Устройство для измерения интервалов между центрами импульсов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских

Социалистических

Республик ()938249 (6I ) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 02.07.80 (2! ) 2947579/18-21 (5t)IN. Кл.

604 F 10/04 с присоединением заявки М

3Ъеудорстеенный комитет

СССР во делам нзобретеннй н открытнй (23) Приоритет

Опубликовано 23.06.82. Бюллетень № 23

Дата опубликования описания 25.06.82 (5Ç ) Уд K 681. .325.3 (088. 8) (72) Автор изобретения

П. Н. Смирнов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ HHTEPBAËÎÂ

МЕЖДУ LIEHTPAMH ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относятся к измерительной технике н может быть использовано в автоматических измертегелях параметров импульсных последовательностей.

Известно устройство для измерения временного интервала между симметрич5 ными импульсами, содержащее задающий генератор, делитель частоты, схему

2И™ИЛИ и счетчик (13 °

Однако это устройство не позволяет измерять расстояние между центрами имттульсов, поступакмиих по разным входам»

Нанбопее близким к предлагаемому по технической сущности является изме;.рмгепь интервалов межцу серединами импульсов, который содержит задаккций генератор, делитель частоты, выходом подключенный непосредственно и через целитель частоты на два к первым вхо- 20 дам схемы 2И-ИЛИ, счетчики и дифферекцируюшие блоки f2) .

Однако это устройство обладает недостаточной надежностью, так как те2 ряет работоспособность при совпадении передних фронтов измеряемых импульсов.

Кроме того, функциональные возмож ности этого измерителя ограничены, поскольку он непригоден для измерений в автоматическом режиме, т.е. не позволяет получать . текущее" значение длительности ийтервала между центрами импульсов и црсозводить считывание кода, соответствуюецего измеренному мани.

Hem. изобретеиия — расширение функ. цисеиитьных возможностей устройства за счет возможности раоотать в широком диапазоне вр Менных сдеагов между передними фронтами измеряемых им туль сов, а также автоматизации процесса измерений.

Поставленная цель достю &ется тем1 что в устройство для иэмерития интерва» лов между серединами импупьсов, содеркащее задатсеций генератор, выход

Kmoppvo подключен непосредственно к

240

tO

25

36

3S жения

М

) 3 М8 первому входу элемента 2И-ИЛИ и через делитель частоты на два к его второму входу, два счетчика, первый и второй блоки дифференцирования, входы которых соединены соответственно с первым и вторым входами устройства, дополнительно введены элемент 2И-ИЛИ, элемент И, триггер, дешифратор и элемент задержки, причем выход дешифратора соединен с первым входом трнгге ра, ко второму входу которого через элемент задержки подипочен выход первого блока дифференцирования и установочный вход первого счетчика, выход триггера соединен с первым входом элемента И, второй вход которпго подключен к выходу элемента 2И-ИЛИ, а выход — к счетному входу первого счетчика, первый и второй входы дополнительного элемента 2И-ИЛИ соедщены соответственно с выходом задающего генератора и выходом делителя частоты на два, третий и четвертый нйверсный входы дополнительного элемента 2И-ИЛИ объединены и подключены к второму входу устройства, выход дополнитепьного элемента 2И-ИЛИ соединены со счетным входом второго счет пса, установочный

Ьход которого подключен к выходу второго блока дифференцирования, а выходык входам дешифратора, третий вход и четвертый инверсный вход основйого элемента 2И-ИЛИ объединены и подключены к первому входу устройства.

Кроме того, в устройство введен регистр памяти, информационные входы которого соединены с выходами первого счетчика, а уцравлякш ий вход подключен к выходу дешифратора.

На фиг. 1 изображена функпиональная схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, характеужзующие работу устройства.

Устройство для измеряя интервалов между центрами импульсов содержит задающий генератор 1 делитель 2 частоты на два, блоки 3 и 4 дифференщцювания, элементы 5 и 6 2И-ИЛИ, триггер

7е элемент 8 И; счетчики 9 и 10, дешифратор 11, permcrp 12 памяти и элемент 13 задержки. первый вход 14 и второй вход 15 устройства.

