Цифровой измеритель временных параметров импульсов Советский патент 1983 года по МПК G04F10/04 

Изобретение относится к импульсно и измерительной технике и может использоваться в цифровых устройствах контроля различного назначения, а также в измерительных приборах и сис темах для определения временных параметров сигналов. Известно устройство дпя измерения временных параметров импульсов, содержащее две схемы сравнения по низ кому и высокому уровню, формировател линию задержки, расширитель импульсо эталонный генератор, схему совпадени и счетчик импульсов. Входы формирова теля импульсов, длительность которых .пропорциональна длительности измеряе мого временного интервала, подключе ны к выходу схемы сравнения по низко му уровню и через линию задержки к выходу схемы сравнения по высокому уровню tlj. Недостатками этого устройства являются возможность формирования временного интервала только по одному.из фронтов исследуемого сигнала, сложность схемы, вызванная необходимостью дополнительного устройства для запуска .и привязки запускающего импульса ко Ьходному сигналу. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является циф ровой измеритель длительности фронта импульса, содержащий первый и второй блоки сравнения, первые входы которых подключены к шине источника импульсов, а выходы - к блоку,формирования временных интервалов, формиро ватель опорного напряжения, выходы котор ого подключены ко входам блоков сравнения, переключатель режимов, генератор импульсов опорной частоты счетчик и цифровой индикатор 2. Однако указанный измеритель за один цикл измерения может измерить только один параметр импульса, так как блок формирования временных интервалов формирует только один временной интервал по выбору с помощью переключателя режимов. Это ограничивает функциональные возможности устройртва при анализе редко повторяющихся импульсов, когда всю информа цию о параметрах импульса необходимо получить за один цикл измерения, и приводит к увеличению времени исследования сигнсша. Цель изобретения - распшрение функциональных возможностей при измерении одиночных и редко повторяющихся входных сигналов. Поставленная цель достигается тем, что в цифровой измеритель временных параметров импульсов, содерг жащий первый и второй блоки сравнения, первые входы которых подключены к входной чине,формирователь опор ного напряжения, первый и второй выходы которого подключены ко вторым входам соответственно первого и второго блоков сравнения, генератор опорной частоты, введены три элемента совпадения, четьфе элемента И-НЕ и инвертор, причем выход генератора опорной частоты подключен к первым. входам элементов совпадения, выход первого блока сравнения подключен к первым входам первого и второго элементов И-НЕ, выход второго блока сравнения через инвертор подключен к первым входам третьего и четвертого элементов И-НЕ и ко вторым входам первого элемента И-НЕ и первого элемента совпадения, третий вход первого элемента И-НЕ соединен с выходом второго элемента И-НЕ и вторым входом третьего элемента И-НЕ, выход которого соединен со вторыми входами второго и четвертого элементов И-НЕ, третий вход второго элемента И-НЕ подключен к первому выходу первого элемента И-НЕ, вторые входы второго и третьего элементов совпадения подключены соответственно ко второму выходу первого элемента И-НЕ и к выходу четвертого элемента И-НЕ. На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого цифрового анализатора временных параметров импульсов; на фиг.2 - временные диаграммы его работы. Схема содержит блоки 1 и 2 сравнения соответственно по низкому и высокому уровню, блок 3 формирования опорного напряжения, инвертор 4, элементы 5-8 И-НЕ, элементы 9, 10 и 11 совпадения, генератор 12 опорной частоты. Измеритель работает следующим образом. При отсутствии входного сигнала на вход блока 1 сравнения подается опорное напряжение, соответствующее низкому уровню сигнала (,l 0,)/ а на вход блока 2 сравнения - опорное напряжение, соответствующее высокому уровню входного сигнала (U2.-0/9 Um) На выходах блоков 1 и 2 сравнения присутствуют низкие потенциалы (уровень логический О). С выхода блока 1 сравнения этот потенциал поступает на входы элементов 7 и 8 И-НЕ и запирает их, С выхода блока 2 сравнения низкий потенциЕШ через инвертор 4 и элемент 5 И-НЕ поступает на вход элемента 6 И-НЕ и запирает его. Таким образом, на выходах блока формирования временных интервалов присутствуют высокие потенциалы, которые запирают элементы. 9, 10 и 11 совпадения. При превышении напряжением сигнала опорного напряжения низкого уровня и на выходе блока 1 сравнения появляется, высокий потенциал (уровень логическая , фиг. 2 а,б), кото1 ый отпирает элемент 7 И-НБ. На выходе последнего формируется перепад напряжения из высокого уровня в низкий (фиг. 2г)f что является началом формирования временного интервала, равного длительности переднего фронта вхоаного сигнала ( 4oi) РИ превьонении напряжением входного сигнала опорного напряжения высокого уровня (J/i ,- на. выходе блока 2 сравнения появляется высокий потенциал (уровень логическая 1, фиг. 2б), что является началом фохжирования временного интервгша, равного длительности входного сигнала на уровне опорного напряжения высокого уровня UQ. (фиг. 26) .ЭТОТ потенциал через инвертор 4 запирает элемент 7 И-НБ/ на выходе которого формируется перепад напряжения из низкого уровня в высокий (фиг. 2г), что является концом формирования временного интервала, равного длительности переднего фронта импульса -fcij. Одновременно с этим сигнал с выхода блока 2 сравнения через инвертор 4 запрещает работу элемента 6 И-НЕ и отпирает элемент 8 И-НЕ, на выходе которого появляется низкий потенциал. Этот потенциал черё& элемент 5 И-НЕ подготавливает к работе элемент 6 И-НЕ. При уменьшении напряжения входного сигнала до значения ниже На на выходе блока 2 сравнения формируется перепад напряжения из высокого уровня в низкий (фиг. 2в), что является концом формирования временного интёрвала, равного длительности импульса Т (фиг. 26), Через инвертор 4 поступает сигнал с выхода блока 2 сравнения, отпирает ранее подготовленный элемент 6 И-НЕ. На выходе этого элемент4 происходит перепад напряжения из высокого уровня ri низкий, что является началом фор1дарования временного интервала, равного длительности заднего фронта (фиг. 2ф. При уменьшении напряжения входного сигнала до значения меньше и, на выходе блока 2 сравнения появляется перепад напряжения из высокого уровня в Н1 гзкий, который запирает элемент 8 И-НБ. На выходе этого элемента появляется высокий потенциал,.. который через элеииент 5 И-НБ за0пирает элемент 6. На выходе этого элемента происходит перепад напряжения из низкого .уровня в ВЫСОКИЙ

