Цифровой измеритель отношения временных интервалов Советский патент 1983 года по МПК G04F10/04 

Изобретение относится к цифровой измерительной технике и может быть использовано как в качестве автоном ного прибора, так и в качестве устройства, встраиваемого в информационно-измерительные системы. По основному авт. св. № 983644 известен измеритель временных интер валов, содержащий блок управления, коммутатор, счетчики, управляемый делитель частоты, блок сравнения ко дов, вентильную группу, формирователь импульсов, элемент ИЛИ, генера тор образцовой частоты, элементы И и электронные ключи СШ. Недостатком данного измерителя является относительно невысокое быс родействие. Цель изобретения - повьвиение быс родействия измерителя. Указанная цель достигается тем, что в цифровом измерителе отношения временных интервалов, содержащем блок управления, коммутатор, два сметчика, два дополнительных счетчи ка, счетчик результата, управляемый делитель частоты, блок сравнения кодов, группу вентилей, формирователь импульсов, элемент ИЛИ, генера тор образцовой частоты, элементы И и два ключа, первые входы которых подключены соответ 5твенно к первой и второй входным шинам, вторые входы ключей подключены к выходу генератора образцовой частоты, управляю щему входу управляемого делителя частоты и к первому входу первого элемента И, выход первого ключа под ключен к первому входу формирователя импульсов и входу .первого дополнительного счетчика, выходы которого подключены к первой группе входо блока сравнения кодов, вторая групп входов которого соединена с выхо- дами второго дополнительного счетчика, счетный вход которого соединен с выходе первого элемента И и счетным входом первого счетчика, установленный вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ, выход второго ключа соединен с входом второго счетчика и вторым входом :формирователя импульсов, выход кот iporo подключен к первому входу бло ка управления, выходы второго счет чика подключены к информационным . входам управляемого делителя частоты, выход которого соединен с пе вым входом втораго элемента И и вторым входом блока управления, третий вход которого Соединен с вы ходом блока сравнения, а первый выход - с вторыми входами первого и второго элементов И, выход последнего из которых соединен с входом кокалутатора и первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к второму выходу блока управления и управляющему входу коммутатора, выходы которого соединены с входами счетчика результата, третий выход блока управления подключен к установочному входу второго дополнительного счетчика и управляющему входу труппы вентилей, выходы первого счетчика соединены с входами группы вентилей, выходы которой подключены к информационным входам первого дополнительного счетчика, формирователь импульсов содержит два триггера, элемент И и формирователь коротких импульсов конца интервала, причём первым входом формирователя импульсов является первый вход первого триггера, выход которого соединен с первьам входом элемента И, второй вход которого подключен к выходу второго триггера, к первому входу которого через формирователь коротких импульсов конца интервала подключен второй вход формирователя импульсов, выходом которого является выход элемента И, соединенный с вторыми входами первого и вторюго триггеров. На чертеже представлена функциональная схема цифрового измерителя отношения временных интервалов. Измеритель содержит ключи 1 и 2, генератор 3 образцовой частоты, формирователь 4 коротких иьшульсов конца интервала, триггеры 5 и 6, элемент И 7, блок 8 управления, счетчик 9, управляе № й делитель 10 час-, тоты, элемент И 11,коммутатор 12, счетчик 13 результата с индикацией, блок 14 сравнения кодов, счетчики 15-17, элемент И 18, группу вентилей 19 и элемент ИЛИ 20. Измеритель работает следующим образом. В исходном положении счетчики 9,.13, 15, 16 и 17 находятся в исходном нулевом состоянии, элементы И 7,« 11 и 18 заперты отсутствием разрешающих Напряжений на единичном выходе триггера 6 и первом выходе блока 8 управления, тригтгеры 5 и 6 .находятся в нулевом состоянии, ключи 1 и 2 заперты отсутствием сиг:налов контролируемых временных интервалов на выходах измерителя. Цепи установки изерителя в исходное состояние для упрощения на чертеже не показаны. Процессу определения отнсяаения временных интервалов предшествует ввод в устройство сравниваемый вре менных интервалов. Эти интервалы Т и Tj поступают на соотв1етствующие входы устройства, в результате чего электронные ключи открываются и в счетчики 9 и 15 записыва- . ются коды N(1,1.) и N(X, ) временных интервалов. Если частота генератора 3 равна fв, то N(T) foCTO. а N(T) fjT2,) В окончания временного интервала 1 формирователь 4 вырабатывает, короткий импульс. Момент начала преобразования ко дов NCTxj) и NCT) в результате и мерения зависит от временного расположения концов ВВОДИ1ШХ в устрой ство измерительных интервалов. Здес возможны два варианта. В первом варианте ввод временного интервала Т. заканчивается до окончания ввода временного интервал Tj. В этом случае сигнал на единичном выходе триггера 5 появится рань ше, чем сигнал на выходе формирователя 4. Поскольку до появления сигнала формирователя 4 триггер б находится в нулевом состоянии, сигнал с выхода триггера 5 через элемент И 7 не проходит. Лишь после появления сигнала на выходе формирователя 4 и вызванного им перехода триггера б в единичное состояние на обоих входах элемента И 7 будут напряжения, а на выходе элемента И 7 появи ся сигнал, который поступит на первый вход блока 8 управления и на нулевые входы триггеров 5 и б, перебрасывая их в нулевое состояние и прекрсшдая сигнал на выходе элемента И 7. Во втором варианте запись временного интервала Т кончается рань