Устройство для измерения времени установления электрического сигнала Советский патент 1986 года по МПК G04F10/04 

I

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения времени устаноления электрического сигнала.

Цель изобретения - повышение точ ности измерений и расширение функцинальных возможностей устройства за счет возможности автоматизаи,ии rripo- цесса измерений.

На фиг.1 представлена структурна схема устройства; на фиг.2 - пример выполнения таймера с внешним тактированием.

Устройство для измерения времени установления электрического сигнгша (фиг.1) содержит генератор 1 импуль сов, элемент И 2, элемент И-НЕ 3, триггер 4, первый счетчик 5 импульсов, компаратор 6 нижнего и компара тор 7 верхнего уровней, второй счет чик 8 импульсов, элемент ИЛИ 9, таймер 10, формирователь П коротких импульсов, входную шину 12, пзину 13 запуска, сигнальную выходную шину Готов 14 и шины 15 предварительно записи информации.

Таймер (фиг.2) содержит триггер 16, счетчик 17, цифровой компаратор 18, управляющий вход 19, выход 20, установочные входы 21 и синхровход 2

Причем инверсньй и прямой входы соответственно компараторов 7 и 6 подключены к входной шине 12 устройства, выход генератора 1 импульсов подключен к первому входу элемента И 2, второй вход которого соединен с прямым выходом триггера 4, а выход - со счетным входом счетчика 5, выходы компараторов 7 и 6 соединены соответственно с первым и вторым входами элемента И-НЕ 3, выход которого соединен с первым входом элемента КШ 9, выход которого подключен к установочному входу счетчика 8, счетный вход которого соединен с выходом генератора 1 импульсов и синхровходом таймера 10, установочные входы которого подключены к шинам 15 предварительной записи информации, а выход - к установочному входу счетчика 5, miraa 13 запуска устройства через форм1-грова- тель 11 подключена к второму входу элемента ИЛИ 9, управлякяцему входу таймера 10 и первому входу триггера 4, второй вход которого соединен с выходом счетчика 8, а инверсный выход является сигнальной выходной шиной 14 устройства. В таймере (фиг.2)

s 0 5

0

5

0

5

5

первая группа входов 21 цифрового компаратора 18 является установочными входами таймера 10, синхровход 22 которого соединен со счетным входом счетчика 17, выходы разрядов которого подключены к второй группе входов компаратора 18, выход которого соединен с первым входом триггера 16, второй вход которого соединен с установочным входом счетчика 17 и является управляющим входом 19 таймера 10, выходом 20 которого является выход тригге1 а 16.

В качестве триггера 4 используется D 1:-1пи JK-триггер, включенный в релшме установки в ноль.

Минимальная емкость счетчика 5 должна быть на один старший двоичный разряд больше выбранного диапазона из fepeIШЯ, гсри этом емкость, счетчика 8 должна соответствовать выбранному а;иапазону измерения. Старшим разрядом выходного кода измеряемой величи- 1-ш в этом случае является следующий старший рг13ряд выхода счетчика 5, а проп тценный выходной разряд счетчика 5 не зедействуется. При большей емкости счетчика 5 пропуск его старшего выходного разряда должен допускаться только один раз за одно измерение. Изм:ерявмая величина определяется произведением числа выходного кода в десятичной форме на период следования: импульсов генератора 1. В омпаратор 6 нижнего уровня содержит компаратор 6. на операционном усилителе с резистором 6.2 в цепи обратной связи и имеет неинвертирующее включение, а компаратор 7 верхнего уровня содержит также компаратор 7.1 на операционном усилителе с резистором 7.2 в цепи обратной связи и имеет инвертирующее включение.

Внешняя положительная обратная связь компараторов определяет величину их гистерезиса, которая является мерой : помехоустойчивости устройства. Сумма величин гистерезиса компараторов не должна превышать разности между верхним порогом срабатывания компаратора верхнего уровня и нижним порогом срабатывания компаратора нижнего уровня.

Таймер 10 используется для ком- пенсаци5Г времени задержки распространения последнего сигнала в устройстве.

3

Формирователь 1 1 коротких импульсов формирует выходной сигнал по переднему фронту сигнала запуска.

Диапазон измеряемой величины при минимальной емкости счетчика 5 может быть расширен на один старший разряд по сигналу переполнения, если код максимальной измеряемой величины не превышает двойной емкости счетчика 8 без одной единицы счета.

Устройство работает следующим образом.

