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

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может, в частности, использоваться в системах автоматического измерения временных интервалов.

Цель изобретения - повьшение точности измерений.

На чертеже представлена функциональная схема измерителя.

Измеритель содержит стоп-триггер 1,)д довательно соединенные триггер 14,

элементы И 2. и 3, счетчик 4 вспомогательный счетчик 5, эталонный генератор 6, старт-триггер 7, блок 8 вычитания, блок 9 суммирования, буферные регистры 10 и 11, блок 12 синхронизации, блок 13 вычитания. Блок 12 синхронизации содержит триггер 14, счетчик 15 и дешифратор 16.

счетчик 15 и дешифратор 16, первый выход которого является первым выхо дом блока 12 синхронизации и соедин с входами записи Первого 10 и второ и го 11 буферньпс регистров, второй

выход дешифратора 16 является вторы выходом блока 12 синхронизации и со единен с R-входом счетчика 4, трети выход дешифратора 16 соединен с SИзмеритеЛь содержит, последователь- 2о входом триггера 14, R-вход триггено соединенные стоп-триггер 1, первый элемент И 2 и вспомогательный счетчик 5, последовательно соединенные старт-триггер 7, второй элемент И 3 и счетчик 4, эталонный генератор 6, выход которого соединен с вторыми входами первого элемента И 2 и второго элемента И 3, причем R-входы триггеров 1 и 7 соответственно являются стоп- и старт- входами измерителя, а выход переполнения вспомогательного счетчика 5 соединен с S-входами триггеров 7 и 1, последовательно соединенные первый бпок 8 вычитания, блок 9 суммирования я первый буферный регистр 10, второй блок 13 вычитания, второй буферный регистр 11, блок 12 синхронизации, причем вход запуска блока 12 синхронизации соединен с выходом переполнения вспомогательного счетчика 5, тактовый вход блока.12 синхронизации соединен с выходом эталонного генератора 6, первый выход бло- ка 12 синхронизации соединен с входами записи первого буферного регистра 10 и второго буферного регистра 11, а второй выход блока 12 синхронизации соединен с R-входом счетчика, причем N выходов первого буферного регистра 10 соединены с соответствующими входами блока 9 суммирования, а М выходов старших разрядов первого буферного регистра 10 соединены с соответствующими входами первого 8 и второго 13 блоков вычитания, причем выходы счетчика 4 соединены с соответствующими входами первого блока 8 вычитания, информаг

25

30

35

ра 14 является входом запуска блока 12 синхронизации и соединен с вы ходом пе еполнения вспомогательного счетчика 5, счетный вход счетчика 1 является тактовым входом блока 12 синхронизации и соединен с выходом эталонного генератора 6.

Измеритель работает следую1цим образом.

С поступлением на R-вход триггера 7 импульса старт-триггер 7 устанавливается в состояние импул сы с периодом следования Т, с эталонного генератора 6 через второй э мент И 3 поступают на вход счетчика 4 . С поступлением на R-вход триг гера 1 импульса стоп-триггер 1 уста навливается в состояние Ч и импул сы с периодом следования Tg с этало ного генератора 6 че:рез первьй элемент И 2 поступают на вход вспомога тельного счетчика 5, объем которого равен т. Когда выходы вспомогательного счетчика 5 устанавливаются в состояние 1, с выхода переполне ния вспомогательного счетчика 5 на S-входы триггеров 7 и 1 поступает импульс и триггеры 7 и 1 устанавливаются в состояние О, закрывая пе вый 2 и второй 3 элементы И. Таким образом, на выходах счетчика 4 форм руется двоичный код, соответствующи измеряемому интервалу t между фронтами импульсов старт и стоп, увеличенному на величину иТд. Таким 55 образом, добавление mпериодов следо вания импульсов эталонного генерато ра 6 к измеряемому временному интер валу позволяет измерять временной

40

45

50

ционные входы, второго буферного регистра 11 соединены с выходами вспомогательного счетчика 5, причем выходы второго буферного регистра 11 соединены с соответствующими входами второго блока 13 вычитания, выход второго блока 13 вычитания является выходом измерителя. Кроме того, блок 12 синхронизации содержит последовательно соединенные триггер 14,

счетчик 15 и дешифратор 16, первый выход которого является первым выходом блока 12 синхронизации и соединен с входами записи Первого 10 и второ- го 11 буферньпс регистров, второй

выход дешифратора 16 является вторым выходом блока 12 синхронизации и соединен с R-входом счетчика 4, третий выход дешифратора 16 соединен с Sвходом триггера 14, R-вход тригге

ра 14 является входом запуска блока 12 синхронизации и соединен с выходом пе еполнения вспомогательного счетчика 5, счетный вход счетчика 15 является тактовым входом блока 12 синхронизации и соединен с выходом эталонного генератора 6.

Измеритель работает следую1цим образом.

С поступлением на R-вход триггера 7 импульса старт-триггер 7 устанавливается в состояние импульсы с периодом следования Т, с эталонного генератора 6 через второй элемент И 3 поступают на вход счетчика 4 . С поступлением на R-вход триггера 1 импульса стоп-триггер 1 устанавливается в состояние Ч и импульсы с периодом следования Tg с эталонного генератора 6 че:рез первьй элемент И 2 поступают на вход вспомогательного счетчика 5, объем которого равен т. Когда выходы вспомогательного счетчика 5 устанавливаются в состояние 1, с выхода переполнения вспомогательного счетчика 5 на S-входы триггеров 7 и 1 поступает импульс и триггеры 7 и 1 устанавливаются в состояние О, закрывая первый 2 и второй 3 элементы И. Таким образом, на выходах счетчика 4 формируется двоичный код, соответствующий измеряемому интервалу t между фронтами импульсов старт и стоп, увеличенному на величину иТд. Таким образом, добавление mпериодов следования импульсов эталонного генератора 6 к измеряемому временному интервалу позволяет измерять временной

интервал, меньший разрешающей способности эпемен- а И. Усреднение измеряемого временного интервала осуществляется по следующему алгоритму:

).

