Устройство для измерения временных интервалов

 

Союз Соввтсиив

Социалистически к

Рвспубпии

О П И С А Н И Е («894663

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ С ВИДИ ТИЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву(22)Заявлено 07;05.80 (21) 29!9202/18-21 с присоединениект заявки ров (23) П рнорнтет— (53)M. К 1.

G 04 F:10/04

Ркударстаепыб квинтет

СССР но делам нзебратеннЯ

N еткрмтнЯ

Опубликовано 30.12.81. Б юоллетенв йа 48.

Дата опубликования описания 30.12.81 (И) УДК681. 325.. 3(088. 8) (72) Авторы изобретения

В.А. Бакулевский и B.Á. Стрижов (7l) Заявитель

{54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕИЕННЫХ

ИНТЕРВАЛОВ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при построении информационноизмерительных систем, применяемых в физических экспериментах, для контроля временных интервалов между сигS налами с общим пуском для всех интервалов, как при поступлении сигналов по различным каналам, так и при поступлении серии сигналов по одно10 му каналу.

Известно устройство для многоканального измерения временных интервалов, содержащее измерительный блок, включающий в себя счетчики, 3S запоминающий блок, в ячейках которого хранятся числа, соответствующие измеренному интервалу, вплоть до момента их вывода по запросу от внешних систем управления 11) .

Недостатком этого устройства является сравнительно высокая сложность необходимость использования дорогостоящих быстродействующих запоминающих устройств для сохранения высокой точности измерений. Однако эти затраты оправданы при увеличении чис- . ла каналов от 35 и выше.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является измеритель временных интервалов между общим пусковым импульсом и импульсами, приходящими по п-различным каналам. Устройство содержит и счетчиков импульсов, и вентилей счета, генератор импульсов счета и и триггеров пуска, входы установки в "1" которых подключены к шине пуска, входы установки в "О" — к шинам измерительных каналов, а единичные выходы — к управляющим входам и вентилей счета, вторые входы которых подключены к шине импульсов счета, а выходы к информационным входам и счетчиков импульсов, Устройство содержит также блок вывода информации из и счетчиков методом последовательного досчета, содержащий формиро89466 ватель импульсов досчета, подключенный к и вентилям досчета и вспомогательному счетчику, схему автоматического переключения режимов работы, таймер, коммутатор каналов, управляющий вентилями досчета j2$.

Однако известное устройство обладает ограниченными функциональными возможностями и имеет достаточно сложную блок-схему. l0

Цель изобретения — упрощение устройства и расширение его функциональных возможностей путем сообцения ему возможности не только измерения временных интервалов между общим сигналом пуска и моментами поступления с сигналов по разным измерительным каналам, но и измерения временных интервалов между обшим пуском и сигналами, поступающими в виде серии импульсов по одному измерительному каналу. Кроме того, в одноканальном режиме измерения устройство может работать в ждущем режиме, когда отсчет временных интервалов производится от первого импульса изяеряеглой серии. Упрощение устройства заключается в использовании некоторых узлов измерительной части для целей вывода информации, и упрощений некоторых узлов блока вывода.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для измерения временных интервалов, содержащее генератор импульсов счета,. формирователь импульсов досчета, блок автоматического переключения режимов работы, таймер, вспомогательный счетчик, вход которого соединен с первыми входами и вентилей досчета, выходы которых подключены к информационным входам соответствующих и счетчиков импульсов, и элементов ИЛИ, первые входы которых соединены с соответствующими входными шинами каналов, а выходы— с входами установки в ноль соответствуюцих и триггеров пуска, прямые выходы которых соединены с первыми входами и вентилей счета, дополнительно введены блок разделения сигналов, формирователь импульсов пус- 50 ка и три элеглента ИЛИ, причем шина

