Измеритель коротких интервалов времени

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Дополнительное к авт. свид-вуВ 711537 (22) Заявлено 06.11.80 (21) 3001644/18-21 {31) М.Кй.з

G 04 F 10/04 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

}33} УДК 531. 76 (088. 8) Опубликовано 2305.82 Бюллетень Й919

Дата опубликования описания 23.05.82 (72) Автор изобретения

E È.Èâîíèí (71) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ КОРОТКИХ ИНТЕРВАЛОВ

ВРЕМЕНИ

Изобретение относится к из.мерительной технике, в частности к измерителям коротких интервалов времени.

По основному. авт.св. 9 711537 известен измеритель, содержащий два дискриминатора уровней напряжений,. шесть триггеров, три счетчика импульсов, четыре элемента ИЛИ, кварцевый генератор, два элемента КЛИНЕ и элемент задержки импульсов °

Однако данный измеритель не способен надежно производить измерение коротких временных интервалов при дребезге импульсов по переднему или заднему фронтам.

Цель изобретения — поваваение надежности измерения коротких временных интервалов при дребезге: импульсов по переднему н заднеМу фронтам при условии, если длительность дребезга импульсов меньше длительности измеряемых импульсов. Поставленная цель достигается тем, что в измеритель коротких интервалов времени, содержащий кварцежй генератор, выход которого подключен к первым входам первого, второго и третьего элементов ИЛИ, выходЫ которых, соответственно подключены к счетным входам первого, второго и третьего счетчиков импульсов, установочные входы которых подКлючены соответственно к выходам первого и второго элементов. ИЛИ-НЕ и к входу шестого триггера, вход которого также..под= ключен к первым входам первого, третьего и четвертого триггеров .и к первому входу четвертого элемента ð ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу первого дискриминатора уровней напряжения, вход которого через второй дискриьвтнатор уровней напряжения соединен с первым входом вто-

15 рого триггера, второй вход которого соединен с выходом четвертого элемента ИЛИ, первый мюход второго тригге- ра подключен к второму входу третьего триггера, к первому входу пятого триггера и к первым входам.элементов ИЛИ-НЕ, а второй жход подключен к вторым входам первых двух элементов ИЛИ и через элемент задержки к второму входу пятого триггера, выход которого соединен с вторымк входами элементов ИЛИ-НЕ, третий вход первого из которых соединен с выходом третьего триггера, с входом шестого триггера и с третьим входом первого элемента ИЛИ, третий вход второго элемента ИЛИ-НЕ соединен с

930222

60 вторым ныходом третьего триггера и с третьим входом второго элемента

ИЛИ, причем выход четвертого тригге.ра подключен к четвертым входам первого и второго элементов ИЛИ и к второму входу третьего элемента ИЛИ, третий вход которого соединен с выхо-. дом первого триггера, а второй вход четвертого триггера подключен к выходу третьего счетчика импульсов, введены дополнительно два элемента задержки, инвертор и последовательно сое-. диненные первый элемент И, счетчик импульсов и второй элемент И, выход которого подключен к дополнительному входу четвертого триггера, а второй вход - к второму выходу второго триггера и через первый дополнительный элемент задержки к установочному входу дополнительного счетчика им.пульсов, выход которого через инвер- 20 тор соединен с первым входом первого элемента И, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго элементов

ИЛИ, а выход четвертого триггера 25 через второй дополнительный элемент задержки соединен с дополнительными входами первого и второго элементов

ИЛИ-НЕ.

На чертеже представлена Функцио 30 нальная схема измерителя коротких временных интервалов °

Измеритель содержит дискриминаторы 1 и 2 уровней напряжения, кварцевый генератор 3, счетчики 4-7 импульсов, элементы ИЛИ 8-11, триггеры 1235

l7, элементы ИЛИ-НЕ 18 и. 19, элементы 20-22 задержки, элементы И 23. и 24, иннертор 25. На чертеже показаны.шина 26 "Старт", входная шина

27, шина 28 "Сброс", шины 29 и 30 40 управляющих входов, входная шина 31.

