Многоканальный измеритель временных интервалов Советский патент 1986 года по МПК G04F10/04 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для параллельного измерения временных интервалов по нескольким ка налам.

Цель изобретения - повышение точности измерения путем сокращения . времени опроса каждого канала за счет исключения многократной перезаписи содержимого ОЗУ и его инкремен- тирования и повышение помехоустойчивости измерителя.

На фиг. 1 приведена блок-схема многоканального измерителя временных интервалов, на фиг 2 и 3 - приме- ры реализации блока обработки и индикации и блока управления.

Измеритель содержит мультиплексор 1, входную шину 2, блок 3 вьщеления фронтов, блок 4 памяти предьщущего состояния, арифметический блок 5, блок 6 обработки и индикации, запоминающее устройство 7, блок 8 формирования адреса, блок 9 управления, блбк 10 текущего времени. Входная шина 2 соединена с информационным входом мультиплексора 1, выход кото рого подключен к вторым входам блока 3 вьщеления фронтов и блока 4 памяти предьщущего состояния j вы- ход блока 4 подключен к первым входам блока 3 выделения фронтов и блока 6 обработки и индикации, второй вход которого подключен к выходу блока, 5, первый вход которого соединен с выходом запоминающего устройства 75 второй вход блока 5 подключен к второму выходу блока 10 и второму входу запоминающего устройства 7, первый вход которого соединен с первыми выходами блока управления и блока 4 памяти предыдущего состояния, адресные входы устройства 7 подключены к выходу блока 8 формирования адреса, к ад- ресным входам блока 6, блока 4, блока 9 и мультиплексора 1, управляющий вход блока 9 соединен с выходом бло- к-а 3 вьщеления фронтов, второй и третий выходы блока 9 управления подключены к входам соответственно блока 8 формирования адреса и управляющему входу блока .6 обработки и индикации,

Блок 6 (фиг. 2) содержит преобра- зователь 11 двоичного кода в двоич- но-десятичньй, регистры 12„ 1-12.N длительности сигнала, регистры 13.113.N длительности интервала между канал:ами, индикаторы 14.1-14,М длительности сигнала, индикаторы 15.1-15.N длительности интервала между сигналами, блок 16 элементов И и дешифратор 17 каналов.

Блок 9 (фиг. 3) содержит элементы И-НЕ 18-25, счетчик 26, дещифра- тор 27, триггеры 28-30,. многовходо- вый элемент И-НЕ 31, элементы И- НЕ 32-37, конденсаторы 38 и 39, резистор 40.

Отдельные блоки измерителя выполняют следующие функции.

Мультиплексор 1 производит подключение канала измерения входной шины 2, соответствующего адресу, формируемому блоком 8, на вход блоков 3 и 4, Мультиплексор может быть выполнен, например, на элементах К155 КПЗ.

Егсок 3 выделения фронтов сравнивает состояние канала в данном цикле опроса с состоянием этого же канала в предьщущем цикле. При изменении состояния канала блок 3 вы- рабатьшает управляющий сигнал в блок 9 управления. Блок 3 выделения фронтов может быть выполнен, например, на элементе К155 ЛПЗ.

Блок 4 памяти предьщущего состояния осуществляет хранение состояний всех каналов измерения в предьдущем цикле опроса. Блок 4 памяти предыдущего состояния и запоминающее устройство 7 могут быть вьшолнены, например, на элементах К155 РУ2, К155 РУ5, и т.д. в зависимости от числа канапов измерения.

Арифметический блок 5 производит вычитание данных, поступакшщх с за- поминаюпг,его устройства 7 из данных, приходящ,их с выхода блока 10 текущего времени. Арифметический блок 5 может быть вьтолнен, Например, на элементах К155ИМЗ и К155ЛАЗ,

Блок 6 обработки и индикации по управляющему сигналу блока 9 управлния записывает значение длительности интервала, поступающее с выхода арифметического блока 5, номер опрашиваемого канала, поступающий с выхода блока 8 формирования адреса и ЗФовень сигнала в канале, поступающий с выхода блока 4 памяти предьду- щего состояния. Пример вьшолнения простейшего блока 6 обработки и индикации приведен на фиг. 2.