"Пуск" через формирователь импульсов пуска подключена к первому входу первого дополнительного элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с до- Ы полнительпой шиной, а выход — с первым входом блока разделения сигналов, вход сброса которого соединен с шиной "Сброс" и с входами сброса блока автоматического переключения режимов работы, вспомогательного счетчика и таймера, вторыми входами элементов ИЛИ и установочными входами счетчиков импульсов, выходы которых объединены и подключены к третьим входам элементов ИЛИ, выходы генератора импульсов счета и формирователя импульсов досчета подключены соответственно к первому и второму входам блока автоматического переключения режимов работы, третий вход которого соединен с первым выходом блока разделения сигналов, второй и третий выходы которого соединены соответственно с первым входом второго дополнительного элемента ИЛИ и входами установки в единицу триггеров пуска: первого через третий дополнительный . элемент ИЛИ, всех остальных — непосредственно, первый выход блока автоглатического переключения режимов работы подключен ко вторым входам вентилей счета и входу таймера, выход которого соединен с одним из входов тре-. тьего дополнительного элемента ИЛИ, четвертыми входами всех элементов

ИЗ%, кроме первого, и четвертым входом блока автоматического переключения режимов работы„ второй и третий выходы которого подключены соответственно к входу вспомогательного счетчика и второму входу блока разделения сигналов, все триггеры пуска соединены по схеме, последовательного регистра сдвига, синхровход которого подключен к выходу второго дополнительного элемента ИПИ, второй вход которого соединен с выходом вспомогательного счетчика, 3 и К входы первого триггера пуска подключены соответственно к обшей .шине и шине источника питания, прямые выходы триггеров пуска подключены к управляющим входам соответствующих вентилей досчета, выходы которых соединены с дополнительными входами счетчиков

Блок разделения сигналов содержит триггер и два элемента И-НЕ, первые входы которых объединены и соединены с первым входом блока и синхровходом триггера, прямой выход которого подключен к первому выходу блока и второму входу первого элемента

И-НЕ, третий вход которого является вторым входом блока, вход сброса которого подключен к входу установ894663 б и трехвходовый элемент И 19, выход формирователя 20 импульсов досчета подключен к первому входу элемента

И IG, второй вход которого соединен с прям. м выходом триггера 17, а выход — со входом счетчика 15 и первыми входами вентилей 3-1 — 3-и досчета, инверсный выход триггера

17 подключен к третьему входу элемен1Ф та И 19, первый вход которого подключен к выходу генератора 13 импульсов счета, а второй — к прямому выходу триггера 6. Выход элемента И 19 подключен к таймеру И 14 вторым вхо15 дам вентилей 2-1 — 2-и счета, выход вспомогательного счетчика 15 подклю-. чен к второму входу элемента ИЛИ 21, первый вход элемента ИЛИ 21 подключен к выходу элемента -HE 8, а вы,л ход элемента ИЛИ 21 соединен с синхровходом регистра, образованного триггерами 4-1 - 4-nпуска. Выход таймера 14 подключен к одному иэ входов триггера 17 и ко второму входу

55 элемента ИЛН 12. Входы установки в и и

0 всех триггеров 4-1 — 4-п пуска через элементы ИЛИ 22-1 — 22-п подключены к шине "Сброс", к измерительным каналам и к выходу таймера

l4 (за исключением первого триггера пуска).

Импульсы, момент прихода которых необходимо зафиксировать, могут подаваться по одному общему каналу на

)5 дополнительную шину 11 или по отдельным каналам на входы 23-1 — 23-п.

В связи с этим можно выделить два режима измерения по одному каналу и по отдельным каналам.

В обоих режимах измерения отсчет

° Ф времени может производиться от моменаа подачи внешнего импульса на шину "Пуск".

5 ки в ноль триггера, инверсный выход которого соединен со вторым входом второго элемента И-НЕ, выходы первого и второго элемечтов И-НЕ являются соответственно вторым и третьим выходами блока.

Блок автоматического переключения режимов работы содержит триггер и два элемента И, выходы которых являются первым и вторым выходами блока, первый и второй входы которого соединены с первыми входами соответственно первого и второго элементов И, третий вход блока соединен со вторым входом первого элемента И, третий вход которого соединен с инверснйм выходом триггера и является третьим выходом блока, прямой выход триггера подключен ко второму входу второго элемента И, входы установки в единицу и в ноль триггера являются соответственно четвертым входом и входом сброса блока.

