого через первый ключ соединен с входом счетчика импульсов, один нэ вы« ходов которого соединен с управляюшнм входом второго ключа, второй управляющий вход которого соединен с выходом схемы ИЛИ, подключенной входами к выходам дешнфратора подднапазонов, входы которого подключены к вьгходам счетчика йодднапаэонов, третий вход второго ключа г.

llJIA ИЗМЕРЕНИЯ EPHOQA

2 подсоединен к выходу формирователя им пульсов, управляюший вход которого

1 подсоединен к выл оду первого триггера и к управляющему входу первого ключа, а второй вход- к управляюшему входу пускового ключа, подключенного выходом к первому входу первого триггера (2).

Известное устройство имеет недос гаточуый диапазон измерений.

«1ель изобретения - расширение диапазона намерений.

Поставленная цель достигается эа ,счет того, что в устройство, содержашее генератор эталонной частота|, выход,ко- . торого через йервый ключ соединен со

15 входом счетчика импульсов, один иэ выходов которого соединен с управляюшнм входом второго ключа, второй управляюшнй вход которого соединен с выходом схемы ИЛИ, подключенной входами к выходам дешнфратора подднапазонов, входы которого подключены к выходам счетчика подднапазонов, третий вход второго ключа нодсоедннен .к выходу формн

3 66 рователя импульсов, управляюший вход которого подсоединен к выходу первого триггера и к-управляюшему входу первого ключа, а второй вход — к управляюшему входу пускового ключа, подключен« ного выходом к первому входу первого триггера, снабжено вторым триггером, двумя ключами, двумя схемами ИЛИ и выходными ключами, входы которых соединены с выходами счетчика поддиапазонов, а управляюшие входы объединены и подключены к управляюшему входу третьего ключа и прямому выходу второго триггера, инверсный выход которого подключен к управляюшим входам дешифра" тора поддиапаэонов и четвертого ключа, второй вход которого соединен свыходом формирователя импульсов и вторым входом третьего ключа, выход которого подключен к входу второй схемы ИЛИ, подийоченной вторым входом к вьиоду второго ключа, а выходом - ко второму входу первого триггера, выход четвертого ключа соединен с входом третьей схемы ИЛИ, подключенной вторым входом к выходу переполнения счетчика ймпульсов и ко входу второго триггера, а выходом к входу счетчика поддиапазонов, Блок-схема предлагаемого устройства для измерения периода приведена на чертеже.

Устройство для измерения периода содержит генератор 1, ключ 2, счетчик импульсов 3, триггер 4, входной формирователь 5, пусковой ключ 6, триггер 7, схему ИЛИ 8, дешифратор поддиапазо. нов 9, счетчик поддиапазонов 10, схемуi

ИЛИ 11, ключи 12 и 13, схему ИЛИ 14 и ключ 15, а также выходные ключи

16„-. 161Ч. Выход генератора 1 через ,ключ 2 соединен с входом счетчика импульсов 3. Один из выходов счетчика

0 импульсов 3 соединен с управляюшим входом второго ключа 12. Второй управляюший вход второго ключа 12 соединен с выходом схемы ИЛИ 8. Входы схемы

ИЛИ 8 подключены к выходам дешифратора поддиайазонов 9. Входы дешифрато-. ра поддиапазонов 9 йодключены к выхо-дам счетчика поддиапаэонов 10. Третий вход второго ключа 12 подсоединен к выходу .формирователя 5 импульсов. Уп. равляюший вход формирователя 5 подсое» динен к выходу триггера 4 и к управляющему входу, первого ключа 2, а второ вход к управляюшему входу пускового ключа 6, подключенного выходом к единичному входу триггера 4. Входы выход

4 153 4 ньк ключей 16 - . 16Я соединены с выходами счетчика поддиапазонов 10, а управляюшие входы выходных ключей объединены и подключены к управляющеми аходу третьего ключа 13 и к единичному выходу дополнительного триггера 7. Нулевой выход триггера 7 подключен к управляюшим входам дешифратора поддиапазонов 9 и четвертого„ключа 15.