Информация с выхода арифметического блока 5 поступает на преобразователь 11 двоичного кода в двоичн десятичный, который может быть выполнен на элементах К155ПР7. Двоич- но-десятичньй код информации поступает на информационные входы регистров 12,1-12.М длительности сигнала и регистров 13.1-13.N длительности интервала между сигналами всех каналов. Регистры могут быть вьшолнены на элементах К155ТМ5.

Содержимое регистров 12.1-12.N и 13.1-13.N высвечивается на соотвествующих индикаторах 14.1-14.N и 15.1-15.N.

Содержимое регистров изменяется по синхросигналу, поступающему с выхода блока 16 элементов И. Синхросинал поступает на регистр того канала, адрес которого подан в данный момент на вход дешифратора 17 каналов измерения. Дешифратор может быть выполнен на элементах К155ИДЗ. Причем, если состояние канала изменяется с 1 на О, то информация , заносится в регистр 12 длительности сигнала данного канала, а если с О на 1 - то в регистр 13 длителности интервала между сигналами данного канала.

Запоминающее устройство 7 служит для записи в него и хранения времени начала измерения по каждому из каналов.

Блок 8 формирования адреса по татирующим импульсам блока 9 управления последовательно вырабатывает адреса всех опрашиваемых N каналов. Блок 8 формирования адреса может быть выполнен, например, на элементах К155 ИЕ5. Количество используемых счетчиков зависит от числа каналов измерения. При количестве каналов до 16 используется всего один элемент.

Блок 9 управления устанавливает режим чтения блока 4 памяти предыдущего состояния и запоминающего устройства 7 в каждом цикле опроса и режим записи для них и блока 6 обработки и индикации в циклах, соответствующих изменению состояния опрашиваемого канала (при поступлении управляющего сигнала с блока 3). Кроме того, бЛок вырабатьшает тактируюшие импульсы для блока 8 формирования адреса. Работа блока

синхронитируется импульсом, поступаю щим .с блока 10 текупего времени.

На элементах 32-35 собран генератор тактовой часто ты. Причем его

частота должна подбираться таким образом, чтобы опрашивались все каналы измерения за период синхросигнала, приходящего с блока текущего времени. На счетчике 26, дешифраторе 27, элементах 23, 25, 18-22 собран формирователь управляющих сигналов, начинающий работать с приходом на триггер 30 синхросигнала и прекращающий вьздачу сигналов после

завершения опроса последнего канала измерения.

Блок 10 текущего времени формирует текущее (базовое) значение времени и представляет собой точный

кварцевьй генератор с подключенными к его выходу пересчетными схемами и соединенные последовательно двоичные счетчики. Пересчетные схемы формируют необходимую квантующую частоту, соответствующую единице времени измерителя. Импульсы этой частоты являются синхронизирующими для блока 9 управления. Количество счетчиков зависит от максимальной

длительности цикла измерения. Перед началом нового цикла счетчики обнуляются.

Измеритель работает следуюиСим образом.

С приходом очередного импульса квантукицей частоты изменяется на единицу состояние счетчиков блока 10 текущего времени и блок 9 управления начинает формировать управляющие сигналы. Измерительные каналы входной шины 2 мультиплексором 1 циклически поочередно подключаются к входам блока 3 вьщеления фронтов

и блока 4 памяти предьщущего состояния . По каждому из каналов в измерителе выполняются следующие операции, которые инициирует блок 9 управления. С блока памяти предьщущего состояния 4 считывается на вход блока 3 выделения фронтов информация о состоя

