Измеритель одиночных интервалов времени Советский патент 1984 года по МПК G04F10/04 

-« Наобрвтение относится к измерительной технике и может быть исполь зовано при измерении одиночных временных инвервалов. Известно устройство, содержаще один многоразрядньй счетчик, дополнительный счетчик, линию , вентили и двухразрядные счетччки, триггеры, коммутатор и временные селекторы flj. Недостатком известного устройств является низкое быстродействие. Наиболее близким к предлагаемому является измеритель одиночных интер валов времени, генератор сдвинутьк импульсов, содержащий линию задержк блок вентилей, основной,-М 1 двухразрядных и дополнительный счетчики пшна тактрвых импульсов подключена к входу линии задержки, отводы кото рой соединены с входами блока венти лей, выходы которого соединены с входами младших разрядов основного и двухразрядных счетчиков, управляющие входы блока вентилей соеда невы с шиной входного сигнала, выход старшего разряда дополнительного счетчика подключен к входу второго разряда основного счетчика, причем входная шина через формирователь подключена к первому входу первого элемента И и входу дополнительной линии задержки, первьвй отвод которо соединен с первым,входом второго элемента И, а все последующие отвода соединены с первой группой входов элемента И-ИЛИ, вторая группа входов которого подключена к выходам младших разрядов основного и двухразрядиых счетчиков, выход элемента И-ИЛИ подключен к входу ьшадшего разряда дополнительного счетчика, выходы вторых разрядов основного и двухразрядных счетчиков подключены к входам блока логической эквивалентности, прямой выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, а инверсный выход - с вторьм входом второго элемента И, выход первого элемента И соединен с входом старшего разряда дополнительного счетчика, а выход второго элемента И соединен с вxoдa в младших разрядов основного и двухразрядных счетчиков 2j . Недостатками известного устройства являются низкое быстродействие и сложность аппаратурной реализа1щи 8 Цель изобретения - повьшение бьютродействия и надежности. Поставленная цель достигается тем, что в измеритель одиночных интервалов времени, содержащий генератор сдвинутых импульсов, выходы которого подключены к входам блока вентилей, управляющие входы которьк соединены с входной шиной измерителя, а выходы подключены к входам младших разрядов счетчика импульсов и двухразрядиых счетчиков импульсов, выходы вторых разрядов которых подключены к входам блока логической эквивалентности, инверсный выход которого соединен с первым входом элемента И, дополнительно введены сумматор, блок сложения по модулю два, преобразователь единичного кода в двоичный, причем выходы младших разрядов всех счетчиков импульсов подключены попарно с инверсньи выходом блока логической эквивалентности к входам блока сложения по модулю два, выходы которого подключены к вxoдa f преобразователя единичного кода в двоичный, вькоды которого соединены с первой группой входов сумматора с весами разрядов от 1 до N , к входу с весом 2 N которого подключен выход элемента И, к второму входу которого подключен младший разряд счетчика импульсов, причем к входу с весом N второй группы входов сумматора подключен прямой выход блока логической эквивалентности, а к входу с весом 2N подключен выход второго разряда счетчика импульсов, выходы старших разрядов которого соединены соответственно с входами с весом М второй группы входов сумматора. На фиг. 1 представлена блок-схем М -канального измерителя одиночных интервалов времени; на фиг. 2 - при мер реализации блока логической эквивалентности Измеритель содержит генератор 1 сдвинутых импульсов с N выходами, подключенными к N входам блока 2 вентилей , управляющие входы которых соединены с входной шиной 3 измерителя, а выходы подключены к входам младших разрядов счетчика 4 импульсов и двухразрядных 5,6 ri 7 счетчиков, вторые разряды которых подключены к входам блока 8 логической эквивалентности, инверсный выход

оторого соединен с первым входом лемента И 9, а выходы младших разядов счетчиков 4,5,6 и 7 подключеы попарно с инверсным выходом блока логической эквивалентности к вхо- 5 ам блока 10 сложения по модулю два, ыходы которого подключены к входдм реобразователя 11 единичного кодд двоичный, выходы которого соедивё ны с первой группой входов суммато- ю а 12 с весами разрядов от t до N , к входу с весом 21} которого подключен выход элемента И 9, к второму входу которого подключен младший раэряд счетчика 4, причем к входу j с весом N второй группы входов сумматора 12 подключен прямой выход блока 8логической эквивалентности, а к входу с весом 2W подключен выход второго разряда счетчика 4, выхо-20 ды старпмх разрядов которого соедннены соответственно с входами второй группы сумматора 12 с высокими весами, выходы которого являются выходом измерителя. 25

На фиг. 2 приведена функциональная схема блока 8 логической эквивалентности, содержащая элемент И 13,элемент И 14 с инверсией на входе элемента ИЛИ 15 с прямым и инверсным JQ выходом.

Принцип работы измерителя основан на восстановлении общего числа прошедших во все каналы измерительных

импульсов.

Процесс восстановления общего числа импульсов при взаимно-эквивалентных вторых разрядах может быть получен путем умножения кода числа, образованного вторым и более старшими разрядами счетчика 4 на число, каналов с добавлением числа единиц, содержапщхся в первых (младпшх) разрядах счетчиков всех каналов. При числе каналов N , равном 2, операция умножения сводится к сдвигу кода числа на tn разрядов влево, т.е. разрядам присваивается более высокий

вес.