Второй вход четвертого ключа-5 соединен с выходом формирователя 5 и вторым входом третьего ключа 1 3. Выход третьего ключа 13 подключен.к входу второй схемы ИЛИ 11. Второй вход вто1 рой схемы ИЛИ 11-подключен к выходу ключа 12, а выход - к нулевому входу триггера 4, Выход четвертого ключа 15 соединен с входом третьей схемы ИЛИ 14, Второй вход третьей схемы ИЛИ 14 под20 ключен к выходу переполнения счетчика импульсов 3 и к единичному входу дополнительного триггера 7. Выход третьей схемы ИЛИ 14 подключен к входу счетчика поддиапазонов 10.

Работает устройство следуюшим образом. В начальный момент примем состояние триггеров, при котором на нулевом (инверсном) выходе разрешаюший (высокий) потенциал, за нулевое - О, а состояние триггеров, при котором на единичном (прямом) выходе разрешающий (высокий) потенциал, за единичное - 1.

В исходном состоянии триггеры 4, 7 и счетчики 3, 10 находятся в нулевом состоянии. Ключ,2 и формирователь 5 закрыты запрешаюшим (низким) потенциалом единичного выхода триггера 4.

Второй ключ 12 закрыт запрешаюшим (низким) потенциалом выхода счетчи-ка 3, а также низким потенциалом с выхода схемы ИЛИ 8. Третий ключ 13 и выходные ключи 16 -.; 16M закрыты запрешаюшим (низким) потенциалом единичного выхода дополнительного тригге-

45 ра 7. Лешифратор поддиапаэона 9 и чет- вертый ключ 15 открыты по управляюшим входам разрешаюшим потенциалом нулевого выхода дополнительного триггера 7. При поступлении на вход пускового ключа 6 сигнала "Пуск и с приходом на.вход устройства импульса, соответствуюшего началу измеряемого периода, последний через пусковой ключ 6 проходит на единичный вход триггера 4, но и 55 не проходит на выход формирователя 5.

Переключаясь| триггер 4 открывает ключ 2 для прохождения счетных импулт сов с генератора 1 на счетчик 3. Кроме

664153 того, ра .зрешается прохождение импульсов, соответствующих измеряемых периодов через формирователь 5.

Рассмотрим работу устройства при измерении больших значений периода, длительность которых превышает время переполнения счетчика 3. В этом слу« чае счетчик 3 после поступления на него определенного количества импульсов с генератора 1 переполняется, и импульс переноса с выхода счетчика 3 поступает на единичными вход дополнительного триггера 7, переключая его в единичное состояние, и через третью схему.ИЛИ 14

» на вход счетчика поддиапазонов 10.

Йапрешаюший (низкий) потенциал с нулевого выхода дополнительного триггера 7 поступает на управляющие входы дешифратора поддиапазонов 9 н четвер того ключа 15, закрывая их. Разрешающим (высоким) потенциалом единичного выхода дополнительного триггера 7 по управляющим входам открываются третий ключ 13 и выходные ключи 161

16N . При последующих переполнейиях счетчика 3 импульсы переноса,с его выхода также поступают на вход счетчика

10. По приходу импульса конца измеряемого периода импульс с выхода формирователя 5 проходит через открытый по управляющему входу третий ключ 13 и через вторую схему ИЛИ 11 на нулевой вход триггера 4, устанавливая его в исходное (нулевое) состояние. При этом низким потенциалом единичного выхода триггера 4 закрывается ключ 2 и на вход счетчика 3 прекращают поступать счетйые импульсы. цикл измерения за;канчивается. В счетчиках 3 и 10 фик.сируется результат, пропорциональный . значению периода, причем содержимое . счетчика 10 соответствует старшим раз:рядам полученного результата. Содержи мое.счетчика 10,. соответствующее стар»

Шим разрядам полученного результата, передается на выход ключей 16,, —: 16M, : открытых по управляющим входам разрешающим потенциалом единичного выхода дополнительного триггера 7. При этом сигналы на выходе. дешифратора 9, закрытого запрещающим потенциалом нулевого выхода триггера 7; будут отсутствовать. Следовательно схема ИЛИ 8 и схема И ll будут закрыты.

