Измеритель коротких интервалов времени
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 04. 07.80 (21) 2950177/18-21 с присоединением заявки J%(23) Приоритет
Опубликовано 15,04 ° 82 ° Бюллетень М14
Дата опубликования описания 1 .04.82
Союз Соввтскик
Социалистические
Республик
G 04 F 10/04 еееудеретеенный комитет
СССР ао делам изобретений и открытий (53) УДК 681. 325, .3(088.8) (72) Автор изобретения
Е.И.Ивонин (71 ) Зая китель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ КОРОТКИХ ИНТЕРВАЛОВ ВРЕМЕНИ
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения однократных коротких интервалов времени, а также для измерения длительности однократных импульсов сложной формы ° S
Известно устройство для измерения и регистрации знакопеременного импульсного процесса сложной формы, которое содержит семь нуль-органов, входы которых соединены с источником сигнала и блоком пороговых напряжений, регистр, состоящий из сети триггеров, соединенных с выходами счетчика, преобразователь кода, две группы по семь в каждой дифференцирующих цепей, две многовходовые схемы НЛИ,два вентиля,. входы которых подключены к восьмому триггеру управления, двухвходовую схему ИЛИ, выход которой соединен с формирователем строба адреса, генератор образцовой частоты и запоминающий блок 1 3 .
Недостатком этого устройства является невысокая точность измерения временных интервалов, так как измерения производятся только в особых точках, соответствующих изменению характера процесса с монотонно возрастающего на монотонно убывающий и наоборот, и невысока точность регистрации особых точек. Недостатком также является относительная сложность устройства.
Известен также измеритель коротких интервалов времени, который состоит иэ двух дискриминаторов, вход каждого иэ которых подключен ко входу измерителя, выход первого дискриминатора - к одному входу первого триггера, а выход второго дискриминатора через первую схему ИЛИ - к другому входу первого триггера, вы ход которого подключен к первому входу второй схемы ИЛИ, кварцевый генератор, выход которого через вторую схему ИЛИ соединен со счетным
920б2
3 входом первого счетчика и через третью схему ИЛИ - со счетным входом второго счетчика, второй вход третьей схемы ИЛИ подключен к выходу второго триггера, один вход которого подсоединен к входу "Старт" измерителя, а другой вход - к шине
"Сброс", которая подключена ко второму входу первой схемы ИЛИ и установочному входу второго счетчика, три триггера, две схемы ИЛИ, схему
И, причем второй счетчик через схему И подключен ко входу третьего триггера, один выход которого через четвертую схему ИЛИ подключен к уста- g новочному входу первого счетчика к счетному входу четвертого триггера, а другой выход через пятую схему ИЛИ - к счетному входу пятого триггера, выход которого соединен с третьими входами второй и третьей схем
ИЛИ, второй вход пятой схемы ИЛИ подключен к одному выходу первого триггера, второй выход которого подключен ко второму входу четвертой схемы ИЛИ, управляющие входы четвертого триггера подсоединены к управляющим входам измерителя, а шина сброс соединена со всеми триггерами (23 .
Недостатком этого устройства являются низкие функциональные всзможности из-за необходимости измерения коротких интервалов времени, ограниченных импульсами, в которых кслебания на переднем фронте являются произ35 вольными во времени, т.е. когда заранее неизвестен интервал времени, в течение которого эти колебания мдгут происходить.
4Q
Наиболее близким по техничес.кой сущности к изобретению является измеритель коротких интервалов времени, содержащий два дискриминатора уровней напряжений, входы которых соединены со входон измерителя, выход первого
4Я дискриминатора соединен со вторым установочным входом первого триггера, а выход второго дискриминатора через первую схему ИЛИ вЂ” с первым установочным входом первого триггера, шина
"Сброс" соединена с первыми установочными входами второго, третьего, четвертого и пятого триггеров непосредственно и через первую схему ИЛИ с первым установочным входом первого триггера и с установочным входом второго счетчика, Выход кварцевого генератора соединен с первыми входами
9 4 второй и третьей схемы ИЛИ, а второй выход второго триггера соединен с третьим входом третьей схемы ИЛИ.
