Цифровой измеритель временных интервалов Советский патент 1984 года по МПК G04F10/04 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использова но в радио, измерительной, цифровой и вычислительной технике, автоматике и телемеханике, а также системах управления и аналого-цифровых комплексах для измерения временных интервалов. Известен цифровой измеритель однократных временных интервалов, содержащий генератор счетных импульсов, блок формирования ряда равно-сдвинутых по фазе последовательностей импульсов, вспомогательные двух триггерные счетчики по числу равносдвинутых по фазе последовательностей счетшлх импульсов, временной се лектор, счетчики, распределитель им пульсов основной счетной поеледбвательности, коммутатор и сравнивающ устройство Со Недостатки указанного устройства - сложность и низкое быстродейст вие из-за затрат времени после окон чания измеряемого интервала, необходимогб для формирования результата измерения. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности являет ся измеритель однократных временных интервалов, содержаб91й временные селекторы, первые вхощл которых объ динены с входом устройства, двузфаз ряд {ше вспомогательные счетчики, основной и уточнякиций счетчики, сра нивающее устройство, входами соединенное с выходами вспомогательных счетчиков, вспомогательные счетчики через временные селекторы соединены с выходными шинами формирователя фазосдвинутых последовательностей счетных импульсов, вход которого соединен с генератором импульсов, кроме того, устройство содержит два элемента совпадения, инвертор, формирователь тактов, элемент ИЛИ, шифратор, причем выходы сравнивахще го устройства соединены с входами первого элемента совпадения и шифратора ,.выход первого элемента совпадений соединен с входами инвертора и второго элемента совпадения, второй вход которого соединен с пер вым выходом формирователя тактов, входом соединенного с входной шиной устройства, второй выход формирователя тактов соединен с управляюпщм входом шифратора, первый выход кото рого соединен со счетным входом пер вой ячейки уточняющего счетчика, а второй - с установочным входом второй ячейки уточняющего счетчика, установочныйвход первой ячейки уточняющего счетчика соединен с выходом третьего элемента совпадения, входами соединенного с выходом инвертора и первым выходом формирова теля тактов, выход второго элемента совпадения через элемент ИЛИ соедаснен со счетным входом первой ячейки основного счетчика, выходами первых двух ячеек соединенного со сравниваю1Щ1М устройством, а второй вход элемента ИЛИ соединен с вькодом одного из временных селекторов C2j. Недостатками известного устройства является его сложность. Цель изобретения - повышение надежности. Поставленная цель достигается тем, что в цифровой измеритель временных интервалов, содержапщй генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с входом формирователя равносдвинутых последовательностей, временные селекторы, первые входы которых объединены между собой и соединены с входной шиной устройства, триггеры, счетные входы каждого из которых подключены к выходам соответствующего временного селектора, шифратор, элемент ИЛИ, выход которого подключен к входу счетчика импульсов, первый и второй элементы совпадения, причем выходы формирователя равносдвинутых последовательностей соединены с входами временных селекторов, введен дополнительный триггер, при том выходы первого и второго элементов совпадения Соединены с входами элемента ИЛИ, вход дополнительного триггера подключен к выходу первого элемента совпадения, а выход дополнительного триггера подключен к первому входу второго элемента совпадения, остальные входы которого подключены к инверсным выходам триггеров и к первой группе входов шифратора, прямые выходы триггеров подключены к входам первого элемента совпадения и к второй группе шифратора. На чертеже представлена функциональная схема цифрового измерителя временных интервалов.

Измеритель содержит входную шину 1, генератор 2 тактовых импулы сов, формирователь 3 равносдвинутых последовательностей, временные селекторы 4, триггеры 5, элементы 6 и 7 совпадения, элемент ИЛИ 8, шйфратор 9, счетчик 10 импульсов, дополнительный триггер 11, выходные шины 12 и 13. На чертеже также показама шина 14 сброса, подключенная к триггерам 5, 11 и счетчику 10. Шина 1 соединена с первыми входами временных селекторов 4, счетные входы триггеров 5 подключены к выходам селекторов 4, входы селекторов 4 подключены к выходам формирователя 3 равносдвинутых последовательностей, входы элемента 6 совпадения подключены к прямым выходам триггеров 5, а входы элемента 7 - к инверсным выходам триггеров 5, выход элемента 6 подключен к одному из . входов элемента ИЛИ 8, к другому её входу подключен выход элемента 7: вход триггера 11 подключен к выходу элемента 6, выход триггера 11 подключен к первому входу элемента 7, выход элемента ИЛИ 8 подключен к входу счетчика 10, прямые и инверсные выходы триггеров 5 подключены также к входам шифратора 9, выход генератора 2 тактовых импульсов соединен с входом формирователя 3 равносдвинутых последовательностей.