Работа устройства описана для случая С О, т.е. дпя случая, когда время задержки элемента 13 задержки равно нулю,, На первый 14 вход устройства в момент ф, (фиг. 2 0l ) подается сигнал длительностью К . На второй вход 15 устройства в момент времени 6д (фиг.2Е пода ется второй сигнал щд т ельностью Гй . Задающий генератор вырабатывает непрерывную последовательность импульсов с периодом 1

Первый входной сигнал поступает на вход блока 3 дифференцирования, а также на третий и четвертый входы элемента 5, причем на четвертом входе сигнал инвертируется. Передний фронт первого входного сит нала, выделяемый блоком 3 устанавливает в начальное состояние счетчик 9 и триггер 7 в состояние логической 1», тем самым дает разрешение на прохождение через элемент 8 И схп нала с выхода элемента 5 2И-ИЛИ на счетный вход первого счетчика 9. Так как первый входной сигнал подан.на третий вход элемента 5 2И-ИЛИ, то на его выход проходит частота с выхода делителя на два 2, подаваемая на второй вход элемента 5. Таким образом, все время существования первого входного сигнала, т.е. Ч, счетчик заполняется импульсами, следуюпими с периодом

2.Т g, После окончания первого входноro сигнала заполнение первого счетчика

9 продолжается импульсами, подаваемыми непосредственно с выхода задающего генератора 1, так как элемент 5

2И-ИЛИ закрывается по третьему входу и открывается по четвертому входу. Заполнение счетчика 9 продолжается до поступления сигнала на сброс триггера

7 с выхода дешифратора 11. Жот же сигнал своим задним фронтом произвдит перепись" кода Nq счетчика в момент его остановки в регистр 12. Допустим, что установка триггера 7 в «0» и соответственно закрытие элемента 8, . т.е. прекращение поступления импульсов на счетный вход первого 9 счетчика прсжзошло в момент +g (фиг. 2a). Тогда число, в первом 9 счетчике может бы и определено из . следующего выра где Й Ч - начальный код в первом счетчике.

Вгорой входной сигнал, подаваемый на второй вход 15 устройства, поступает на вход блока 4 дифференцирования, а также на третий и четвертый входы элемента 6, причем поступая на четвертый вход, сигнал инвертируется. По пе.с 1

Ь„ Т, ТТ Ту. эю

5 038 реднему фронту второго входного сигнала, получаемого с выхода блока 4 произвоуится установка начального состоя ИЦ4 Я начинает заполняться импульсами с вы- s хода элемента 6 2И-ИЛИ. Все время существования второго входного сигнала эти импульсы следуют с периодом СТ р. так квк на третий и второй входы элемента 6 2И-ИЛИ поступают открываю- 16 шие сигналы, а после окончания второго входного сигнала с периодом Т., так как открываюиве сигналы на четвертом и первом входах элемента 6 2И-ИЛИ.

Если предположить, что сигнал на выходе дешифратора 11 появляется в момент ф и соответствует состоянию второго 8òêíêÀt рввВОму Йдс, ТО момент (фиг. 2ä ) определяется из следующего выражения 20

Подставляя выражение (2) в(1), получим, что состояние первого счетчика

9 в момент 1 будет равно

240 6 случае, когда передние фронты рервого и второго входных сигналов совпадают, т.е. когда известное устройство работает недостаточно надежно, нормальная работа настоящего устройства не нарушается.

Предлагаемое устройство charmer свою работоспособность и в случае, ко» да на его входы вместо одиночных поступают пачки импульсов. При этом с мент времени может быть попучено чноло, пропорционапьное расстоянию между центрамн последних импульсов в пачке.

Настояшее устройство не требует специального сигнала дпя начальной установки твк квк установка начапыых состояний прсжзводится rgb появлении входных сигналов.

Конкретизация начальных состояний счетчиков 9 и 10, а также числа, соответствующего появлению сигнала с выхода дешифратора 11 производится из следую Них соображений. Для нормального функционирования настоящего устройства момент kg оствнова первого счетчика должен находиться правее по оси времени заднего фронта первого входного сигнала.