tue, чем заканчивается запись времен ного интервала Т. В этом случае окончание интервала Tj. вызывает срабатывание формирователя 4, что, в свою очередь, приводит к переводу триггера б в единичное состояние, и появлению разрешающего потенциала на его единичном выходе. Если ввод временного интервала Т начался раньше отпирания элемента И 7, то на единичном выходе триггера 5 уже имеется высокий потенциал и отпирание элемента И 7 сопровождается появлением на его выходе сигнала, который, с одной стороны, поступает ,ia первый вход блока 8 управления, а с другой стороны, подается на нулевые входы триггеров 5 и б, переводя их в нулевое состояние и задй- рая элемент И 7. Если к моменту отпирания элемента И 7 ввод временного интервала Т еще не начался, то сигнал на начс1ло преобразования поступает на первый вход блока 8 управления тогда, когда первый импульс с выхода ключа 1 перебросит триггер 5 в единичное состояние. Импульсы квантования с выхода к/воча 2 поступают на счетчик 9, который подсчитывает их количество. Выходы разрядов счетчиков 9 соединены с входами управляемого делителя 10 частоты так, что код, записанный в счетчик-9, становится коэффициентом К деления частоты делителя 10. Таким образом, в момент окончания ввода кода N(Tjj.) в счетчик 9 делитель 10 преобретает коэффициент деления К N(Txj) и на его выходе появляется последовательность импульсов с частотой i-i , .) /о т, т, поступающая на второй вход блока 8 управления и на эакрыт1яй пока еще элемент И 11. Следовательно, к моменту появления на первом входе блока 8 sшpaвлeния сигнала, разрешающего начинать преобразование, в 15 либо вводится, либо уже записан код N СЦ ), а на выходе управляемого делителя 10 частот л имеется пе- риодическая последовательность импульсов с частотой fn, период которой равен Tj., Спад первого же импульса этой частоты, поступившей на второй вход блока 8 после после поступления сигнала на его первый вход, приводит к образованию разрешающего напряжения на первом выходе блока 8 и отпиранию элелентов И 11 и 18. № шульсы с выхода генератора 3 через элемент И 18 поступают на счетные вхо/бл счетчиков 16 и 17, а импульсы с выхода делиTe-v ля 10 через элемент И 11 следуют, во-первых, через коммутатор 12 на счетный вход декад целой части результата счетчика 13 с индикацией, а во-вторых, через элемент ИЛИ 20 на вход сброса в нуль счетчика 17, переводя его каждаай раз в исходное нулевое состояние. Когда на вход счетчика 16 поступит N(T;j ) импульсов генератора 3, коды на обоих входах блока 14 сравнения кодов сравниваются и последНИИ выдает на третий вход блока 8 ,управления сигнал, под действием которого на первом выходе блока S прекращается разрешающий сигнал. К этому мсмиенту в счетчике 13 бу- дет зафиксировано целое число периодов , уложившихся в интервале i Т, в счетчиках 15 и 16 зафиксировавиы коды NtXf), а в счетчике 17 - ; код временного интервала между i концом последнего целого периода Т ; в интервале Т и концом интервала т j. . Вслед за прекращением разрешающего сигнала на первом выходе блока 8 управления появляется сигнал на его третьем выходе, который сбрасывает я нуль счетчик 16 и открывает группу вентилей 19, осуществляя перезапись кода из счетчика 17 в счетчик 15. Группа вентилей 19 подключена к счетчикам 15 и 17 так, что при ее отпирании в пер вый десятичный саколй младший разряд счетчика 15 вносится код нуля, во второй десятичный разряд счетчика 15 - код первого десятичного разряда счетчика 17., в третий разряд счетчика 15 - код второго раз ряда счетчика 17 и т.д. Таким об разом, при перезаписи в счетчик 15 вносится код числа в 10 раз большего, чем в счетчике 17. После завершения перезаписи кода появляетс сигнал на втором выходе блока 8 управления, который через элемент ИЛИ 20 сбрасывает в нуль счетчик 17 и, воздействуя на коммутатор 12 переключает выход элемента И 11 на вход декады десятых долей результата счетчика 13 с индикацией. Измеритель готов для второго цикла преобразования. Второй цикл преобразования начинается с момента поступления спа да очередного выходного импульса делителя 10 частоты, открываются элементы И 11 и 18, счетчик 16 насчитывает количество импульсов, которое было зафиксировано в счетчике 15, срабатывает блок 14 сравнения кодов, фиксируя в соответствующей декаде счетчика 13 число целых периодов Т, а в счетчике 17 - код интервала между последним импульсом Т и моментом срабатывания блока 14, осуществляются перезапись с умножением на 10 этого кода, сброс счетчиков 16 и 17 и коммутация к выходу элемента И. 11 входа декады сотых долей результата счетчика 13 с индикацией и т.д. Такие циклы преобразования повторяются до тех пор, пока не будет заполнены все декады долей результата в счетчике 13 с индикацией. Таким образом, предлагаемый цифровой измеритель позволяет несколь-: КО сократить время измерения за счет обеспечения начёша преобразования не после ввода обоих сравниваемых интервалов, а после ввода интервала Т и начала ввода интервгша Т . .

ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ОТНОШЕНИЯ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ по авт. св. 983644, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения быстродействия, формирователь импул сов содержит два триггера, эликент . ,чтц,„„г И и формирователь коротких импульсов конца интервала, причем первым входом формирователя импульсов явля- ется первый вход первого триггер а, выход которого соединен с первш входом элемента И, второй вход которого подключен к выходу второго триггера, к первому входу котор го через формирователь коротких импульcfoB конца интервала подключен второй вход формирователя шкпульсов, выходом которого является выход эле,мента И, соеданенный с вторыми входат; ми первого и второго триггеров.