(фиг. 2(), Что является концом формирования временного интервала, рав5ного длительности заднего фронта входного сигнала .

С выходов элементов 6 и 7 И-НЕ и инвертора 4 сформированные временные интервалы поступают на элементы 9,

0 10 и 11 совпадения и разрешают прохождение импульсов с генератора 12 опорной частоты. На выходах элемен.тов совпещения 9, 10 и 11 появляются импульсы, число которых соответственно пропорционально длительности

5 переднего заднего фронтов импульса и длительности импульса ТГц.

Предложенное изобретение обладает более широкими функциональными возможностями по сравнению с известньм, так как при большом диапаз.оне изменения параметров входногосигнала возможно производить одновременное измерение времени нарастания, времени спада и длительности (импульса за время прохождения одного иклульса, что ;:-дает возможность значительно сократить затраты времени при исследовании одиночных и ре;ф{о повторяющихся имтульсов. Сокращение врекюни исследования происходит за счет отсутствия времени ожидания прихода одиночных и редко повторяющихся сигналов.

Ч

а

ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕН-о НЬК ПАРАМЕТРОВ ИМПУЛЬСОВ, содержащий первьт и второй блоки сравнения, первые входы которых подключены .к входной шине, формирователь опорного напряжения, первый и второй выхода которого подключены ко вторьм входам соответственно первого и второго блоков сравнения, генератор опорной частоты, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей при измерении одиночных и редко повторяющихся временных интервалов, в него введены три элемента совпадения, четыре элемента И-НЕ и инвертор, причем выход генератора опорной частоты подключен к первым входам элементов совпадения, выход первого блока сравнения подключен к первым входам первого и второго элементов И-НЕ, выход второго .тблока сравнения через инвертор подключен к первым входам третьего и четвертого элементов И-НЕ и ко вторым входам первого элемента И-НЕ и первого элемента совпадения,тре;тий вход первого элемента И-НЕ соединен с выкодом второго элемента И-НЕ и вторым входом третьего элемента И-НЕ, выход которого соединен со . вторыми входами второго и четвертого 5 V ko элементов И-НЕ, третий вход второго элемента И-НЕ подключен к первому Рвыходу первого элемента И-НЕ, вторые входы второго и третьег элементов совпадения подключены соответственно ко второму выходу первого элемента S И-НЕ и к выходу четвертого элемента И-НЕ. оо со