Рассмотрим работу устройства при измерении малых значений периода, длительность которых не превышает времени переполнения счетчика 3. Если к моменту зо

35 периода на выходе счетчика 3 есть разрешающий потенциал, то разрешающий

10, «2» ф 9 проходит через схему ИЛИ 8 и второй ключ 12 открыт для прохождения импульса конца цикла измерения. В этом случае в счетчике 3 вновь фиксируется

45 . мантисса результата измерения, а потенциал шины „«2" дешифратора 9 указывает на уменьшение величины порядка на "1 (сдвиг "запятой" на один двоичный разряд влево), В случае, когда

50 к концу второго измеряемого периода на

5

<о

f5

25 окончания измеряемого периода на выходе счетчика 3 будет разрешающий потенциал (т.е. задаваемая точность измерения достигнута), то второй ключ 12 открывается, так как импульс конца первого измеряемого периода проходит через открытый по управляющему входу третий ключ 15 и третью схему ИЛИ 14 на вход счетчика 10 и в шине "1 дешифратора 9 появляется разрешающий (высокий) потенциал, который проходит через схему

ИЛИ 8 на второй управляющий вход второго ключа 12. Вследствие этого импульс конца первого измеряемого периода проходит через второй ключ 12 и вторую схему ИЛИ 11 на нулевой вход триггера 4, переключая его в исходное состояние. Ключ 2 закрывается, цикл измерения заканчивается, в счетчике 3 фиксируется результат, пропорциональный значению периода, а потенциал с выхода шины "1" дешифратора 9 указывает величину порядка в соответствии с первым цоддиапазоном (запятая» устанавливается после младшего разряда мантиссы). Если измеряемый период мал то к приходу импульса, соответствующего концу первого периода, в счетчике3 накапливается недостаточно импульсов, на выходе его нет разрешающего потенциала (задаваемая точность не достигнута). Второй ключ 12 не откры- . вается, и цикл измерения не эаканчи-. вается. Вследствие этого импульсы с генератора 1 продолжают поступать на счетчик 3.

Если к моменту окончания второго выходе счетчика 3 нет разрешающего потенциала, анализируется момент конца четвертого измеряемого периода и при достижении заданной точности заканчивается цикл измерения. Потенциал, возникающий на шине "4" дешифратора 9, указывает на уменьшение порядка еше на единицу и т.д.

7 664153

1 аким образом, в конце каждого 1,,2, 4, 8 и т.д; измеряемых периодов

trðîèñxîäÿò аналнз достижения задаваемой точности йзмерения и в случае ее дости» жения останов измерения с автоматическим выбором поддиапазона, т.е. с автома-, тической установкой запятой. При этом третий ключ 13 и выходные ключи 16

16Й закрйты по управляюшим входам запрешаюшим (низким) потенциалом единично о выхода дополнительного трйгге оа 7.

Формула изобретения

Устройство" для "нзмерения периода, содержашее генератор эталонной частоты, вьход которого через первый ключ соедицен с входом счетчйка импульсов, один нз выходов которого соединен с управ- го ляюшим входом второго ключа, второй

-управляюший вход которого соединен. с выходом схемы ИЛИ, подключенной входами к выходам дешифратора поддиапазонов, Bxogbf которого подключепы к.

Ьыходам счетчика поддиапазонов, третий вход второго ключа подсоединей к выходу

-формирователя импульсов, управляюший вход которого подсоединен к выходу tiephot o трйггера и к управляюшему входу первого ключа, а второй вход - к уйравляюшему входу пускового ключа, подклю-. ченного выходом к первому входу перI мого триггера, о т л и ч а ю ш е е с я тем, чтб; с целью расширения диапазона измерений, оно снабжено вторым триггером, двумя ключами, двумя схемами ИЛИ и выходными ключами, входы которых соединены с выходами счетчика пщщиапазонов, а управляюшие входы объединены и подключены к управляюшему входу третьего ключа и к прямому выходу в Ьрого триггера, инверсный выход которого подключен к управляюшим входам дешифратора под» диапазонов и четвертого ключа, второй ьход которого соединен с выходом формирователя импульсов и вторым входом третьего ключа, выход которого подключен к входу второй схемы ИЛИ, подключенной вторым входом к выходу второго ключа, а выходом - ко второму входу первого трнггера, выход четвертого ключа соединен с входом третьей схемы ИЛИ, подключенной вторым входом к выходу переполнения счетчика импульсоВ н к входу второго триггера, а выходом — к входу счетчика поддиапа- зонов.

Источйики информации, принятые во вннманйе"йри"экспертизе

1. Орйатский П. П. Автоматические изМерения н приборы, "Высшая школа, Киев, 1973, с. 408-409.

2. Авторское свидетельство % 451045, GO4 F 10/04, 28.05.75.

ОНИИПИ Заказ 2998145 Тираж 501 Подписное

Филиал ППП Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4