Иа чертеже приведена функциональная схема устройства для измерения времени интервалов.

Устройство содержит счетчики

1-1 — 1-и импульсов, вентили 2-1

2-п счета, вентили 3-1 — 3-и досчета, триггеры 4-1 — 4-п пуска, прямые выходы каждого из которых подключены к первым входам соответствующей пары вентилей, все триггеры 4-1 — 4-п пуска соединены между собой по схеме последовательного регистра сдвига, информационные входы и К первого триггера пуска подключены соответственно к общей шине и к шине источника питания; блок 5 разделения сигналов содержит триггер 6, элементы -HE 7 и 8. Синхровход триггера

6, объединенный с первыми входами элементов И-НЕ 7 и 8, подключен к выходу элемента ИЛИ 9, входы которого соединены с формирователем 10 импульса пуска и дополнительной шиной ll входного сигнала. Выход элемента И-HE 7 подключен непосредственно ко входам установки в "1" всех триггеров 4-1 — 4-и пуска за исключением первого, и через элемент ИЛИ

12 ко входу установки в "1" первого триггера 4-1 пуска. Устройство содержит генератор 13 импульсов счета, таймер 14, вспомогательный счетчик

15, служащий схемой синхронизации, блок 16 автоматического переключения рФкимов работы, содержащий триггер 17, двухвходовый элемент И 18

Так как дополнительная шина 11 устройства и выход формирователя

10 запуска объединены с помощью элемента ИЛИ 9, то в режиме измерения по одному каналу отсчет времени может производиться от момента поступления на шину II первого рабочего импульса. Для этого служит блок 5 разделения сигналов. Первый рабочий импульс или импульс пуска, через элемент ИЛИ 9 поступает на первые

55 входы элементов И-НЕ 7 и 8, а также синхровход триггера 6. Триггер 6 управляется задним фронтом синхроимпульса, поэтому первый импульс всегда проходит через элемент И-НЕ

894663

Режим измерения времени по отдельным каналам отличается от режима измерения по одному каналу только тем, что рабочие импульсы поступают из отдельных каналов на шины 23-1 — 23-n . 50

При этом триггеры 4-1 — 4-п пуска устанавливаются в "0" не последовательно, а в порядке поступления рабочих импульсов.

Формула изобретения 55

Устройство для измерения временных интервалов, содержащее генератор

8 и устанавливает все триггеры 4-1

4-п пуска в "1", После прохождения первого импульса триггер 6 устанавливается в "1" и открывает элемент

Vi 19, через который импульсы от генератора 13 поступают на вход таймера 14 и на входы вентилей 2-1

2-и счета, на другие входы которых уже поданы разрешающие потенциалы с прямых выходов триггеров 4-1 10

4-и пуска. Начинается заполнение счетчиков l-l — 1-и. В дальнейшем импульсы, поступающие на шину 11 через элемент И-НЕ 8 и элемент ИЛИ

21 поступают на синхровходы триггеров 4-1 — 4-и пуска и последовательно переключают их в "О". При этом прекращается счет на соответствующих счетчиках, чем и фиксируются моменты прихода импульсов. 10

После окончания-"заданного времени . измерения таймер 14 выдает сигнал переключения режима работы. Этим сигналом триггер ll и первый триггер

4-1 пуска устанавливаются в "1", а 25 все остальные триггеры 4-2 — 4-и пуска — в "О".

Переключатель в "1" триггер 1У закрывает элементы И-НЕ 8 и И 19, и открывает элемент И 18, через который импульсы досчета от формирователя

2О начинают поступать на вход вспомогательного счетчика 15. Вспомогательный счетчик 15 предназначен для счета импульсов досчета с коэффициентом пересчета, равным десяти.

Так как первый триггер 4-1 пуска установлен, в "1", то импульсы досчета поступают на первый счетчик 1-1.

После окончания вывода информации из первого счетчика вспомогательный счетчик 15 выдает импульс сдвига "1" в регистр из триггеров 4 пуска. Начинается вывод информации из второго канала и т.д.

