Устройство для вычисления отношения временных интервалов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социапистииеских

Республик

<»>966705 (5l)N. Кл.

G 06 G 7/16

G 06 F 7/68 (61) Дополнительное к авт. саид-ву Р 698006 (22) Заявлено 25. 03. 81(21) 2965964/18-24 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 15.10.82. Б1оллетень М 38

Дата опубликования описания l 5, 1 0 .82

9кударетеенны5 коинтет

СССР но делен изе4ретеннй н открытнй (5Ç) УДК 681 ° 335 (088.8) бахВЦЦ) Фу раз

g ЗАТЕЫТМЮгщ @та.А

В.Б.ИЬрагимов, Т.A.Èñìàèë-Заде, А.О.Б и P.À.ÒîïåëüÜåðã

Специальное конструкторское Ьюро геоф приЬоростроения Научного центра Геоф

АН Азербайджанской ССР и АзерЬайджанс Всесоюзного научно-исследовательского геофизических методов разведки (72) Авторы изобретения (7I) Заявители института (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВНЧНСЛЕНИЯ ОТН()ЙЕНИЯ

ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в информационноизмерительных системах для построения ,специализированных вычислительных устройств с времяимпульсной формой представления информации.

По основному авт. св. й" -698006 известно устройство для вычисления отношения временных интервалов, содержащее генератор импульсов, два элемента И, два счетчика импульсов, счетчик результата, схему сравнения кодов, выход которой соединен с вхо.дом установки нуля второго счетчика импульсов непосредственно и со счетным входом старших разрядов счетчика результата через элемент ИЛИ, одновибратор, вход которого подключен к первому входу устройства, а выходк другому входу элемента ИЛИ, и элемент НЕ, вход которого подключен к первому входу устройства, а выходк второму входу второго элемента И, первый и третий входы которого соединены с входом генератора импульсов и с вторым входом устройства соответ. ственно, а выход - со счетным входом

5 второго .счетчика импульсов, информационные выходы которого соединены с первыми входами схемы сравнения кодов, вторые входы которой соединены. с информационными выходами первого счетчика импульсов, счетный вход которого подключен к выходу первого элемента И, входы которого соединейы с выходом генератора импульсов и с первым входом устройства соответственно t 1j.

Недостатком известного устройства является низкая точность, обуслови ленная наличием погрешности при вычислении отношения,временных интервалов, не кратного целому числу.

Цель изобретения - повыиение точности устройства.

3 9667

Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство для вычи сления отношения временных интервалов введены триггер, дешифратор нуля, третий и четвертый элементы И, дели тель частоты с постоянным коэффициентом деления и делитель частоты с управляемым коэффициентом деления, информационные выходы второго счетчика подключены к входам дешифратора, 16 нуля, выход которого подключен к первому входу триггера, второй вход триггера подключен к второму входу устройства, а выход подключен к первым входам третьего и четвертого эле- 1$ ментов И, второй вход третьего элемента И подключен к выходу делителя частоты с постоянным коэффициентом деления, вход которого подключен к выходу генератора импульсов, второй вход четвертого элемента И подключен к выходу генератора импульсов, выход четвертого элемента И подключен к информационному входу делителя частоты с управляемым коэффициентом деления, управляющие входы которого подключены к информационным входам первого счетчика,.а выход подключен к входам младших разрядов счетчика результата, выход третьего элемента И подключен к вычитающему входу второго счетчика, Сущность изобретения заключается в вычислении отношения временных интервалов, не кратного целому числу, без методической погрешности за счет З выделения Y,(где C- часть временного интервала, которая остается после того, как в больший временный интервал

Т2 уложится целое число и временных интервалов Т.1 Т =пТ ), измерения цифровым методом отношения С/Т и формирования в младших разрядах счетчика результата кода, пропорционального этому отношению.

Второй счетчик выполнен в виде реверсивного счетчика.

Выполнение второго счетчика импульсов в виде реверсивного счетчика необходимо для того, чтобы в первом такте работы устройства, когда вычи- N сляется целое число временных интервалов Т, укладывающихся в .Т (результат,заносится в старшие разряды счетчика результата), он работал в режиме сложения импульсов генератора,,формируя непрерывно .(линейно) меняющийся код, сбрасываемый каждый раз, когда появляется импульс c Bbl

05 4 хода сработавшей схемы сравнения кодов, а во втором такте - в режиме вычитания импульсов генератора, частота которых предварительно делится на 10 с помощью делителя частоты с постоянным коэффициентом деления.