Счетный вход третьего счетчика соединен с выходом четвертой схемы ИЛИ, первый вход которой соединен с выходом кварцевого генератора, второй с входами второй и третьей схем ИЛИ и с выходом пятого триггера, третий с входом второй схемы ИЛИ и с вторым выходом первого триггера и через схему задержки импульсов - с первым установочным входом шестого триггера, а четвертый — с первым выходом третьего триггера, с счетным входом четвертого триггера и с первым входом первой схемы ИЛИ-НЕ, второй вход которой соединен с вторым входом второй схемы
ИЛИ-НЕ, с счетным входом третьеч-о триггера, с первым выходом первого триггера и с вторым установочным Вхо дом шестого триггера, а третий вход первой схемы ИЛИ-HE соединен с третьим входом второй схемы ИЛИ-НЕ и с выходом шестого триггера, выход первой и второй схем ИЛИ-НЕ соединены с установочными входами третьего и первого счетчиков соответственно, а первый вход второй схемы ИЛИ-НЕ соединен с вторым выходом третьего триrгера и с входом второй схемы ИЛИ Pj .
Недостатками известного устройства являются невозможность измерения коротких интервалов времени, ограниченных импульсами сложной формы, на заднем фронте которых наблюдаются колебания относительно заданного уровня, т.е. недостаточно широкие функциональные возможности, а также относительно высокая сложность схемы в тех случаях, когда длительность колебаний имеет определенную величину, но в то же время произвольна во времени, Целью изобретения является расширение функциональных возможностей при одновременном упрощении устройства.
Поставленная цель достигается тем, что в измеритель коротких интервалов времени, содержащий два дискриминатора уровней напряжения, входы которых подключены ко входу измерителя, выход первого дискриминатора соединен с S-входом первого триггера, выход второго дискриминатора - с первым R-входом первого триггера, единичный выход которого соединен с пер5 9206 вым входом первого элемента И-НЕ, а нулевой выход - с первым входом второго элемента И-НЕ, единичный выход второго триггера соединен с первым входом третьего элемента И-НЕ, выход кварцевого генератора подключен ко вторым входам первого и третьего. элементов И-НЕ, выходы первого и третьеro элементов И-НЕ подключены к счетнь1м входам первого и второго 10 счетчиков соответственно, выход второго элемента И-НЕ подключен к установочному входу первого счетчика, шина "Сброс" соединена со вторым
R-входом первоro триrrepa, R-входами t$ второго и третьего триггеров и с установочным входом второго счетчика, дополнительно введен элемент И-НЕ, причем нулевой выход первого триггера соединен с S-входом второго триг- 20 гера и с первым входом дополнительного элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с первым выходом второго счетчика, а выход - с S-входом третьего триггера, нулевой выход ко- 2S торого соединен с третьим входом первого элемента И-НЕ, второй выход второго счетчика подключен ко второму входу второго элемента И-НЕ и к третьему входу третьего элемента И-11Е.З0
На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 — входной импульс, временные параметры которого измеряются на уровне U
3$
Устройство состоит из двух дискриминаторов 1 и 2 уровней напряжения, срабатывающих соответственно при увеличении и уменьшении (по модулю) входного импульса до пороговой величины (U ), трех RS-триггеров 3-5, кварцевого генератора 6, четырех элементов
7 - 10 И-НЕ и двух счетчиков 11 и 12.
