Измеритель временных интервалов Советский патент 1983 года по МПК G04F10/04 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении и регистрации, последовательности временных интервалов в условиях, когда конец одного и:нтервала является началом следукяцего.

Известенизмеритель временных интервалов, содержащий входное устройство, выход которого соединен с первого элемента И, выход которого соединен с входе / ждущего ге.нератора сдвинутых импульсов, а второй йход подключен к первому триггеру, два входа которого соединены соответственно с шиной Пуск и выасодом второго элемента И, второй вход , которого подключен к выходу второго триггера, входы которого подключены к шинам Пуск и Стоп, и генератор опорной частоты l.

Недостатком устройства является сравнительно узкий диапазон измеряемых временных интервалов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является измеритель временных интерналов, содержащий входной блок, выход которого соединен с первым входом -первого элемента И, выход которого соединен с входом, генератора сдвинутых .импульсов , а второй вход подключен к выходу первого триггера, два входа которого соединены соответственно с шиной Пуск и выходом второго элемента И, второй вход которого подключен к выходу второго триггера, входы которого подключены соответственно к шингим Пуск и Стоп, генератор опорной частоты, подключенный выходслл к первьал входам третьего и четвертого элементов И, выходы которых соединены соответственно со счетными входами пбрвого и второго счетчиков, кодовые выходы которых соединены с информационными входами коммутатора,,Шины Сброс первого и второго счетчиков соединены с выходами соответственно пятого и шестого элементов И, первые входы которых подключены к третьему выходу генератора сдвинутых импульсов, а вторые входы объединены с 61гоРЫ11И входами четвертого и третьего эЗггёментов И и соединены с выходами третьего триггера . Недостатками этого устройства являются сложность схемы, а также 0, что первыйр)езультат измерения, поступающийна регистратор, является случайнь1м, произвольным, зависящим от момента пуска устройства, что в ряде случаев - особенно при автоматической обработке информатши - крайне нежелательно, в частности при с татистической обработке результатов измерений, кроме того, число-интервалов, измеренных между моментами поступления импульсов на шины Пуск и

«

Стоп , произвольно - это является

серьезны недостатком в случае, KOI , да исследуется периодический- (или квазипериодический ) сигнал, один раз изменяю дий знак в течение пepиo да (например, искаженная синусоида или меандр произвольной скважности), и наконец, устройство не обеспе 1Ивает установки всех узлов в исходное состояние по окрнчанки измерений, что снижает производительность устройства и достоверность результатов измерений.

Цель изобретения --повышение надежности и расширение функциональных возможностей устройства.

Поставленная цель достигается тем что в измеритель временных интервало содержащий входной блок, вькод которого соединен с nepBHivi вхоцом первого элемента И, выход которого соединен с входом генератора сдвинутых импульсов, а второй вход подключен к выходу первого триггера, единичный вход которого соединен с шиной Пуск и с нулев1лм входом второго триггера, единичный вход которого соединен с шиной Стоп, а прямой выход - с первым входом второго элемента И, выход которого подклк чен к нулевому входу первого триггера, генератор опорной частоты, выход которого подключен к. первым входам третьего и четвертого элементов И, выходы которых соединены соответственно со счетными входами первого и второго счетчиков, кодовые выходы которых соединены с инфор мационными входами коммутатора, входы сброса первого и второго счетчиков соединены соответственно с выходами 1 Пятого и шестого элементов И, пер- вый выход генератора сдвинутых импульсов пoдкJдачeн к первому входу седьмого элемента И, первый вход восьмого элемента И подключен к второму входу генератора сдвинутых импуль-. сову третий выход которого подключен к первым входам пятого и шестого элементов И, прямой выз{од третьего триггера соединен с ВТОЕЯЛМИ входами четвертого и пятого элементов И, инверсный выход третьего триггера соединен с втоЕмми входами третьего и пюстого элемейтов и, введены четвертый и пятый триггеры элемент задерЖ и и элемент ИЛИ, первый .вход которого соединен с первым выходом генератора сдвинутых импульсов и с вторым входом второго элемента И, третий вход которого подключен к инверсному выходу третьего триггера и к управляющему входу коммутатора, а выход через элемент задержки соединен с BlOfiOM входом элемента ИЛИ и с кулевым входом четвертого триггера к непосредственно - с нулевым входом пятого триггера, единичный вход которого подключен к выходу седьмого элемента И, второй вход которого соединен с инверсным выходом второго триггера, выход элемента ИЛИ подключен к счетному входу I третьего триггера, третий выход генератора сдвинутых импульсов подключен к единичному входу четвертого триггера, прямой выход которого подключен к второму входу восьмого элемента И, выход которого соединен с управляющим входом регистратора, инфОЕ 1ацион)ый вход которого подключен к выходу коммутатора, прямой выход пятого триггера соединен с третьими входами третьего и четвертого элементов И..

fla фиг. 1 показана блок-схема устройства,на фиг. 2 и 3 - временные днаграммы, иллюЬтрирующие его работу. - . На фиг.2 обозначено: а - сигнал на входе устройства; б - сигнал на шине в - сигнал на шине г - сигнал на выходе триггера 1О; д - сигнал на выходе триггера 11; е - сигнал на выходе триггера 12; ж - сигнал на выходе триг-. гера 13; з - сигнал на выходе триггера 14; и - код счетчика IS; к - ко счетчика 16. .