Дешифратор нуля необходим для Формирования импульса в момент времени, соответствующий обнулению реверсивного счетчика. Триггер необходим для Формирования во втором такте работы устройства интервала времени, пропорционального С/Т„; в течение этого интервала времени должны быть открыты дополнительные элементы И, пропуская счетные импульсы генера- . тора на вход делителя частоты с управляемым коэффициентом деления непосредственно и на вход "Вычитание" реверсивного счетчика через делитель частоты с постоянным коэффициентом деления. Делитель частоты с управляемым коэффициентом деления необходим для формирования импульсов с. частотой, обратно пропорциональной М .

Приведенная совокупность признаков является также и достаточной для увеличения точности устройства.

На чертеже приведена функциональная схема устройства для вычисления отношения временных интервалов. устройство для вычисления отношения временных интервалов содержит элемент И 1, входы которого соеди-. нены с первым входом устройства и с выходом генератора 2 импульсов, а выход- со счетным входом первого счетчика 3 импульсов, элемент НЕ 4, вход которого подключен к первому входу устройства, а выход - к одному из входов элемента И 5, другие входы которого соединены с вторым входом устройства и с выходом генератора импульсов, а выход -. с входом

"Сложение" второго реверсивного счетчика 6, информационные выходы которого соединены с первыми входами схемы 7 сравнения кодов, вторые входы которой соединены с информационными выходами счетчика 3 импульсов, а выход подключен к входу установки нуля реверсивного счетчика 6 и к одному из входов элемента ИЛИ 8, другой вход которого соединен через одновибратор

9 с первым входом устройства, а выход - с счетным входом старших разрядов 10 счетчика результата 10, дешифратор 11 нуля, входы которого соединены с информационными выходами

6705 d

1О

23

3О

33

5 96 реверсивного счетчика, а выход - c одним из входов триггера 12, другой вход которого подключен к второму входу устройства,,а выход — к одному из входов элемента И 13, другой вход которого через делитель 14 частоты с постоянным коэффициентом деления соединен с выходом генератора импульсов 2, а выход - с входом "Вычитание" реверсивного счетчика 6, и элемент И 15, входы которого соединены с выходами триггера 12 и генератора 2. импульсов, а выход с .информационным входом .делителя 16 частоты с управляемым коэффициентом деления, установочные входы которого соединены с информационными выходами счетчика 3 импульсов, .а выходс счетным входом младших разрядов

10 счетчика результата.

Устройство для вычисления отношения временных интервалов работает следующим образом.

На первый и второй входы устрой;ства подаются импульсы, имеющие длительность, соответствующую времен.ным интервалам 1„ и Т, отношение которых требуется вычислить. Импульсы образцовой частоты с выхода генератора, 2 проходят через элемент И 1 в течение временного интервала Т на счетчик 3, содержимое которого линейно увеличивается по мере его заполнения и в момент времени, соответствующий окончанию указанного интервала, становится равным N>=T т где Го - частота импульсов генератора 2. Это значение кода в дальнейшем сохраняется неизменным в счетчике 3 в течение всего времени измерения, Импульс с длительностью, соответствующей временному интервалу Т

У кроме того инвертируется инвертором, выполненным на основе элемента НЕ 4, и подается на элемент И 5, закрывая последний в результате, импульсы с выхода генератора 2 в течение указанного временного интервала не проI ходят на реверсивный счетчик 6.

В момент времени, соответствующий 3© окончанию временного интервала Т, одновибратор 9 формирует короткий импульс, который через элемент ИЛИ 8 заносится в старшие разряды 10 счетчи» ка результата. Это значит, что в больший временной интервал Т> уложился ровно один временной интервал Т» . Одновременно элемент И открывается (так как на выходе инвертора 4 теперь высокий потенциал и потенциал того же уровня - на втором входе устройства) и импульсы с выхода генератора

2 начинают заполнять реверсивный счетчик 6, работающий в режиме сложения импульсов. Содержимое Ng счетчика 6 увеличивается до тех пор, пока не станет равным М» . Момент равенства фиксируется схемой 7 сравнения кодов, импульс с выхода которой, во-первых, сбрасывает в нуль счетчик б, и, во-вторых, заносится в старшие разряды 10» счетчика результата через элемент ИЛИ 8. Это значит, что в больший временной интервал Т уложился второй временной интервал Т» .

Содержимое N реверсивного счетчика 6. опять начинает увеличиваться (так как элемент И g открыт и импульсы с выхода генератора 2 продолжают поступать на его вход "Сложение) и увеличивается до тех пор, пока не станет равным N+. Дальнейшая последовательность операций аналогична рассмотренной выше - срабатывает схема .7 сравнения кодов, импульс с выхода которой опять сбрасывает счетчик 6, заносится в старшие разряды 10 счетчика результата через элемент ИЛИ 8.и т.д.