Перед измерением состояние устройства может быть произвольным. Перед проведением измерения должны быть установлены нижний порог срабатывания компаратора 6 нижнего уровня

А, и верхний порог срабатывания компаратора 7 верхнего уровня А g, при заданной элементами 6.2 и 7.2 соответственно положительной обратной связи величине гистерезиса А,

При подаче на устройство сигнала запуска по шине 13 по его фронту фор1. Устройство для измерения времени установления электрического сигнала содержащее компараторы верхнего и нижнего уровней входного сигнала, сомирователь I1 коротких импульсов вы- 25 ответственно инверсный и прямой входы рабатывает сигнал, который устанавкоторых объединены и подключены к входной шине устройства, генератор импульсов, выход которого подключен к первому входу элемента И, второй вход которого соединен с прямым выходом триггера, выход элемента И подключен к счетному входу первого счетчика, отличающееся тем, что, с целью повышения точности 35 измерений и расширения функциональных возможностей устройства, в него введены элемент И-НЕ, элемент ИЛИ, второй счетчик, таймер и формирователь коротких импульсов, причем выходы компараторов верхнего и нижнего уровней соединены соответственно с первым и вторым входами элемента И-НЕ, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход которого под- кпючен к установочному входу второго счетчика, счетный вход которого соединен с выходом генератора импульсов и синхровходом таймера, установочные входы которого подключены к счетчик 8 сигналом переполнения уста-50 шинам предварительной записи устройливает в 1 триггер 4, запускает таймер 10 и через элемент ИЛИ 9 сбрасывает счетчик 8, причем триггер 4 через элемент И 2 разрешает поступ- зо ление импульсов от генератора 1 на счетный вход счетчика 5. По окончании сигнала формирователя 1I счетчик 8 начинает управляться входным сигналом по шине 12 через компараторы 6 и 7, элементы И-НЕ 3 и ИЛИ 9. Таймер 10 своим выходным сигналом удерживает счетчик 5 в нулевом состоянии, и по окончании этого сигнала счетчик 5 начинает считать импульсы генерато-40 ра 1. При вхождении измеряемого сигнала А„, в зону А„+А, , счетчик 8 по сигналу через компараторы 6 и 7, элементы И-НЕ 3 и ИЛИ 9 подсчитывает импульсы генератора I, а при выходе из зоны .6 Ag устанавливается в ноль.

При полном вхождении измеряемого сигнала в зону А„+А„ .,

п i- о с 45

навливает в О триггер 4, который выдает сигнал Готов по шине 15 и через элемент И 2 прекращает доступ импульсов генератора I на счетный вход счетчика 5. При этом на выходе счетчика 5 устанавливается код, являющийся мерой .с измеряемой величины. При наличии сигнала Готов можно

55

ства, а выход - к установочному входу первого счетчика, шина запуска устройства через формирователь коротких импульсов подключена к второму входу элемента ИЛИ, управляняцему входу таймера и первому входу триггера, второй вход которого соединен с вы ходом второго счетчика, а инверсный

приступать к считыванию результата и затем к новому циклу измерения.

Таймер по схеме (фиг.2) работает следующим образом.

Исходное состояние таймера произвольное. При поступлении сигнала на вход 19 триггера 16 устанайливается в 1 и сбрасывается счетчик 17, а через него и цифровой компаратор 18. По окончании сигнала по входу 19 триггер 16 не изменяет своего состояния, а счетчик 17 подсчитывает импульсы генератора 1. При совпадении кода на выходе счетчика 17 с кодом на входе 21 гщфровой компаратор 18 сбрасывает триггер 16 и далее цикл может быть повторен.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения времени установления электрического сигнала содержащее компараторы верхнего и нижнего уровней входного сигнала, соответственно инверсный и прямой входы

35 50

зо 40

45

ства, а выход - к установочному входу первого счетчика, шина запуска устройства через формирователь коротких импульсов подключена к второму входу элемента ИЛИ, управляняцему входу таймера и первому входу триггера, второй вход которого соединен с вы ходом второго счетчика, а инверсный

raiixoA является сигнальной вьпсодной шиной устройства.

2. Устройство по п., отличающееся тем, что таймер содержит счетчик, триггер, и -цифровой компаратор, первая группа входов которого является установочными входами таймера, синхровход которого соединен со счетным входом счетчика, выходь. разрядов которого подключены к второй группе входов цифрового ком5 паратора, выход которого соединен с первым входом триггера, второй вход которого соединен с установочным входом счетчика и является управляняцим входом таймера, выходом которого яв10 ляется выход триггера.

Изобретение относится к измери- тельной технике. Цель изобретения повышение точности иэмерений й расширение функциональных возможностей. Устройство содержит генератор 1 импульсов, элемент И 2, элемент И-НЕ 3, триггер 4, счетчики 5 и 8 импульсов, компаратор 6 нижнего и компаратор 7 верхнего уровней, элемент ИЛИ 9, таймер 10, формирователь П коротких импульсов, входную шину 12, ишну 13 запуска, сигнальную выходную шину Готов 14 и шины 15 предварительной записи информации. Введение элементов И-НЕ, ИЛИ, счетчика 8 импульсов, таймера и формирователя коротких импульсов позволило автоматизировать процесс измерений. В описании приве- с ден пример выполнения таймера с внеш- ним тактированием. 1 з.п. ф-лы. 2 ил. (Л 1ч9 ГО О) со со Од

17

.

75

Редактор Е.Папп

Составитель Л.Плетнева Техред И. Попе ВИЧ

Заказ 2129/45 Тираж 398Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

8

20

Фиг.1

Корректор М.Демчик