Если Т „дх- Ожидаемое максимальное воаможное расстояние между центрами первого и второго входных сигнапов, а

СФмох- максимальная допустимая дли. тельность первого входного сигнала для этого требуется, чтобы 6 у

= 4 -й +14 +

Ицч1 иач 2 Ас Т ать моменты вРемени, соответствуКицИе центру соответственно первого и второго входного сигнала. Таким образом, состоя. ние первого счетчика 9 в момент остановки пропорционально разности между центрами первого и второго входного сигнала. Постоянное смещение, рвиное матч - 4ицч + 4 дс всегда м кет бы п учтено прк последуккцей. обработке напученного результата.

Работа устройства не зависит от взаимнОгО расположения на осЕ врем%6ы первого и второго сигналов, например в

Это усповие всегда может быть выполнено, твк квк предельно допустимые . параметры входных сигнапов дслжны быть и:-тесты из рассмотрения работы

»

Начальное состояние первого счетчика

9 сщэедепяется егО состоящим Bb16p8E ном дпя нулевск о сдвига мекду II

yaMR первого и второго входньзх скгнапов.

Taz, нвщжмер, для случая, когда нулевоя сдвиг соответствует состоянию 2, где

М число разрядов первого счетчика

9р имеем: и

Й„О„1-Я- +й щц - pc

В этом случае состоявюе последнего рвз)жда первого S счетчика Оаредепяет ю ю входных сигналов, а значение млвдаюс

7 М (2 - 1) разрядов - абсолютную величину сдвига.

В том случае, если Йд выбирается бсльше 2, что может быть обусловлено наличием дополнительных требований на величину, Йд- в результате расчета начальное состояние первого счетчика оказывается отркцатепьным.

В этом случае запуск триггера 7 необходимо праиэводичь с задержкой относительно нередно о фронта первого выходного сигнала. И тогда, когда @

= 0 величина этой задержки, выраженная в числе импульсов, поступающнх на счетныМ вход первого счетчика, равна «2н

3ОА Х

1. Устройство дпя измерения интервалов между центрами импульсов, содержащее задаюший генератор, выход которого подключен непосредственно к первому входу элемента 2И-ИЛИ и через делитель частоты на два к его второму входу, два счетчика, первый и второй блоки дифференцирования, входы которых соеgHHeKbI соответственно с первым и вторым входами устройства, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью расширения о

Для формирования задержанного сигнала служит элемент задержки 13, включаемый между выходами первого блока

3 дифференцирования и входом взвода триггера 7.

Таким образом, настоящее устройство по сравнению с известным обладает более высокой функциональной надежностью и более широкими возможностями, т.е. может работать при большем числе ва.— риантов входных сигналов, Формула изобрет ения

IO

15 ю

25 зо

35 функциональных возможностей за счет воэможности работать в широком диапазоне временных сдвигов между передними фронтамц измеряемых импульсов в н го дополнительно введены элемент

2И-ИЛИ, элемент И, триггер, дешифратор и элемент задержк ., причем выход дешифратора соединен с первым входом триггера, к второму входу которого через элемент задержки подключен выход первого блока дифференцирования и установочный вход первого счетчика, выход тукггера соедпнен с первым входом элемента И, второй вход которого подключен к выходу элемента 2И-ИЛИ, а выход - к счетному входу первого счетчика, первый и второй входы дополнительного элемента 2И-ИЛИ соединены соответственно с выходом задающего генератора и выходом делителя частоты на два, третий и четвертый инверсный входы дополнительного элемента 2И-ИЛИ объединены и подключены к второму входу устройства, выход дополнительного элемента И-ИЛИ соединен со счетным входом второго счетчика, установочный вход которого подключен к выходу второго блока дифференцирования, а выходык входам дешифратора, третий вход H четвертый инверсный вход основного элемента 2И-ИЛИ объединены и подключены к первому входу устройства.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью обеспечения автоматизации процесса измерений, в него введен регистр памяти, информационные входы которого соединены с выходами первого счетчика, а управляющий вход подключен к выходу дешифратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Мо 554523, кл.,604F ХО/О4, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

% 661385, кл. 604 F 10/б4, 1979.

938249

Составнтепь Ю. Тюаич

Редактор A. Шандор Текред А.Бабинеи Корректор М. >аринин

Заказ 4459/71 Тираж 427 Подписное

ВНИИПИ Государствещого комитета СССР по депам изобретений и откувгжй

113035, Москва, S, Раушская наб., p. 4/5

Фипиап ППП «Патент, г. Ужгород, уп. Проектная, 4