Измеритель работает следующим образом.

При подаче на шину 28 единичного логического сигнала "Сброс" триггеры 12, 14, 15 и 17 устанавливаются в нулевое состояние непосредственно, а триггер 13 - через элемент ИЛИ

11, счетчик 6 обнуляется.

Сигнал с второго выхода триггера

l3.через элемент 20 задержки импульсов устанавливает .триггер 16 также в нулевое состояние, и через элемент

21 задержки импульсов обнуляет счетчик 7., В результате на все входы элемента ИЛИ-НЕ 18 поступают нулевые логические сигналы, а следовательно на выходе элемента ИЛИ-НЕ 18 будет ,единичный логический сигнал, который обнуляет счетчик 4.

Единичный логический сигнал с второго выхода триггера 14 устанавлива-, ет на выходе элемента ИЛИ-НЕ .19 нулевой логичнский сигнал, в результа- 65 те чего счетчик 5 не обнуляется и

его состояние неопределено.

Измеритель находится н исходном состоянии„и с шины 28 снимается сигнал. Все триггеры 12-17 и счетчики 4, 6 и 7 обнулены, а состояние счетчика 5 неопределенно. На выходах счетчиков 6 и 7 присутствуют нулевые логические сигналы.

Затем, или одновременно, на шину

31 измерителя подается единичный логический сигнал, разрешающий прохождение сигналов через элемент И

23. Измеритель готов к работе.

При подаче на шину 26 измерителя сигнала "Старт" триггер 12 перебрасывается, разрешая прохождение импульсон с кварцевого генератора 3 через элЕмент ИЛИ 10 на вход счетчика 6 ° Начинается отсчет времени.

При увеличении (по модулю) входного импульса, поступающего на шину

27, до порсгового значения U< срабатынает дискриминатор 1 и перебрасывает триггер 13 в единичное состояние. Сигнал с первого выхода триггера 13 перебрасывает триггер 16 также в единичное состояние. В результате срабатывания триггера 13 подававшийся ранее через элемент

ИЛИ-НЕ 18 сигнал обнуления счетчика

4 снимается, и одновременно импульсы с выхода кварцевого генератора 3 через открывшийся элемент ИЛИ 8 начинают поступать на вход счетчика 4.

Начинается отсчет интервала времени и

Одновременно в результате срабатывания триггера 13 сигнал обнуления счетчика 7 с задержкой, равной задержке элемента 21, снимается, и импульсы с ны> зда элемента ИЛИ 8 через элемент И 23 поступают на счетный нход счетчика 7. Начинается отсчет интервала нремени tp счетчиксм 7.

Емкость счетчика 7 ныбирается таким образом, чтобы

1 )((И - - T (t, где „- максимальный интервал времени, в течение которого входной импульс первышает уровень Uq в интерввле Колебаний в переднем Фронте (в интервале дребезга);

N> — емкость счетчика 7;

Ty, — период частоты кварцевого генератора 3; — минимальная длительность н измеряемого импульса.

Естественно, что время переполнения счетчика 7 1р ранно

"Р ч Tv.

Сигнал с выхода элемента ИЛИ 9 не препятствует прохождению импульсов через элемент И 23, так как на втором входе элемента ИЛИ 9 присутствует сигнал логической единицы с

930222 второго выхода триггера 14, а следо вательно на выходе элемента ИЛИ 9 также единичный логический сигнал.

При уменьшении (по модулю) входного импульса до значения Бя срабатывает дискриминатор 2 и возвращает 5 триггер 13 в нулевое состояние, что приводит к перебросу триггера 14 в единичнoe coстояние.

Так как благодаря задержке элемента 20 триггер 16 находится еще в еди-1р ничном состоянии, то сигнал сброс с выхода элемента ИЛИ-НЕ 18 на установочный вход счетчика 4 не проходит.

