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

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в системах автоматического измерения длительности вре менных интервалов между импульсами, поступающими по двум различным вход ным шинам. Известен цифровой усредняющий измеритель временных интервалов, со держащий два триггера, два ключа, генератор квантующих импульсов, выход которого подключен к рабочим входам ключей, блок усреднения и счетчик импульсов j l Недостатками данного измерителя являются сложность и ограниченность функциональных возможностей. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является цифровой усредняющий измеритель временных интервалов, содержащий два триггера, единичный вход одного из которых служит входом сигнала Старт, а единичный вход другого входом сигнала Стоп, два ключа, ра бочие входы которых подключены к выходу генератора квантующих импул сов, а первые управляющие входал к ВЫХОДУ блока усреднения, и счетчи импульсов, суммирующий вход которог соединен с выходом первого ключа, а выход служит выходом устройства f 2 Однако известный измеритель характеризуется сложностью, обусловленной наличием в его составе вспомогательного счетчика и блока установки, а также недостаточность достоверности результатов измерений в случае, когда измеряемый интервал времени имеет отрицательную длитель ность, т.е. когда импульс на входе сигнала Стоп появляется раньше импульса на входе Старт. Так, например, известный измеритель работоспособен только в том случае, если длительность отрицател ного интервала не превосходит величины nTjj , где TQ - период генерато ра квантующих шлпульсов; wi - объем вспомогательного счетчика. Увеличение е числа ni приводит к росту объема аппаратуры и дополнительному ограничению, накладываемому на минимальный промежуток между измеряег-олми временными интервалами. Цель изобретения - повышение достоверности результатов измерений и надежности измерителя. Поставленная достигается тем, что в цифровой усредняющий изм ритель временных интервалов, содержа1ций два триггера, прямой вход одного из которых соединен с входом сигнала Старт, а прямой вход другого соединен с входом сигнала Стоп, два ключа, первые входы которых подключены к выходу генератлра квантунмдих импульсов, вторые входы соединены с выходом блока усреднения, счетчик Импульсов, суммирующий вход которого соединен с выходом первогс ключа, а выход является вы ходом устройства, введены элемент ИЛИ, третий ключ и дешифратор, причем вычитающий вход счетчика импульсов соединен с выходом второго ключа, входы дешифратора подключены к прямым и инверсным выходам триггеров, первый и второй выходы дешифратора соединены с третьими входами соответственно первого и второго ключей, третий вы ход дешифратора соединен с первым входом третьего ключа, второй вход которого подключен к выходу генератора квантующих импульсов, а выхо,цы - к инверсным входам первого и второго триггеров, прямые входы которых через элемент ИЛИ соединен с входом блока усреднений. На чертеже приведена блок-схема предлагаемого измерителя. Измеритель содержит первый и второй триггеры 1 и 2 соответственно, первый, второй и третий ключи 3, 4 и 5 соответственно, блок 6 усреднения, элемент ИЛИ 7, счетчик 8 импульсов, генератор 9 квантующих импульсов и дешифратор 10. Триггеры 1 и 2 имеют различные импульсные входы и потенциальные выходы. Ключи 3 и 4 являются нормаль но закрытш и - импульс, поступакнций на один вход, проходит на выход только при наличии единичного управ-. ляющего сигнала на двух других входа ключа. Генератор 9 квантукядих импульсов генерирует на выходе короткие периодические импульсы высокой стабильной частоты. Блок 6 усреднения поддерживает на выходе единичный сигнал до тех пор, пока на его вход не поступит 2N импульсов (N - объем выборки, т.е. число усредняемых интервал1; в) , т.е пока не будут обработаны N входных временных интервалов . Элемент ИЛИ 7 имеет им-пульсные входы и выход. Счетчик 8 в отличие от счетчика известного устройства выполнен реверсивныгл. , Дешифратор имеет потенциальные входы и выходы. Обозначим через S и $4. состояния триггеров 1 и 2 соответственно. Единичный сигнал на первом выходе дешифратора, соединенном с входом ключа 3, присутствует только при 5 1; 52 О, на втором выходе, соединенном с входом ключа 4 - только при О, S, If на третьем выходе, соединеннрм с входом ключа 5 - только при 5 1, 5-2. 