Справедливость этого подтверждается тем, что стараше разряды двух чисел, отличающихся не более чем на единицу, эквивалентны, если эквивалентны вторые разряды этих чисел. 55

При отсутствии эквивалентности вторых разрядов коды старших разрядов в общем случае не равны.

С целью повышения быстродействия в измерителе процесс восстановления эквивалентности вторых разрядов не производится, а заменяется имитацие результата этого процесса, заключающейся в том, что состояния первых разрядов счетчиков инвертируются, а при единичном состоянии первого разряда основного счетчика образуется перенос во второй разряд основного счетчика, вес которого соответствуе величине 2 N .

Таким обраэом, при отсутствии эквивалентности вторых разрядов после измерения следует подсчитыват не число единиц, а число нулей первых разрлдов счетчиков, а при единином состоянии первого разряда основного счетчика в сумматор должно быт добавлено число 2 N , имитирующее перенос во второй разряд при восстановлении эквивалентности.

Число рабочих разрядов на выходе сумматора, исходя из числа разрядов счетчика (и), равно m +п . При этом сигналы на выходах более старших разрядов сумматора во внимание не принимаются, т.е. перенос выходит за пределы рабочих разрядов .( m +П).

Измеритель работает следующим образом. В исходном состоянии разряды всех счетчиков 4,5,6 и 7 устанавливаются в состояние 1. Измеряемый интервал в виде прямоугольного импульса поступает через шину 3 на управляющий вход блока 2 вентилей, при этом импульСы генератора 1 поступают на счетные входы счетчиков 4,5,6 и 7.

После окончания входного измеряемого импульса доступ импульсов на входы счетчиков 4,5,6 и 7 прекращается .

Сигналы на прямом и инверсном выходах блока 8 логической эквивалентности указывают на состояние вторых разрядов всех.счетчиков.

В случае эквивалентности вторых разрядов с прямоугольного выхода блока 8 уровень логической единицы поступает на вход с весом N второй группы входов сумматора 12, компенсируя установленное на счетчиках 4,5,6 и 7 до измерения, число -N. Состояния младших разрядов, не претерпевая изменения при прохождении через блок tO, поступают на преобразователь 11, на выходе которого образуется код, соответствующий числу единиц в первых разрядах счетчиков 4,5,6 и.7. Это число поступает на первую группу входов сумматора 12. Информация о состоя- юш старших разрядов счетчика 4 поступает на вторую группу входов сумматора 12 с весами, увеличенныьм в раз (в рассмотренном измерителе в четыре раза: второй разряд с весом 2 подключается к разряду сумматора с весом 8, третий разряд с весом 4 - к разряду сумматора с весом 16 и т.д.). Элемент И 9 в этом режиме закрьГг сигналом с инверсного выхода блока 8 - при любом состоянии первого разряда счетчика 4 перенос отсутствует.

В случае эквивалентности вторьк разрядов счетчиков 4,5,6 и 7 на инверсном выходе блока 8 образуется уровень логической единицы, что приводит к инвертированию состояний первых разрядов всех счетчиков блоком 10, и на выходе преобразователя 11 образуется код, соответствующий числу нулей младших (первых) разрядов счетчиков, число этих нулей равно числу единиц, в первых разрядах в случае проведения операции восстановления эквивалентности (в рассматриваемом измерителе эта операция не производится, а имитируется результат такой операции). Элемент И 9 открьгоается уровнем логической единицы с инверсного выхода блока 8, . и при состоянии 1 на выходе первого разряда счетчика 4 на выходе элемента И 9 формируется уровень ло гической единицы, что имитирует наличие переноса во второй разряд счетчика 4. Это эквивалентно добавлению в сумматор 12 числа 2 N.

Таким образом, предлагаемый измеритель позволяет измерять длительность одиночных временных интервалов, обладает большим, по отношению к.из- вестному устройству, быстродействием и повышенной надежностью за.счет конструктивного упрощения путем использовани меньших аппаратурных затрат при его реал(1зации.

ИЗМЕРИТЕЛЬ ОДИНОЧНЫХ ИНТЕРВАЛОВ ВРЕМЕНИ, содержащий генератор сдвинутых иьтульсов, выходы которого подключены к входам блока вентиле), управляющие входы которых соединены с входной измерителя, а выходы подключены л входам младших разрядов счетчика имлульсов и двухраэрядных счетчиков импульсов, выходы вторых разрядов которых подключены к входам блока логической эквивалентности, ин версный выход которого соединен с первым входов элемента И,.о т л и чающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности, в него введены сумматор, блок сложения по модулю два, преобразователь единичного кода в двоичный, причем выходы мпадшнх разрядов всех счетчиков импульсов подключены попарно с инверсным выходом блока логической эквивалентности к входам блока сложения по модулю два, выходы которого подключены к входам преобразователя единичного кода в двоичный, выходы которого соединены с первой группой:входов сумматора с весами разрядов от 1 до М , а к входу с весом 2 подключен выход элемента И, к второму входу которого подключен мпадщий разряд счетчика импульсов, причем к входу с весом N второй группы входов сумматора подключен прямой выход блока логической эквивалентности, а к входу с весом 2 N подключен выход второго разряда счетчика импульсов, выходы старших разрядов которого соединены, соответств.ен.но с входами с весом N второй группы входов сумматора.