Измеритель временных интервалов

 

(72) Автор., изобретения л

8. И. Тимофеев

Центральное конструкторское бюро гйдромет@орологического приборостроения (7l ) Заявитель (54) ИЭМЕРИТЕЛЬ ВРЕИЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ

Изобретение относится к области электроизмерительной технике и может быть использовано в автоматике, вычислительной технике и экспериментальной физике.

Известен измеритель временных интервалов, содержащий генератор импульсов, временные селекторы, блок управления, секционные линии задерж ки и счетчики 1 ).

Недостатками известного измерителя являются низкое быстродействие и сложность его технической реализации.

Наиболее близким к предлагаемому является, измеритель, временных интервалов, содержащий генератор импуль" сов, две секционные линии задержки, счетчик импульсов, триггеры, элемен. ты И, элементы ИЛИ и элемент задержки 23.

Недостатком данного измерителя является его низкая точность, обусловленная записью лишнего импульса в счетчик при определенном временном соотношении импульсов генератора со временем окончания измерения.

Цель изобретения - повышение точности измерителя временных интервалов.

Поставленная цель достигается тем, что в измеритель временных интервалов, содержащий генератор им!

О пуль ов, подключенный ко входу секционной линии задержки и к первому входу первого элемента И, выходы секционной линии задержки соединены с первыми входами элементов И пер35 вой группы, вторые входы которых соединены со вторым входом первого элемента И и.с входной шиной, выходы элементов И первой группы подключены к первым входам соответствующих триггеров первой группы, выходы которых соединены с первыми входами элементов И второй группы, .триггер, единичный выход которого подключен, к первому входу второго элемента И, 90 выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, третий и четвертый элементы И, счетчик импульсов, вторую группу триггеров и элемент задержки, дополнительно введены матрицы вычитания и формирователь импульсов, вход которого соединен со входной шиной, а выход - с первым входом третьего элемента И, выход которого подключен ко второму входу элемента ИЛИ, входы триггеров второй группы соединены с выходами соответствующих элементов И второй группы, а выходы триггеров первой и второй групп соединены с соответствующими входами матрицы вычитания, поразрядные выходы которой соедине.ны с выходными шинами, выход первого элемента И подключен ко второму входу второго элемента И, к первому входу четвертого элемента И и через элемент задержки ко входу триггера, нулевой выход которого соединен со вторым входом четвертого элемента И, выход которого подключен ко вторым входам элементов И второй группь>, второй .вход третьего элемента И плдкпючен к выходу переполнения матрицы вычитания, выход элемента ИЛИ г соединен со входом счетчика импульсов„а выход элемента задержки соединен со вторыми входами ооответствующих триггеров первой группы.

Ма чертеже представлена функциональная схема измерителя временных интервалов.

Измеритель временных интервалов содержит генератор i импульсов, секционную линию 2 задержки, элементы

И 3-10, триггеры 11- 15, формирователь

16 импульсов, элемент ИЛИ 17, .элемент l8 задержки, счетчик 19 импуль" сов, матрицу 20 вычитания, входную шину 2 1 и выходные шины 22-23.

Измеритель временных интервалов работает следующим образом.

Перед началом измерения счетчик

19 и триггеры 11- 15 устанавливаются в исходное нулевое состояние. Импульсь> с выхода генератора 1 и с отводом секционной линии 2 задержки не проходят через элементы И 3-g на установку триггеров 11-13, так как отсутствует разрешающий потенциал на входной шине.

Временной интервал Т„,, подлежащий измерению, поступает на вход элемента И 3, на другой вход которого поступают импульсы с выхода генера1989 4 тора 1 с периодом Т, т.е. на выходе элемента 3 формируется количество импульсов М, которое представляет грубый результат измерения времен5 ного интервала Т„ =М То (с погрешнос10

20

55 тью Т ), Импульсы с выхода элемента

И 3 поступают на входы элемента 18 задержки и элемента 7, которые вместе с триггером 11 предназначены для исключения первого из М импульсов на выходе элемента И 3. Остальные импульсы через элемент 7 и элемент

ИЛИ 17 поступают на счетный вход счетчика 19, т.е. в нем записывается количество импульсов, равное М- 1.