Входы дискриминаторов 1 и 2 соединяются между собой и со входом 13 измерителя, на который подается измеряемый импульс. Выход дискриминатора 1 соединен c S-входом триггера 3, а выход дискриминатора 2 - с первым
R-входом триггера 3, второй й-вход которого соединен с R-входом триггеров 4 и 5, установочным входом счетчика 12 и шиной 14 "Сброс" измерителя. Единичный выход триггера 3 соединен с первым входом элемента 7 И«НЕ, второй вход которого соединен с выходом кварцевого генератора 6 и с вторым входом элемента 9 И-НЕ, первый вход которого соединен с единчч29 6 ным выходом триггера 4. Выход элемента 7 И-НЕ соединен со счетным входом счетчика 11, а выход элемента
9 И-НŠ— со счетным входом счетчика
12, первый выход которого соединен со вторым входом элемента 10 И-НЕ, выход которого соединен с S-входом триггера 5, нулевой выход которого соединен с третьим входом элемента
7 И-НЕ. Второй выход счетчика 12 сое" динен с третьим входом элемента
9 И-НЕ и с вторым входом элемента
8 И-НЕ, первый вход которого соединен с нулевым выходом триггера 3, 5-входом триггера 4 и первым входом . элемента 10 И-НЕ. Выход элемента
8 И-НЕ соединен с установочным входом счетчика 11.
Измеритель работает следующим образом.
По сигналу "Сброс",. подаваемому на шину 14, триггеры 3-5 и счетчик
12 устанавливаются в нулевое состояwe, при этом с второго выхода счетчика 12 на второй вход элемента 8 И-НЕ подается единичный логический сигнал, а так как на первый вход элемента
8 И-НЕ с нулевого выхода триггера 3 также поступает единичный логический сигнал, то на выходе элемента 8 И-HE выходной сигнал принимает нулевое логическое значение, в результате чего счетчик 11 также обнуляется. Нулевой логический сигнал с первого выхода счетчика 12, поступая на второй вход элемента 10 И-НЕ, устанавливает на его выходе единичный логический сигнал, который не препятствует триггеру 5 установиться в нулевое состоя ние. Сигналы на первом и втором выходах счетчика 12 находятся в противофазе. В нулевом состоянии счетчика
12 на его первом выходе — нулевой логический сигнал, а на втором - единичный, при переполнении эти сигналы изменяются на инверсные.
Измеритель готов к работе. Емкость счетчика 12 выбирается таким образом, чтобы его переполнение наступало через время t<, определяемое следующим образом (tg t + где tq - максимально возможное время колебаний на переднем фронте импульса;
tr - минимально возможная длительность измеряемого импульса.
7 92062
Выполнение указанного выше соотношения в большинстве практических случаев не вызывает затруднений. При подаче на вход 13 исследуемого импульса начинается процесс измерения. 5
В момент достижения входным импульсом уровня срабатывания дискриминатора 1 (точка 15 на фиг. 2), последний срабатывает и своим выходным сигналом опрокидывает триггер 3 в единич-fo ное состояние. Сигнал с нулевого выхода триггера 3 опрокидывает триггер 4 так же в единичное состояние, сигнал с единичного выхода которого разрешает прохождение сигналов с кварцево- 1Б го генератора 6 через элемент 9 И-НЕ на счетный вход счетчика 12. Счетчик
12 начинает отсчет времени. Одновременно сигнал с единичного выхода триггера 3 разрешает прохождение рз импульсов с кварцевого генератора 6 через элемент 7 И-НЕ на счетный вход счетчика 11. Счетчик 11 начинает отсчет времени йп.
Если исследуемый импульс уменьшается (no модулю) до значения U (точка 16 на фиг. 2), т.е. на переднем фронте наблюдаются колебания (так яазываемый "дребезг"), срабатывает дискриминатор 2. Выходной сигнал с ЗО дискриминатора 2 возвращает триггер
3 в нулевое состояние и так как счетчик 12 еще не переполнился (время и еще не прошло), а следовательно на втором входе элемента И-HE 8 присутствует единичный логический сигнал, то единичный логический сигнал с нулевого выхода триггера 3 устанавливает на выходе элемента 8 И-НЕ нулевой логический сигнал.. 8 результате счетчик 11 обнуляется.