Таким образом, наличие элемента 20 задержки и триггера 16 обеспечивают 15 задержку единичного логического сигнала на входе элемента ИЛИ-НЕ 18 и не

1 позволяют сигналу обнуления пройти на установочный вход счетчика 4 в интервале времени от момента возвра- 70 щения триггера 13 в нулевое состоя- ние до момента срабатывания триггера 14.

Возвращение триггера 13 в нулевое состояние приводит к запиранию элемента ИЛИ 8, в результате чего отсчет интервала времени tz счетчиком

4 прекращается. В счетчике 4 хранится информация, пропорциональная временному интервалу t так как в 3Q данном случае п=1 „.

Одновременно возвращение триггера

13 в нулевое состояние приводит к обнулению счетчика 7 с задержкой, равнсй задержке элемента 21.

Через интервал времени, равный времени задержки элемента 20, триггер 16 возвращается в нулевое сос.тояние, в результате чего на всех входах элемента ИЛИ-HE 19 присутствуют нулевые логические сигналы, а на 40 выходе — единичный. Это приводит к обнулению счетчика 5.

При новом увеличении (по модулю) входного импульса на шине 27 измери-, теля до порогового значения Uq сно- 45 ва срабатывает дискриминатор 1, перебрасывая триггер 13 в единичное состояние. Сигнал с первого выхода триггера 13 перебрасывает триггер 16 так же в единичное состояние. Пере- 5р брос триггера 13 в единичное состо- . яние приводит к снятию сброса со счетчика 5, так как на выходе эле-! мента ИЛИ-HE 19 теперь устанавливается нулевой логический сигнал. 55

Одновременно сигнал с второго выхода триггера 13 открывает элемент

ИЛИ 9, в результате чего счетчик 5 начинает отсчет интервала времени

1и °

Через интервал времени tp счетчик

7 переполняется и единичным логическим сигналом со своего выхода через инвертор 25 закрывает элемент И 23, в результате чего счет импульсов кварцевого генератора 3 счетчиком 7 прекращается.

Единичный логический сигнал с выхода счетчика 7, поступая на первый вход элемента И 24, не препятствует прохождению единичных логических сигналов со второго выхода триггера 13.

65

Элемент ИЛИ 8 закрыт единичным логическим сигналом с первого выхода триггера 14, благодаря.. чему информация, записанная ранее в счетчике 4,,сохраняется.

Переброс триггера 13 в единичное состояние приводит к снятию сигнала ° обнуления со счетчика 7, в результате чего счетчик 7 начинает отсчет интервала t> причем отсчет начинается с нуля. Счетный импульсы поступают на счетный вход .счетчика 7.через элемент И 23 с выхода элемента

ИЛИ 9, при этом едийичный логический сигнал на выходе элемента ИЛИ 8 не препятствует отсчету интервала счетчиком 7.

При уменьшении (по модулю) входного импульса до порогового значения

Ug дискриминатор 2 срабатывает и через элемент ИЛИ 11 возвращает.триггер 13 в нулевое состояние, что, как уже ясно из казанного, приводит к остановке отсчета интервала t ! счетчиком 5 и обнулению счетчиков 4 и 7. В счетчике 5 хранится информация, пропорциональная интервалу. т.е. в данном случае

Сигнал с.первого выхода триггера.13 возвращает триггер 14 в нулевое состояние и с задержкой, равной задержке элемента 20, устанавливает триг» гер 16 также в нулевое состояние. Таким образом, наличие триггера 16 и элемента 20 задержки импульсов также, как и в предыдущем случае, обеспечивает задержку единичного логического сигнала на входе теперь уже элемента ИЛИ-НЕ 19 и не позволяет сигналу обнуления пройти на установочный вход счетчика 5 в интервале времени от момента возвращения триггера 13 в нулевое состояние до момента срабатывания триггера 14 °

При новом увеличении входного импульса до значения Ut, срабатывает дискриминатор 1 и перебрасывает триггер 13 в единичное состояние.

