Устройство для дискретного измерения временных интервалов Советский патент 1983 года по МПК G04F10/04 

Г w-rfTL

жщя

1.4t-n

1 ГП ГП

00

2.Устройство по п. 1, о т л ичающееся тем, что счетная

декада содержит четыре разряда, причем вход каждого 1-го разряда, кроме старшего, соединен с первым выходом (t+l)-ro разряда, управляющие входы разрядов соединены с соответствующими управляющими входами декады, а вторые выходы разрядов являются информационными выходами декады.

3.Устройство по пп 1 и 2, о т личающееся тем., что каждыЛ .из разрядов счетной декады содержит

два элемента ИЛИ J элемент НЕ, три элемента И, триггер и элемент задержки, вход которого соединен с выходом первого элемента И и первым входом

второго элемента И, второй вход которого подключен к выходу элемента задержки, а выход - к входу триггера

и первому входу первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента И, а выход является первым выходом разряда, выход триггера является вторым выходом разряда и соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого является управляющим входом разряда, а выход подключен непосредственно к первому входу первого элемента и и через элемент НЕ - к первому входу третьего элемента И, второй вхоД которого соединен с вторым входом первого элемента И и является

ВХОДОМ разряда.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСКРЕТНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ, содержащее элемент И, элемент ИЛИ и элемент задержки, вход которого .подключен к выходу элемента ИЛИ, а выход к первому входу элемента И, выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ, второй вход ко,торого является входом устройства, отличающееся .тем, что, с целью повышения быстродействия и точности измерений, в него введены распределитель, элемент НЕ и счетная декада, причем выход элемента ИЛИ подключен к входу распределителя и входу старшего разряда счетной декады, первый, второй, третий и четвертый выходы распределителя соединены с управляющими входами счетной декады, пятый выход распределителя через элемент НЕ подключен к второму входу элемента И.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения временных интервалов и периода повторения импульсов.

Известно устройство для измерения периода, содержащее формирователь,счетчик, пересче.тный блок, триггер, генератор, селектор, элементы И, ИЛИ 1.

К недостаткам известного устройства относятся его сложность и невозможность использования для измерения временных интервалов наносекундного диапазона.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является рециркуляционный преобразователь времякод наносекундного диапазона, содержащий элемент ИЛИ, два элемента задержки , элемент И, счетчик 2.

Недостатком этого преобразователя является низкое быстродействие, так как количество циклов циркуляции большое и прямопропорциональное длительности измеряемых импульсов (напр мер при измерении импульса длительностью 100 НС с дискретностью 1 не необходимо циклов

у,-..,00 Ihc

и время не менее t п 100 не . 10000 не).

Кроме того, преобразователь характеризуется низкой точностью измерения из-за искажений, вносимых элементами задержки при многократной циркуляции измеряемого импульса.

Цель изобретения - повышение быстродействия и точности измерений устройства.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для дискретного измерения временных интервалов, содержащее элемент И, элемент ИЛИ и элемент .задержки, вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ, а выход к первому входу элемента-И, выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ, второй вход которого является входом устройства, введены распределитель, элемент НЕ и счетная декада, причем выход элемента ИЛИ подключен к входу распределителя и входу старшего разряда счетной декады, первый, второй, третий и четвертый выходы распределителя соединены с управляющими входами счетной декады, пятый выход распределителя через элемент НЕ подключен к второму входу элемента И.

Кроме того, счетная декада содержит четыре разряда, причем вход каждого i-го разряда, кроме старшего, соединен с первым выходом (i+l)-ro разряда, управляющие входы разрядов соединены с соответствующими управляющими входами декады, а вторые выходы разрядов являются информационными