НИИ канала измерения в предьщущем

цикле. Одновременно содержимое запоминающего устройства 7, хранящееся по адресу, соответствующему опрашиваемому каналу, считьшается на вход арифметического блока 5. Блок 3 выделения фронтов сравнивает состояние канала в предьщущем и настоящем циклах. Если состояние канала

не изменилось, то на выходе блока появляется нулевой сигнал, по которому блок 9 управления прекращает опрос данного канала и вырабатывает тактовый импульс на блок 8 формирования адреса, который формирует адрес следующего канала измерения. Если же состояние канала изменилось, то на выходе блока 3 выделения фронтов появляется единичньм сигнал, по которому блок 9 управления осуществляет запись в блок 6 обработки и индикации данных, поступающих с вьско- да арифметического блока 5, уровня сигнала в канале, поступающего с выхода блока 4 памяти предьдущего состояния, и кода опрашиваемого канала приходящего с выхода блока 8 формирования адресов. А затем производится запись новой информации и в блок 4 памяти предьщущего состояния и в запоминающее устройство 7. Посл этого блок 9 управления формирует тактовый импульс на формирование адреса следующего канала. После опроса всех каналов блок 9 управления прекращает работу и ждет следующего импульса квантующей частоты.

Таким образом, в предлагаемом измерителе в два раза сокращается число операций, вьшолняемых для каж цого канала в процессе измерения, и только в моменты начала и конца измерения выполняется одинаковое чис- ло операций по сравнению с известным измерителем. Кроме того, блок 4 памяти предыдущего состояния и запоминающее устройство 7, в основном,, работают в режиме считывания, а за- пись в них осуществляется только при изменении состояния канала измерения, что уменьшает вероятность записи в них ложной информации,,

мула

изобретения

Многоканальньй измеритель временных интервапов, содержапщй запоминающее устройство, выход которого подключен к первому входу арифметического блока, блок управления, первьй выход которого соединен с первыми входами запоминающего устройства и блока памяти предьщущего состояния, выход которого подключен к первым входам блока обработки и индикации и блока выделения фронтов, второй вход последнего из которых соединен с вторым входом блока памяти предыдущего состояния и с выходом мультиплексора, информационные входы которого являются входными шина- 1ЧИ измерителя, блок формирования адреса, выход которого соединен с адресными входами блока обработки и индикации, запоминающего устройства, мультиплексора и блока памяти предыдуш;его состояния, о .т л и ч а- ющий с я тем, что, с целью повышения точности измерения путем сокращения времени опроса каждого канала и повьшения помехоустойчивости, в него введен блок текущего времени, первый выход которого подключен к первому входу блока управления, управляющий вход которого соединен с выходом блока вьщеления фронтов, а адресньй вход - с выходом блока формирования адреса, вход которого подключен к второму выходу блока управления, третий выход которого соединен с управляющим входом блока обработки и индикации, второй вход которого соединен с выходом арифметического блока, второй вход которого. подкл1рчен К второму выходу блока текущего времени и второму входу запоминающего устройства.

Сигна,1 изменения состояния ианааа

Н8антун щи и и fin улье

If од адреса

LL

ci

Разрешение быборни

f CUHtpO

адреса

Запись

Изобретение относится к импульсной технике. Цель изобретения - по- вьшение точности измерения и его помехоустойчивости. Измеритель сод ер- жит мультиплексор 1, входную шину 2, блок 3 вьщеления фронтов, блок 4 памяти предьщущего состояния, арифметический блок 5, блок 6 обработки и индикации, запоминающее устройство 7, блок 8 формироэания адреса, блок 9 управления и блок 10 текущего времени. Введение блока 10 текущего времени и новая связь между элементами устройства позволило сократить время опроса каждого канала за счет исключения многократной перезаписи содержимого ОЗУ и его инкрементиро- вания. В описании приведены примеры реализации блоков управления и обработки индикации. 3 ил. (Л to to О5 СО СО 00

Редактор Е.Папп

Составитель Л.Плетнева

Техред И,Попович Корректор .Т.Колб

Заказ 2130/46

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