Процесс вычисления на первом этапе раЬоты устройства заканчивается в момент времени, соответствующий окончанию временного интервала Т, при этом состояние старших разрядов

10,„ счетчика результата отображает целое число п=Т 1Т„(которое показывает, сколько раз меньший временной

1 интервал Т„ полностью уложился в больший временной интервал Т ), а содержимое N реверсивного счетчика

6 - отрезок с временного интервала Т,, остающийся после того, как в Ьольший временной интервал Т уложилось целое число п временных интервалов Т, I

Если не учитывать (и, соответ1 ственно код и, остающийся в счетчике

6 ), искомый результат выполняемой операции определяется с погрешностью, величина которой тем больше, чем больше 1 (й ), В предлагаемом устройстве указанная погрешность иск ючается. Для этого на втором этапе работы устройства вычисляется отношение 1/Т,» путем выполнения операции

Формула изобретения

7 деления кодов и и N>, отображающих и Т соответственно.

В момент времени, соответствующий окончанию временного интервала

Т и началу второго этапа работы уст- З ройства, триггер 12 устанавливается в положение "1". Потенциал высокого . уровня, соответствующего уровню логической единицы, с единичного выхода Q триггера подается на управЛяю- lO щие входы элементов И 13 и 1 ; при этом элемент И 13 пропускает импульсы с выхода делителя 14 частоты, следующие с частотой tä /10 (где !0 коэффициент деления делитеяя частоты, 1З значение которого выбирается с учетом требуемой точности измерения), на вход "Вычитание" реверсивного счетчика 6; элемент И 15 пропускает импульсы генератора 2 на сметНый вход 20 делителя 16 частоты, коэффициент деления которого устанавливается равным Nð (для чего установочные входы делителя соединены с информационными выходами счетчика 3, в котором 25, хранится указанный код). С выхода делителя 16 частоты импульсы, следующие с частотой fo /N>, поступают на счетный вход младших разрядов 10, счетчика результата в течение време- Зр ни 6 t работы реверсивного счетчика 6 в режиме "Вычитание импульсов".

Импульсы, поступающие на вход "Вычитание" реверсивного счетчика, списывают оставшийся в нем (к концу первого этапа работы устройства) код

И

N6. Содержимое счетчика уменьшается и достигает нуля, при этом срабатывает дешифратор 11, импульс с выхода которого возвращает триггер 12 в исходное положение "0", и поступление импульсов на.счетчики 6 и 10 и делитель 16 частоты прекращается.

Триггер 12 находится в положении

"1" в течение интервала времени, длительность д которого можно определить следующим оЬразом

6 () ., ©К

10 .

За это время в младших разрядах

1Оц счетчика результата образовался код (в десятичной форме), равный с учетом (11

Этот код отоЬражает t=/Т,, т.е. дробную часть вычисляемого отношения Т /Т, Целая часть этого отношения определяется на первом этапе работы устройства и хранится в старших разрядах счетчика результата.

Такое выполнение предлагаемого устройства при вычислении отношения временных интервалов, не кратного целому числу, исключает погрешность, свойственную известному устройству, за счет чего его точность увеличивается примерно в 1, раза. устройство для вычисления отношения временных интервалов по авт. св.

У 698006, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены триггер, дешифратор нуля, третий и четвертый элементы И, делитель частоты с постоянным коэффициентом деления и делитель частоты с управляемым коэффициентом деления, информационные выходы второго счетчика подключены к входам дешифратора нуля, выход которого под» ключен к первому входу триггера, второй вход триггера подключен к второму входу устройства, а выход подключен к первым входам третьего и четвертого элементов И, второй вход третьего элемента И подключен к выходу делителя частоты с постоянным коэффициентом деления, вход которого подключен к выходу генератора импульсов, второй вход четвертого элемента И подключен к выходу генератора импульсов, выход четвертого И подключен к информационному входу делителя частоты с управляемым коэффициентом деления, управляющие входы которого подключены к информационным выходам первого счетчика, а выход подключен к входу, младших разрядов счетчика результата, выход третьего элемента

И подключен к вычитающему входу второго счетчика.

Источники информации; принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Г 698006, кл. 4 06 G 7/16, 1978 (прототип) .

966705

/ 7 Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изоЬретений и открытий

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

Заказ 7

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, Составитель Т. Сапунова

Редактор Л.Авраменко Техред М. Гергель Корректор С.Шекмар