При новом увеличении (по модулю) входного импульса до значения 0п (точка 17 на фиг. 2) опять срабаты43 вает дискриминатор 1 и триггер 3 опрокидывается в единичное состояние. 8 результате чего, как уже ясно из сказанного выше, счетчик 11 начинает отсчет времени t . Далее процесс измерения повторяется, пр» этом счетчик
I1 каждый раз начинает отсчет времени йп с нуля. При последнем увеличении входного импульса до значения U (точка 18 на фиг. 2) в интервале времени и срабатывает дискриминатор 1 и счетчик 11 начинает отсчет времени
Через время t счетчик 12 перепол1 няется и нулевой логический сигнал с его второго выхода, поступая на второй вход элемента 8 И-НЕ запрещает прохождение сигнала обнуления на установочный вход счетчика 11. Одновременно этот же сигнал, поступает на третий вход элемента 9 И-НЕ, запрещает дальнейшее поступление счетных импульсов с кварцевого генератора б через элемент 9 И-НЕ на счетный вход счетчика 12. При уменьшении (по модулю) входного импульса до значения
13п (точка l9 на фиг. 2) срабатывает дискриминатор 2 и возвращает триггер
3 в нулевое состояние, запрещая прохождение счетных импульсов с кварцевого генератора 6 на вход счетчика 11.
Так как, на первом выходе счетчика
12 присутствует единичный логический сигнал, который, суммируясь с единичным логическим сигналом с нулевого выхода триггера 3, устанавливает на выходе элемента IO И-НЕ нулевой логический сигнал, то триггер g опрокидывается в единичное состояние.
Нулевой логический сигнал с ну- левого выхода триггера 5, поступая на третий вход элемента 7 И-НЕ, подтверждает окончание процесса измерения и не позволяет счетчику 11 счет импульсов кварцевого генератора 6 при наличии "дребезга" и на заднем фронте исследуемого импульса.
Применение изобретения позволяет измерять длительность коротких однократных импульсов сложной формы с колебаниями как на переднем, так и на заднем фронте импульса, когда время появления этих колебаний неизвестно, но известна их длительность.
Формула изобретения
Измеритель коротких интервалов времени, содержащий два дискриминатора уровней напряжения, входы которых подключены к входу измерителя, выход первого дискриминатора соединен с S-входом первого триггера, выход второго дискриминатора — с первым
R-входом первого триггера, единичный выход которого соединен с первым входом первого элемента И-НЕ, а нулевой выход - с первым входом второго элемента И-НЕ, единичный выход второго триггера соединен с первым входом третьего элемента И-НЕ, выход кварцевого генератора подключен к вторым входам первого и третьего элемента
9 92062
И-НЕ, выходы первого и третьего элементов И-HE подключены к счетным входам первого и второго счетчиков соответственно, выход второго элемента
И-HE подключен к установочному входу первого счетчика, шина "Сброс" соединена с вторым R-входом первого триггера, R-входами второго и третьего триггеров и с установочным входом второго счетчика, отличающийся 10 тем, что, с целью расширения функциональных возможностей при одновременном упрощении устройства, в него дополнительно введен элемент W"ÍE,причем нулевой выход первого триггера !5 соединен с S-входом второго триггера и с первым входом дополнительного
9 10 элемента И-НЕ, второи вход которого соединен с первым выходом второго счет чи ка, а выход " с S- входом трет ьего триггера, нулевой выход которого соединен с третьим входом первого эле" мента И-НЕ, второй выход втор@ай-о счетчика подключен к второму входу второго элемента И-НЕ и к третьему входу третьего элемента И-HE.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
1 419813, кл. G 01 R 29/02, 1971 °
2. Авторское свидетельство СССР
11 527693, кл. С 04 F 10/04, 1975.
3. Авторское свидетельство СССР
M 711537, кл. G 04 F 10/04, 1977.
92062$
Составитель Ю. Танич
Редактор И. Товтин Техред А.Бабинец Корректор 0 ° Билак
«В
Заказ 2337/51 Тираж 429 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Н-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