После поступления измеряемого временного интервала Т„ на первые входы элементов И 4 и 5 импульсы с выходов секционной линии 2 задержки поступают на единичные входы триггеров 12 и

13, состояние которых к моменту появления первого импульса генератора

1 характеризует интервал времени аt< между началом измеряемого временного интервала и предыдущим импульсом генератора 1. Первый импульс генератора 1 проходит через элемент И 8

1 и переписывает информацию об интер вале st4 с триггеров 12 и 13 в триггеры 14 и 1 . После этого импульс с выхода элемента 18 задержки сбрасывает триггеры 12 и 13 в исходное состояние.

После окончания измеряемого временного интервала Т„ на первые вхо" ды элементов И 4 и 5 подае ся запрет, а состояние триггеров l2 и 13 характеризует интервал времени Ьt между окончанием измеряемого времейного интервала и предыдущим импульсом генератора 1. Коды интервалов времени йс,1 и At с выходов триггеров 12 15 поступают на вход матрицы 20 вычитания, которая определяет разность (М -М1). Формирователь 16 импульсов вырабатывает по заднему фронту измеряемого временного интервала импульс, который при наличии разреше" ния с выхода переполнения матрицы 20 вычитания (М фй4) проходит через элементы И б и ИЛИ 11 на счетчик 19.

При этом с выходов 22 счетчика 19 снимается код измеренного временного интервала в единицах Т0, а с выходов 23 матрицы 20 вычитания уточто няющее значение в единицах к, где k " количество используемых отводов секционной линии 2 задержки °

901989

При этом матрица 20 вычитания реализует следующие булевы функции: ,хасо+аЬд+Ес;

yacd+abc+bcd; га+Ьс+д, где х и у - поразрядные выходы матрицы вычитания;

z - выход переполнения матрицы вычитания; а, Ь, с и d - входы матрицы вычитания.

Таким образом, погрешность результата измерения временного инТо тервала будет равна

Формула изобретения

Измеритель временных интервалов, содержащий генератор импульсов, подключенный ко входу секционной линии задержки и к первому входу первого элемента И, выходы секционной линии задержки соединены с первыми входами элементов И первой группы вторые входы которых соединены со вторым входом первого элемента И и с входной шиной, выходы элементов И первой группы подключены к первым входам соответствующих триггеров первой группы, выходы которых соединены с первыми входами элементов второй группы, триггер, единичный выход которого подключены к первому входу второго элемента И„ выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, третий и четвертый элементы И,счетчик импульсов, вторую группу триггеров и элемент задержки, о т личающийся тем,что,с целью повышения точности,. в него до" полнительно введены матрица вычита5 ния и формирователь импульсов, вход которого соединен со входной шиной, а выход - с первым входом третьего элемента И, выход которого подключен ко второму входу элемента ИЛИ, входы триггеров второй группы соединены с выходами соответствующих элементов И второй группы, а выходы триггеров первой и второй групп соединены с соответствующими входами

И матрицы вычитания, поразрядные выходы которой соединены с выходными шинами, выход первого элемента И подключен ко второму входу второго элемента И, к первому входу четвертого

20 элемента И и через элемент задержкико входу триггера, нулевой выход которого соединен со вторым входом четвертого элемента И„ выход которого подключен ко вторым входам элемен2 тов И второй группы, второй вход третьего элемента И йодключен к выходу переполнения матрицы вычитания, выход элемента ИЛИ соединен со входом счетчика импульсов, а выход элеЗо мента задержки соединен со вторыми входами соответствующих триггеров первой группы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе зз 3. Авторское свидетельство СССР. t 474783, кп. G 04 F 1 /08, >975

2. Авторское свидетельство СССР и 754354, кл.. G 04 F 10/04, l977

{ прототип) .

901989

Составитель Г.Ильин

Редактор Л. Горбунова Техред И. Гайду Корректор Ю.йакаренко

Заказ t2381/57 Тираж 428 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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