Сигнал с первого выхода триггера

13 блокирует сигнал сброса на счетчики 4 и 5 и перебрасывает триггер 16 в единичное состояние.

Нулевой логический сигнал с второго выхода триггера 13 снимает сигнал обнуления -co счетчика 7 и открывает элемент HJIH 8, в результате чего счетчик 4 начинает отсчет интервала

tä, а счетчик 7 — интервала tp, причем отсчет этих интервалов начинается с нуля.

930222

При уменьшении (по модулю) импульса до значения Б„ срабатывает дискриминатор 2 и нозврашает триггер 13 в нулевое состояние, благодаря чеМУ . триггер 14 перебрасывается в единичное состояние. 5

Единичный логический сигнал с второго выхода триггера 13 устанавливает на выходе элемента И 24 единичный логический сигнал, н.:результате чего триггер 15 перебрасынается 10 н единичное состояние и, закрывая элементы 8 и 9, останавливает счетчик 4, в котором хранится информация, пропорциональная интервалу времени 15

Через время,, равное времени задержки элемента 21, счетчик 7 обнуляется. Таким образом, элемент 21 задержки импульсов служит для надежного срабатывания триггера 15. Воз- 2О вращение триггера 13 в нулевое состо яние вызывает переброс триггера 14 в единичное состояние.

Через нремя, равное времени задержки элемента 20, триггер 16 нознраща- 25 ется в нулевое состояние, в результате чего возникающий на выходе эле мента И-НЕ 19 единичный логический сигнал обнуляет счетчик 5.

Через время, определяемое эадерж- 3 кой элемента 22, единичный логический сигнал с выхода триггера 15 блокирует поступление сигналов обнуления иа счетчики 4 и 5 с выходов элементов

И-НЕ 18 и 19. Благодаря этому при наличии дребезга на заднем фронте импульса сигнал обнуления не может пройти на установочные входы счетчиков 4 и 5. На этом процесс измерения заканчивается.

Таким образом, счетчики 5 и 6 40 попеременно считают интервалы времени, н течение которых входной импульс превышает пороговое значение. Он . Поэтому, если в процессе приведении измерителя в исходное состояние иа шину45

31 подают сигнал логического нуля, то элемент И 23 окажется закрытым и счетчик 7 в процессе работы переполниться не сможет. Поэтому счетчик 5

l измеряет интервал времени t®, т.е. измеряется последний нн терзал времени дребезга на заднем фронте импульса. Затем после переполнения счетчика 6 единичный логический сигнал с его выхода перебрасывает триггер 15 н единичное состояние, и происходит остановка измерителя аналогично описанному.

Таким, образом, предлагаемы измеритель, по сравнению с известным, позволяет надежно производить измерение коротких временных интервалов при дребезге импульсов.

Формула изобретения

Измеритель коротких интервалов времени по авт.сн. 9 711537, о т— .л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности, в него дополнительно введены два элемента задержки, инвертор и последовательно соединенные первый элемент И, счетчик импульсов и второй элемент

И, выход которого подключен к дополнительному входу четнертого триггера, а второй вход - к второму выходу второго триггера и через первый дополнительный элемент задержки к установочному входу дополнительного счетчика импульсов, выход которого через инвертор соединен с первым входом первого элемента И, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго элементов ИЛИ, а выход четвертого триггера через второй дополнительный элемент задержки соединен с дополнительными входами первого и второго элементов ИЛИ-HE.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе;

l. Авторское свидетельство СССР

Ю 711537, кл. G 04 F 10/04, 1977.

930222

Составитель Р.Матвеева

Техред Ж. Кастелевич Корректор С.Щомак

Редактор Н.Лазаренко

Подписное

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

Заказ 3466/60 Тираж 429

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по дютам изобретений и открытий

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