На фиг.З обозначено: л - сигнал на первом выходе генератора 21 сдвинутых импульсов; м - сигнал на втором выходе генератора 21; н - сягнал на третьем выходе генератора 21; о - сигнал на выходе триггера 12J п Код счетчика 15; р - код счетчика 16 с - сигнал на выходе триггера 13

Диаграмг«з на фиг.2 иллюстрируют работу основных узлов .устройства, принцип обработки произвольного, а также последнего входных импульсов устройства поясняют диагра Л4ы на фиг.З, где t0 время задержки импульса, элементом 20. Длительности всех интервалов времени показаны на диаграммах условно - в масштабе, обепечивающем наглядность процессов.

Устройство содержит входной блок 1 элементы И 2-9, триггеры 10-14, счетчики 15 и 16/ коммутатор 17, элемент ИЛИ 18, регистратор 19 и элемент 20 задержки, генератор 21 сдвинутых импульсов и генератор 22 опорной частоты.

Входной блок 1 усиливает и формирует импульсы, поступающие на его вход. Генератор 21 выполнен ждущимимпульс на его первом вьисоде появляется Одновременно с поступлением импульса на вход, а импульсы на и третьем выходах формируются последовательно во времени с задержками, обеспечивающими окончание переходных процессов в схеме,описанных ниже.. Генератор 22 генерирует квантующие импульсы - короткие импульсы высокой стабильной частоты. Счетчики 15 и 16 представляют собой обычны двоичные, накапливающие счетчики.

Коммутатор 17 имеет два состоянияув одном он соединяет с информаци.онным входом регистратора 19 кодовый выход счетчика 15, в другом кодовый выход счетчикг 16, состояние определяется сигналом на его управляющем входе, т.е. состоянием .триггера 12, а именно: когда триггер 12 находит-, ся в нулевом состоянии, вход регистратора 19 подключен к выходу счетчика 16. Элемент ИЛИ 18 - импульсный.

Регистратор 19 по команде, подава.алой импульсом на его управляющий вход, фиксирует кодовую комбинацию, поступающую на его информационный вход.

Устройство работает следующим образом.

Импульсы, временные интервалы между которыми измеряются, поступают на входной блок 1, измерения проводятся в течение времени между моментами поступления импульсоб на входы Пуск и Стоп.

В исходном состоянии счетчики 15 и 16 и триггеры 10, 12, 13 и 14 установлены в нуль (состояние триггера 11 - произвольное), генератор 22 генерирует квантующие импульсы, которые не проходят при этом на входы счетчиков 15 и 16, поскольку элементы И 4 и 5 закрыты по третьему входу, .входные импульсы устройства не проходят через элемент И 2, генератор 21 находится в ждущем режиме (импульсы на выходах отсутствуют), коммутатор 17 соединяет с информационным входом регистратора 19 кодовый выход счетчика 16.

Импульс, поступающий на шину Пуск, устанавливает триггер 10 в единичное состояние, а триггер 11 в нулевое, после чего очередной входной импульс устройства, усиленный и сформированный зходным блоком 1, проходит через открытый теперь элемент И 2 на вход генератора 21. При . этом элемент И 3 закрыт, а элемент ,И 8 открыт, т.е. импульс с первого выхода.генератора 21 устанавливает триггеры 12 и .13 в единичное срстоя иие, в результате чего открытыми Доказываются элементы И 5 и 6, т.е. 1импульсы с выхода генератора 22 на|Чинают поступать на счетный вход счетчика 16, а коммутатор 17 переключает информационный вход регистратора 19 на кодовый выход счётчика 15. Импульс с второго выхода генератора 21 не проходит через закрытый элемент И 9, а импульс с третьего его выхода устанавливае триггер 14 в еди ницу и, проходя через элемент И 6, поступает на вход Сброс счетчика 15

