Устройство для измерения длительности одиночного импульса Советский патент 1985 года по МПК G04F10/04 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения длительности одиночных импульсов. Известно устройство для измерения длительности импульсов и временных интервалов, которое содержит последовательно соединенные генератор опорной частоты, ключ и счетчик к входу которого подключена линия задержки с отводами, которые через эле мент И объединены с.входами опорного триггера, выход которого подсоединен к управляющему входу ключа С Недостатком устройства является низкая точность измерения. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, содержащее первый замкнутый контур циркуляции, состоящий из последовательно соединенных первой схемы собирания, первого усилителя и перво го, элемента задержки, выход которого соединен с первым входом первой схемы собирания и первым входом первого элемента 2И, второй вход первой схемы собирания подключен к шине импульса конца интервала и к входу первого триггера, второй замкнутый контур , циркуляции, состоящий из последовательно соединенных второй схемы соби рания, второго усилителя и второго и третьего элементов задержки, приче второй элемент задержки шунтирован ключом, вход которого соединен с пер вым выходом второго триггера, выход третьего элемента задержки подключен к первому входу второго элемента 2И, к второму входу первого элемента 2-Й, к первому входу элемента ЗИ и к первому входу второй схемы собирания, первый вход которой соединен с шиной импульса начала интервала, выход пер вого элемента 2И соединен с первым входом второго триггера и через элемент задержки с его вторым входом, второй выход которого подключен к второму входу элемента ЗИ, третий вход которого соединен с первым выходом первого триггера, второй выход которого подключен к второму входу втор го элемента 2И, выход которого соединен с входом первого счетчика, выходы которого подключены к первой группе входов дешифратора, вторая группа входов которого соединена с выходами второго счетчика, вход которого подключен к выходу элемента ЗИ, а выход дешифратора соединены с входамииндикатора 12, Недостатком известного устройства является низкая точность измерения, обусловленная разрешающим временем элемента-совпадения и триггера. Цель изобретения - повьш1ение точности измерения длительности одиночного импульса. Указанная цель достигается тем, что в устройство для измерения длительности одиночного импульса, содержащее два блока циркуляции, прямой выход первого из которых соединен со ; своим первым входом, выход второго блока циркуляции подключен к входу элемента задержки и собственному первому входу, два счетчика, два триггера, первый вход первого из которых подключен к входу устройства, введены три элемента ИЛИ,, два элемента И-НЕ и инвертор, вход которого соединен с входом устройства и установочными входами первого и второго счетчиков, выход инвертора подключен к вторьгм входам блоков циркуляции, прямой выход перЪого блока циркуляции соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к прямому выходу первого триггера, а выход - к первому входу первого элемента И-НЕ, инверсньй выход первого блока циркуляции соединен с первым входом второ.го элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к инверсному выходу первого триггера и первому входу третьего элемента РШИ, а выход - к второму входу первого элемента И-НЕ, выход которого соединен с первым входом второго триггера, второй вход которого подключен к выходу элемента задержки и второму входу третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом второго элемента И-НЕ, второй.вход которого подключен к выходу второго триггера, а выход к счетному входу второго счетчика, выход второго блока циркуляции соединен с третьим входом первого, элемента И-НЕ и счетным входом первого счетчика, первый выход которого подключен к второму входу первого триггера, второй выход первого счетчика соединен с третьим входом второго элемента И-НЕ и управляющими входами блоков циркуляции. На фиг. 1 приведена функциональ ная схема устройства; на фиг. 2 временные диаграммы, поясняющие его работу. Устройство содержит блоки 1 и 2 циркуляции, объединенные по входам инвертором 3, вход которого является входом устройства, элементы ИЛИ 4 и 5 счетчик 6, триггер 7, последовательно соединенные элемент 8 задержки, триггер. 9, элемент И-НЕ 10 и счетчик 11, причем первый вход элемента ИЛИ 4 соединен с прямым выходом блока 1 циркуляции, элемент ИЛИ 12 и элемент И-НЕ 13, выход которого соединен с первым входом триггера 9, а первьй, второй и третий входы соединены с выходами соответственно элементов ИЛИ 4 и блока 2 циркуляции, .выход которого соединен также с входами элемента 8 задержки и счетчика 6, первый выход которого соединен с входом триггера 7, а второй выход - с управляющими входами блоков 1 и 2 циркуляции и с одним из входов элемента И-НЕ 10, первый вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ 12, второй вход которог соединен с выходом элемента 8 задерж ки, а первый вход - с входом элемента ИЛИ 5 и выходом триггера 7, прямой выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ 4, причем первый вход элемента ИЛИ 5 соединен с инвер ным выходом блока 1 циркуляции, а пе вый вход триггера 7 и установочные входы счетчиков 6 и 11 соединены с входом устройства. Блоки 1 и 2 циркуляции выполняютс на элементах цифровой логики типа И-НЕ и элементах задержки, в качестве которых можно использовать, напри мер, отрезки высокочастотного коакси ального кабеля. Устройство работает следующим образом. Измеряемый одиночный импульс длительностью Т| через инвертор 3 посту пает на входы блоков 1 и 2 циркуляци на вькодах которых образуется последовательноеть импульсов с периодом циркуляции Тц1 в блоке 1, и Тц в блоке 2 (фиг. 2 а, б) причем Тц2 Тц, лТц ( 4Тц - разница в периода циркуляции, определяемая требуемой точностью измерения). Длительности Tffj, Тц., больше удвоенной длительности Т Последовательность импульсов с прямого выхода блока 1 поступает на вход элемента ИЛИ 4, ас инверсного выхода - на вход элемента ИЛИ 5, на другие входы которых поступают соответственно логический О и логическа 1 с выходов триггера 7. Счетчик 6 подсчитывает число циркуляции в контуре, и в момент равенства числа циркуляции п /ЗТ, т.е. когда импульс, циркулирующий в блоке 2, выйдет за пределы возможного совпадения с импульсом, циркулирукяцим в блоке 1, сигнал с выхода счетчика 6 меняет состояние триггера 7 (момейт t, фиг. 2 и). Таким образом, на выходах элементов ИЛИ 4 и 5 формируются соответственно последовательности, показанные на фиг. 2 в, г. Указанные последовательности импульсов поступают на входы элемента И-НЕ 13, на которьй также поступает последовательность с выхода блока 2, и на | выходе элемента. И-НЕ 13 при совпадении на входах логических единиц образаются логические нули (фиг. 2 д). До момента t., число таких нулей соответствует числу временных совпадений импульсов, циркулирующих в обоих блоках 1 и 2. Указанные нули сбрасывают в положение логического О на выходе триггер 9 (фиг. 2 ж), который устанавливается в исходное состояние задержанием в элементе 8 задержки импульсом (фиг. 2 е) с блока 2. Неиспользуемые из-за низкого разрешающего времени триггера 9 нули показаны .на фиг. 2 д штриховыми линиями Логические нули с триггера 9 поступают (фиг. 2 ж) на элемент И-НЕ 10, на другие входы которого поступают логическая 1 с выхода счетчика 6 и до момента t логическая с выхода элемента .ИЛИ 12 (фиг. 2 з), блокированного, логической 1 с выхода триггера 7. Таким образом, счетчик 11 до момента t фиксирует число импульсов на выходе триггера 9, что показано сплошной линией на фиг. 2 и. Это число отличается от действительного числа сов-. падений импульсов в блоках 1 и 2, которое показано штриховой линией на фиг. 2 и. Для восстановления действительного числа совпадений, начиная с момента t. , начинается формирование числа совпадений импуль са в блоке 2 (фиг. 2 б) с паузой в