Устройство работает следующим образом.

При подаче по шине 14 импульса триггера 5 и 11 установятся в нулевое состояние и обнуляется счетчик 10. По шине 1 на вход измерит ЕЗ м поступает импульс, длительность которого равна временному интервалу и воздействует на первые входы временных селекторов 4, на вторые вкоды которых поступают равносдвинутые относительно друг друга по фазе nqcледовательности счетных импульсов, получаемые на выходах формирователя 3 с частотой, обусловленной частотой генератора 2. Импульсы, прошедшие временные селекторы 4, поступшот на счетные входы триггеров 5. По приходе импульсов на выходе каждого триггера 5 устанавливается единичный потенциал. В момент заполнения триггеров 5 вырабатывается единичйЕЬ импульс на выходе элемента 6 совиадения, который опрокидывает триггер

11 и устанавливает на его выходе единичный потенциал, а также прозсодит через элемент ИЛИ 8 и записывается в счетчике 10. В это время на триггецнл 5 поступят очередные импульсы, KOToi te начнут восстанавливать исходиое состояние триггеров 5. Когда йо всех триггерах 5 восстав |новится исходное значение, на инверс|ных выходах появятся единичные CHi налы и на выходе элемента 7 совпа.дения появится единичный сигнал, ; который через элемент ШШ 8 будет . также передан в счетчик 10. Цикл ра;боты триггеров 5 повторяется до окончания импульса на выходе шины :1. С прекращением импульса на вход I триггеров 5 счетные импульсы поступать не будут и в них зафиксируется остаточное число импульсов, постпивших после записи последнего импульса в счетчик 10 до окончания временного интервала.

Дпительность измеряемого времен ного интервала определится по формуле

m

где Ту - длительность измеряемого интервала-,

Тц - период следования тактовых равносдвинутых по фазе импульсоввеличина сдвига между соседними импульсами;

п - число импульсов, записанных в счетчик 10-,

m - число импульсов, зафиксированное в триггерах 5.

V

Результат измерения представляется на шине 12 счетчика 10, а величина, его уточняющая, - в однородном коде на шине 13 шифратора 9.

После счиПлвания результата по шине 14 производится приведение измерителя в исходное состояние.

Таким образом,в предлагаемом измерителе по сравнению с известным повышается надежность за счет упрощения, которое позволяет исключить триггеры по количеству временных селекторов и блок сравнения формирования результата измерения, а также произвести измерение синхрон, но с окончанием измеряемого интервала, так как исключаются факты последовательного формирования результатов измерения и записи их в уточняющие счетчики, что повышает быстродействие измерителя.

ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ, содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с входом формирователя равносдвинутых последовательностей, временные селекторы, первые входы которых объединены между собой и соединены с входной шиной устройства, триггеры, счетные входы каждого из которых подключены к. выходам соответствующего временного селектора, шифратор, элемент ИЛИ, выход которого подключен к входу счетчика импульсов, первый и второй элеменпд сов падения, причем выходы фо рмирователя равносдвинутых последовательностей соединены с входами временных селекторов, о т л аю щ и и с я тем, что, с целью повъшения надежности измерителя, в него введен дополнительный триггер, при этом выходы первого и второго элементов совпадения соединены с входами злемен-та ИЛИ, вход дополнительного триггера подключен к выходу первого элемента совпадения, а выход дополнительного триггера i подключен к первому входу второго элемента совпадения, остальные входы которого подключены к инверсным выходам триггеров .и к первой группе входов щифратора, прямые выходы § триггеров подключены к входам первого элемента совпадения и к второй группе входов щифратора. 00 со ел 01