Второй входной импульс, свидетельствувщий об окончании первого измеряемого интервала и начале второго интервала f , опрокидывает, аналогично описанйому, триггер 12, т.е теперь открытыми оказываются элементы И 4 и 7 - с этого момента квантующие импульсы с выхода генератора 22 начинают поступать на счетный вхо счетчика 15, коммутатор 17 переключает вход регистратора 1-9 на выход счетчика 16. Импульс с второго выхода генератора 21, проходя через откр тый теперь элемент И 9, поступает на управляющий в;х:од регистратора 19 который фиксирует при этом содержимо счетчика 16, т.е. величину 2 , импульс с третьего выхода генератора 21, проходя через открытый элемент И 7, устанавливает счетчик 16 в нуль. Третий и всё последующие импульсы, поступающие на вход устройства, обрабатываются аналогично -. каждый ИЗ них переключает выход генератора 22 на вход другого из счетчиков 15 и 16, а вход регистратора - на выход отключенного счетчика, после чего импульс с второго выхода генератора 21 передает содержимое отключенного счетчика (величину ) в регистратор 19, а импульс с третьего выхода устанавливаетэтот счетчик в нуль, на другом счетчике формируется в это время величина t , с приходом очередного входного импульсй счетчики 15 и 16 как бы меняются местами. Пусть теперь поступает импульс на шину Стоп,устанавливая триггер в единичное состояние. При этом элемент И 3 откроется, а элемент И 8 закроется. Если очередной входной импульс ок жется нечетным, т.е. число измеренньк интервалов - четным (следователь но число отрицательных и положительных измеренных полупериодов.исследуе мого сигнала одинаково}, признаком чего является нулевое состояние триггера 12 в момент поступления входного импульса, этот импульс(уже с первого выхода генератора 21)проходит через открытый при эт;ом элемент И 3, устанавливая в исходное (нулевое) состояние триггеры 10 и 13 и в единичное сос ояние - триггер 12. При этом элементы И 4 и 5 оказываются закрытыми и импульсы с выхода генератора 22 через них не проходят, в счетчике 15 сформировалась при этом величина.п (и - четное) , а счетчик 16 установлен в нуль. Импульсы с второго и третьего выходов генератора 21 передают величину tn в регистратор 19 и устанавливают счетчик 15 в нуль, после , чего импульс с выхода элемента И 3, задержанный элементом 20, устанавливает в исходное, нулевое состояние триггеры 12 и 14. Если же очередной, после поступления импульса по шине Стоп входной импульс является четным, он обпабатнвается, как и предЕлдущие .(эле мент И 3 при этом закрыт), и только следующий входной импульс приведет к выполнению заключительных действий, описанных выше, в результате чего схема оказывается в исходном состоянии, а в регистратор 19 передано одинаковое количество чётных и нечетных измеренных интервалов времени. Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с известным обеспечивает повьшение надежности за счет отсутствия пе|рвого случайного результата измерений и расширение функциональных возможностей за счет автоматической подготовки устройства к Началуследующего .измерения.

Ф||г.1

ff б Ж

ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕрBAjIOB, содержащий входной блок, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с входом генератора сдвинутых импульсов, а второй вход подключен к выходу первого триггера, единичный вход которого соединен с шиной Пуск к с нулевым t входом второго триггера, единичный вход которого соединен с шиной Стоп, а прямой выход - с первым входом- второго элемента И, выхйд ко, торого подключен к нулевому входу первого триггера, генератор опорной частоты, выход-которого подключен к первым входам третьего и четвертогоэлементов И, выходы кото1млх соединены соответственно со счетными входами первого и второго счетчиков, кодовые выходы которых с информационными входами коммутатора, ззхо ды сброса первого и второго счетчиков соединены соответственно с выхо- . Дами пятого и шестого элементов И, первый выход генератора сдвинутых импульсов подключен к первому входу .седьмого элмента И, первый вход ;восьмого элемента И подключен к второму выходу генераторасдвинутых импульсов, третий выход которого подключен к первым, входам пятого и шестого элементов И, прямой вйход третьего триггера соединен с вторыми входами четвертого и пятого элементов И, инверсный выход третьего триггера соединен с вторыми входами третьего и шестого элементов И, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и расширения функциональных возможностей устройства, в него введены четвертый и ПИТЫЙ триггеры, элемент задержки ,и элемент ИЛИ, первый вход которого ;соединен с первым выходом генератоРа Сдвинутых импульсов к с вторым входом второго элемента И, третий (Л вход которого подключен к инверсному выходу.третьего триггера к упс равляющему входу ко1УВ4утатора, а выход через элемент задержки соединен с BTOpfcw входом элемента ИЛИ я с нулевым входом четвертого триггера к непосредственно - с нулевьм ;Входом пятого триггбра, единичный которого подключен к выходу |Седьйого элемента И, второй вход ко.торого соединен с инверсным выходом второго триггера, выход элемента ИЛИ подключен к счетному входу третье го триггера, третий выход генератора сдвинутых импульсов подключен к О1 единичному вход четвертого триггера, прямой выход которого подключен к вторетлу входу восьмого элемента И, Выход которого соединен с управляющим бходсм регистратора, информационный вход которого подключен к выходу коммутатора, прямой выход пято.го тригг ара соединен с третьими входами Третьего и четвертого элементов и.

и

/