выходами декады. 1

При этом каждый из разрядов счетной декады содержит два элемента ИЛИ элемент НЕ, три элемента И, триггер и элемент задержки, вход которого соединен с выходом первого элемента И и первым входом второго элемента и, второй вход которого подключен к выходу элемента , а выход к входу триггера и первому входу первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента .И, а выход является первым выходом разряда, выход триггера является вторым выходом разряда и соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, -второй вход которого является управляющим входом разряда а выход подключен непосредственно к первому входу первого элемента И и через элемент НЕ - к первому входу третьего элемента И, второй вход которого соединен с вторым входом первого элемента И и является входом разряда.. . На фиг, 1 изображена блок-схема предложенного устройства на фиг. 2 временные диаграммы его работы. Устройство содержит элемент 1 И, элемент 2 ИЛИ, элемент 3 задержки, распределитель 4, элемент 5 НЕ, счет ную декаду 6, которая содержит четыре разряда 7-10, каждый разряд содер жит два элемента 11 и 12, ИЛИ, элемент 13 НЕ, три элемента 14, 15 и 16 И, триггер 17 и элемент 18 задержки. I На фиг. 2 изображено: й- измеряемый импульс на входе устройства; (5 - циркулирующие импульсы на выходах элементов 1 И и 2 ИЛИ , , 1 , q, к УС- импульсы, подаваемые распределителем на управляющие входы разрядов 7-10 соответственно; Jr импульс с последнего выхода распределителя; LL , К-, JL , At- импульсы на первом выходе разрядов 7-10 соответственно; к , л, импульсы на втором информационном выходе разрядов 7 и 10 соответственно. Задержка.элемента 3 выбирается больше длительности максимального измеряемого импульса (фиг. 2, время t-j-to) В качестве примера взята только одна декада с двоично-десятичной системой счисления в коде 4-2-2-1, т.е. элемент 18 задержки в разряде 7 имеет задержку 4 не, в разряде 8 и 9 - 2 не, в разряде 10-1 НС. При необходимости устройство может иметь несколько последовательно соединенных счетных декад. Устройство работает следующим образом. Измеряемый импульс длительностью (например 5,6 не, фиг. 2а) циркулирует по контуру; элемент 2 ИЛ элемент 3 задержки 1И элемент (фиг. 1 и 2f ). При этом он подается на вход разряда 7. От первого импульса на выходе элемента 2 ИЛИ распределитель подает уровень логической 1 на управляющий вход разряда 7 (фиг. 2 ), чем запрещает с помощью элемента 13 НЕ прохождение измеряемо го импульса через элемент 16 И и раз решает его прохождение через элемент 15 И, причем элемент 18 задерживает этот импульс на время t. -t 4 не прежде, чем он попадает на один из входов элемента 14 И. На другой вход элемента 14 И попадает нзмеряекый импульс без задержки и (так. как изме ряемый импульс равен 5,6 не, а задер ка элемента 18 равна 4 не) на выходе элемента 14 И появляется импуз ъс длительностью Ц« 1,6 не (фиг.Зл) который через элемент -11 ИЛИ попадает на первый выход.разряда 7 и, кроме этого,изменяет еоетояниё триггера 17. При этом сигнал логичеекой 1 е илхода триггера 17 (фигь 2и) через элемент 12 ИЛИ разрешает в процеесе измерения прохождение измеряемого импульеа через элемент 15 И и запрещает его прохождение через элемент 16И. Следующий импулье е элемента 2 ИЛИ изменяет енова состояние распределителя 4, и уровень логической 1 теперь подается на утфавляющий вход разряда 8 (фиг. 2г.), где происходит аналогично разрешение прохождения импульса длительностью 1,6 не через элемент 15 И, но так как элемент 18 имеет задержку 2 не, а импулье е выхода разряда 7 длительг ностью 1,6 не, то на выходе элемента 14 И в этот момент нет- импульса, и триггер 17 не изменяет своего состояния. Третий импулье с элемента 2 ИЛИ изменяет снова состояние распределителя 4, и уровень логической 1 подается на управляющий вход разряда 9 (фиг. 2() . Так как триггер 17 разряда 8 находится в иеходном состоянии, а с распределителя 4 на управляющий вход разряда 8 подается логический О (фиг.2г) то импулье с первого выхода разряда 7 проходит по цепи: элемент 16 И элемент 11 ИЛИ разряда 8, и попадает на вход разряда 9, где также не изменяет состояния триггера 17, так как длительностью его t-j- t « 1,6 не 2 НС (фиг. 2К). Четвертый импульс с элемента 2 ИЛИ изменяет снова еоетояниё раепределителя 4 и уровень логичеекой 1 подаетея на управляющий вход разряда 10 (фиг. 2Ж) . Импульс с выхода разряда 8 через цепи след5пощих рахрядов, аналогичные разряду 8, попадает на вход разряда 10 (фиг. 2) и через элемент 15 И на элемент 18, где задерживается на 1 не. Тогда на выходе элемента 14 И появляется импулье (фиг. 2м, время tg ), который изменит еоетояниё триггера 17(фиг. 2п.) . Пятый импулье е элемента 2 ИЛИ изменяет енова еоетояниё распределителя 4, и уровень логи.ческой 1 через элемент 5 НЕ е по(мощью элемента 1 И запрещает циркуляцию измеряемого импульса (фиг. 23f). После времени t можно е информационных выходов разрядов считывать .информацию о длительности измеряемого импульеа, которая равна: разряд 7 - логичеекая 1, разряды 8 и 9 - логичеекий О, разряд 10 логичеекая 1, т.е. это будет 4 + + 1 5 не.

Введение новых узлов и связей поэвсзпяет уменьшить количество циклов циркуляции, за счет чего увеличивается быстродействие и точность измерения. Например, при измерении импульса длительностью 100 не с

.дискретностью 1 не необходимо две Декады, при этом нужно всего 8 цкклов циркуляции, а время измерения составляет не менее 800 не, что на порядок меньше, чем у известных устройств.