блоке 1 (фиг. 2 а, в). Начиная с момента t (фиг. 2 и), импульсы, соответствующие паузе с инверсного выхода блока 1, проходят через элемент ИЛИ 5 (фиг. 2 г) на вход элемента И-НЕ 13, образуя..на его выходе (фиг, 2 д) догические О, соответствующие совпадению импульсов (фиг. 2 б) и пауз Сфиг. 2- г). Указанные нули сбрасывают с положение логического О на выходе триггер 9 .(фиг. 2 ж), который восстанавливается в исходное положение импульсом с выхода элемента 8 задержки (фиг. 2 е). Нерегистрируемые совпадения (показаны штриховой линией на фиг. 2д) не могут опрокинуть триггер 9 ион остается в положение логической 1 на выходе, Поскольку элемент ИЛИ 12 с момента t не блокирован логической 1 с выхода триггера 7, то. на его выходе образуются импульсы (фиг, 2 з), соответствующие импульсам с выхода элемента 8 задержки. Совпадение логических единиц на входах элемента И-НЕ 10 теперь возможно только, если не меняется состояние триггера 9 (фиг. 2 ж), т.е. когда не регистрируется совпадение импуль.са и паузы. Поскольку процесс выхода импульса блока 2 и импульса и паузы блока 1 совершенно идентичен (определяется временем разрешения элемента И-НЕ 13 и триггера 9), то счетчик 11 до момента tj достигает число, соответствующее истинному числу совпадений импульсов, равному N .Момент tg определен повторением исходной ситу, б) и соответствует ации (фиг. 2 а,

числу циркуляции п () + 1. Это число подсчитывается счетчиком 6,

сигнал с выхода которого, поступая на управляющие входы блоков 1 и 2, прекращает циркуляцию импульсов, а также, поступая в виде логического О на вход элемента И-НЕ 10, прекращает изменение числа в счетчике 11. Следующий измеряемый импульс, поступая на установочные входы счетчиков 6 и 11 и вход триггера 7, приводит устройство в исходное состояние, после

чего процесс измерения повторяется.

Таким образом, значение длительности импульса определяется с точностью более высокой, чем в известном устройстве.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ОДИНОЧНОГО И mУЛЬCA, содержащее два блока циркуляции, прямой выход первого из которых сое- . динен со своим первым входом, выход второго блока циркуляции подключен к входу элемента задержки и собственному первому входу, два счетчика, .два триггера, первый вход первого из которых подключен к входу устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения точности в него введены три элемента ИЛИ, два элемента И-НЕ и инвертор, вход к:оторого соединен с входом устройства и установочными входами первого и второго счетчиков, выход инвертора подключен к вторым входам блоков циркуляции, прямой выход первого блока циркуляции соединен с первым .входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к прямому выходу первого триггера, а выход к первому входу первого элемента И-ИЕ, инверсный выход первого блока циркуляции соединен с первым входом второго элемента ИЛИ,.второй вход которого подключен к инверсному выходу первого триггера и первому входу третьего элемента ИЛИ, а выход - к второмувходу первого элемента И-НЕ, выход которого соединен с первым входом второго триггера, второй вход которого подключен к выходу элемента задержки и второму входу третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом сл второго элемента И-НЕ, второй вход которого подключен к выходу второго. триггера, а выход - к счетному входу второго счетчика, выход второго блока циркуляции соединен с тре-. тьим входом первого элемента И-НЕ и счетным входом первого счетчика, О) первый выход которого подключен к О) второму входу первого триггера, о ел второй выход первого счетчика соединен с третьим входом второго элемента И-НЕ и управляющими входами со блоков циркуляции.