45 импульсов счета, формирователь им . пульсов досчета, блок автоматического переключения режимов работы, таймер, вспомогательный счетчик, вход которого соединен с первыми входами и вентилей досчета, выходы которых подключены к информационным входам соответствующих и счетчиков импульсов, и элементов ИЛИ, первые входы которых соединены с соответствующими входными шинами каналов, а выходы — с входами установки в ноль соответствующих и триггеров пуска, прямые выходы которых соединены с первыми входами и вентилей счета, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства и расширения его функциональных возможностей, в него дополнительно введены блок разделения сигналов, формирователь импульсов пуска и три элемента ИЛИ, причем шина

"Пуск" через формирователь импульсов пуска подключена к первому входу первого дополнительного элемента

ИЛИ, второй вход которого соединен с дополнительной шиной, а выход— с первым входом блока разделения сигналов, вход сброса которого сое динен с шиной "Сброс" и с входами сброса блока автоматического переключения режимов работы, вспомогательного счетчика и таймера, вторыми входами элементов ИЛИ и установочными входами счетчиков импульсов, вьходы которых объединены и подключены к третьим входам элементов ИЛИ, выходы генератора импульсов счета и формирователя импульсов досчета подключены соответственно к первому и второму входам блока автоматического переключения режимов работы, третий вход которого соединен с первым выходом блока разделения сигналов, второй и третий выходы которого соединены соответственно с первым вхо.— дом второго дополнительного элемента

ИЛИ и входами установки в единицу триггеров пуска: первого через третий дополнительный элемент ИЛИ, всех остальных — непосредственно, первый выход блока автоматического переключения режимов работы подключен ко вто» рым входам вентилей счета и входу таймера, выход которого соединен с одним из входов третьего дополнительного элемента ИЛИ, четвертыми входами всех элементов ИЛИ, кро894663 ме первого, и четвертым вхо" дом блока автоматического переключения режимов работы, второй и .третий выходы которого подключены соответственно к входу вспомогательного счетчика и второму входу блока разделения сигналов, все триггеры пуска соединены по схеме последовательного регистра сдвига, синхровход которого подключен к выходу второго дополнительного элемента

ИЛИ, второй вход которого соединен с внходом вспомогательного счетчика, 3 и К входы первого триггера пуска подключены соответственно к общей шине и шине источника питания, прямые выходы триггеров пуска подключены к управляющим входам соответствующих вентилей досчета, выходы которых соединены с дополнительными входами счетчиков.

2. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок разделения сигналов содержит триггер н два элемента И-НЕ,первые входы которых объединены и соединены с первым входом блока и синхровходом триггера, прямой выход которого подключен к первому выходу блока и второму щсоду первого элемента

И-НЕ, третий вход которого является вторым входом блока, вход сброса которого подключен к входу установки в ноль триггера, инверсный выход которого соединен со вторым входом второго элемента И-НЕ, выходы первого и второго элементов И-НЕ являются соответственно вторым и третьим выходами блока.

3. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок автощ матического переключения режимов работы содержит триггер и два элемента

И, выходы которых являются первым и вторым выходами блока, первый и второй входы которого соединены с первыми входами, соответственно первого и второго элементов И, третий вход бло- . ка соединен со вторым входом первого элемента И, третий вход которого соединен с инверсным выходок триггера и

;® является третьим выходом блока, прямой выход триггера подключен ко второму входу второго элемента И, входы установки в единицу и s ноль триггера" являются соответственно четвертым входом и входом сброса блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Цитович A.Ï. Ядерная радиоэлектроника. М., "Наука", 1967, с. 520522.

2. Мирский Г.Л. Радиоэлектронные измерения. N., 1975. с. 179.

894663

Составитель Л. Плетнева

Редактор Е. Папп Техред М. Надь 1(орректор У. Пономаренко

Заказ j1486/76 Тираж 460 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

I I 3035 Иосквад И35 у Ра)7шская наб д g. 4/5

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