1, а при Si Ot S a: О на seek выходах де оифратора поддерживается нулевой сигнал. Измеритель работает следунидим образе / В иcxoднo 4 состоянии триггеры 1 и 2 установлены в нуль, при этс все ключи закрыты, блок б усредйения установлен в исходное состояние (счетчик импульсов, входящий э его состав, установлен в нуль), генератор 9 квантующих импульсов генерирует периодические короткие импульсы высокой стабильной частоты. Пусть длительность первого из усредняемых интервалов Т положительна, т.е. первым приходит импуль по взсоДу Старт. Этот импульс -.. опрокидывает триггер 1, в результатеоткрывается ключ 3. и квантующие им. пульсы начинают поступать на суммирующий вход счетчика 8. Кроме того, этот Импульс поступает череа элемент ИЛ1 7 на вход блока 6 усреднения. Импульс, свидетельствующий об окончании первого интервала, поступает при этогл по входу Стоп, опро кидывает тригг-ер 2, в результате чего ключ 3 закрывается, а ключ 5 открывается, так что очередной кван тующий импульс с выхода генератора 9, проходя через ключ 5, устанавливает тригге ы.1 и 2 в исходное нулевое состояние. Импульс, поступающий по входу Стоп, также проходит через элемент ИЛИ 7 на вход блока 6 усреднения. Если входной интервал f отрицателен, т.е. первым приходит импульс по ВХОДУ Стоп, то на протяжении времени/Т7,- / имеем S О; S 1 т.е. открыт ключ 4, а ключи 3 и5 закрыты, при квантующие .импуль сы поступают в течение времени Hiai вычитанш1Ий вход счеТчика 8, С приходо импульса окончания отрицательного интервала (.по входу Старт оба, триггера 1 и 2 оказываются: уста новленныг4и в единицу, т.е. ключи 3 и 4 закрываются, а ключ 5 открывается, благодаря чему триггеры устанавливаются в исходное состояние аналогично предыдущему случаю. Импульсы начала и окончания каж дого интервала поступают через эле-мент lunt 7 на вход блока 6 усреднения независимо от знака интервала. Таким образом, каждый усредненный интервсш к моменту его окончания увеличивает число импульсов, поступакпшх на вход блока 6 усреднения, на два. Когда указанньм выае образе будет изменено N интервалов, т.е. когда на вход блока б усреднения поступит 2Н импульсов, на его выходе исчезнет единичный сигнгш, ввиду чего ключи 3 и 4 закроются по второму входу. На счетчике 8 к этому времени формируется число . (с точностью до погрешности кванто вания ) с учетом знака величин ty.. ЕСЛИ выбрать N .и снимать показания счётчика 8 со сдвигом на К двоичных разрядов в сторону старщих разрядов, то на дыходе устройства получим требующуюся величину -,,|,.-)1ТоМ, причем в случае tr О эта величина представлена на счетчике 8 в допол- . нительном коде. Поскольку импульсы начала и окончания измеряемых интервалов поступают на входы различных триггеров, исключена возможность ошибки, обус- . ловленной их ограниченной разрешающей способностью. На величину 1Г не налагается практически никаких ограничений, а на интервал времени между соседними измеряемьпли интервалами - Лишь очень слабое ( гораздо более слабое, чем в известном измерителе ограничение - он должен быть достаточным для возвращения триггеров 1 и 2 в исходное состояние. Схема работоспособна при любом сочетании знаков усредняемых интервалов. Отсутствие вспомогательного счетчика- и схемы установки делает предлагаемый измеритель более простым, . чем известный.

ЦИФРОВОЙ УСРЕДЙЯЮШШ ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ, содержащий два.триггера, прямой вход одного из которых соединен с входом сигнала Старт и прямой вход другого соединен с входом сигнала Стоп, два ключа, первые входы которых подключены к выходу генератора кван- тующих импульсов, a вторые входы соединены с выходом блока усреднения, счетчик импульсов,- су1ф«1рую|ци й вход которого соединен с выходом первого ключа, a выход является выходом устройства, о Ф л и ч a ющ и.й с я тем, что, с целью повышения достоверности результатов измерений и надежности устройства, в него введены элемент iIЛИ, третий ключ и дешифратор, причем вычитаю1ДИЙ вход счетчика импульсов соединен с выходсм второго ключа, входы дешифратора подключены к прямым и инверсныг 1 выходам триггеров, первый и второй выходы дешифратора динены с третьими входами соответственно первого и второго ключей, , третий выход д@)цифратора соединен с первым вх:одом третьего ключа, второй вход которого подключен к выходу генератора квантующих импульсов, a ВЫХОДА - к инверсньш входам первого и второго триггеров, прямые входщ которых через элемент ИЛИ соединены с входс блока усреднений.