К Y . 01 и 1-1

X.-Y..,

Данное уравнение уравнению цифрового порядка:

+ iZXjLYj Y

(-1

К,

где Yj - код измеренного временного интервала в текущем периоде повторения на выходе первого буферного регистра 10; Yj, - код измеренного временного

интервала в предьщущем периде повторения на выходе первого буферного регистра 10;

Х - код измеряемого временного интервала в текущем периоде повторения на входе первого блока вычитания 8;

Кд - коэффициент, определяющий

время усреднения.

Код X. , содержащий М двоичных разрядов, со счетчика 4 поступает на соответствующие входы первого блока 8 вычитания, на другие входы которого подается код Yj с М выходов старших разрядов первого буферного регистра 10. С выходов первого блока 8 вычитания код разности (Xj - Yj, ) поступает на соответствующие входы блока 9 суммирования, который производит операцию суммирования кодов

(X-Y,.,

) и КД.., . Код КЛ)., ,

снимаемый с выходов блока 9 суммиро-, вания и имеющий N разрядов, подается :на информационные входы первого буферного регистра 10,G поступлением на вход записи первого буферного регистра 10 импульса записи,формируемого блоком 12 синхронизации, этот код пере- писывается на выходы первого буферного регистра эффициент К,

гом разрядной сетки на п разрядов, что приводит к увеличению разрядности блока 9 суммирования и первого буферного регистра 10. Для получения истинного результата измерения необходимо из измеренного временного интервала, которому соответствует код

Умножение кода Y; на ко 2 осуществляется сдви

YJ , вычесть времейной интервал шТ , на которьй был увеличен измеряемьй интервал перед усредне.нием. Поэтому.

10

5

20

5

0

0

5

0

5

код, соответствующий временному интервалу тТ, с вспомогательного счетчика 5 поступает на информационные входы второго буферного регистра 11, и с поступлением импульса записи, формируемого блоком 12 синхронизации, на вход записи переписывается на выходы второго буферного регистра 11. Запись в буферные регистры 10 и 11 . производится после окончания счета счетчиков 5 и 4, когда на выходах счетчика 4 сформируется код Х. С выходов второго буферного регистра 11 код, соответствующий интервалу тТо поступает на вычитающие входы второго блока 13 вычитания, на другие входы блока 13 вычитания с М старших выходов первого буферного регистра- 10 подается код Y( . С выходов блока 13 вычитания снимается код . измеренного временного интервала. Импульсом, формируемым в блоке 12 .синхронизации, поступающим на вход обнуления счетчика 4, счетчик 4 устанавливается в нулевое состояние, и измеритель готов к измерению временного интервала в следующем периоде повторения, в котором код автоматически становится кодом .

Блок 12 синхронизации, формирующий импульсы записи и обнуления, работает следующим образом. С постуш1ею1ем на R-вход триггера 14 импульса переполнения вспомогательного счетчика 5 триггер 14 устанавливается в состояние О и дает разрешение на счет счетчику 15. На счетный вход счетчика 15 поступают импульсы эталонного генератора 6. Выходы счетчика 15 подключены к входам депмфратора 16, у которого в зависимости от входного кода на выходах поочередно появляются импульсы, сдвинутые по времени, первьй относительно импульса переполнения счетчика 5, а каждый следующий относительно предьщущего, на длительность импульса эталонного тора 6. Первым импульсом производится запись, в буферные регистры 10 и 11, вторым импульсом производится обнуление счетчика 4, а последним импульсом триггера 14 переводится в состояние 1, и счетчик 15 обнуляется. После чего цикл повторяется.

Формула изобретения

1. Цифровой усредняющий измеритель временных интервалов, содержащий стоптриггер, R-вход которого является стоп-входом измерителя, а выход соединен с первым входом первого элемента И, старт-триггер, R-вход которого является старт-входом измерителя, а выход подключен к первому входу второго элемента И, выход которого соединен со счетным входом счетчика, выход эталонного генератора соединеню с вторыми входами первого и второго элементов Hj выход первого элемента И подключен к счетному входу вспомогательного счетчика, выход переполнения которого соединен с S-входа- ми стоп- и старт-триггеров, от л и- чающийся тем, что, с целью повышения точности измерения временных интервалов, в измеритель введе1ш два блока вычитания, Дпок суммирова- ния, два буферных регистра и блок синхронизации, причем вход запуска блока синхронизации соединен с выходом переполнения вспомогательного Счетчика, тактовый вход блока синхронизации соединен с выходом эталонного генератора, пер.вый выход блока синхронизации соединен с входами записи первого и второго буферных ре- .гистров, а второй выход - с R-входом счетчика, причем N выходов первого буферного регистра соединены с первой группой входов блока суммирования.

Составитель Л.Плетнева Редактор М.Дылын Техред О.Гортвай Корректор С.Черни

Заказ 3288/47 Тираж 398 Подписное 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

вторая группа входов которого подключена к М-выходам первого блока вычитания, а М выходов старших разрядов первого буферного регистра соединены с первыми группами входов первого и второго блоков вычитания, причем выходы счетчика соединены с второй группой входов первого блока вычитания, выходы вспомогательного счетчика соединены с информационными входами второго буферного регистра, выходы которого соединены с второй группой входов второго блока вычитания, выход которого является выходом измерителя, выходы сумматора подключены к информационным входам первого буферного регистра,

2, Измеритель по п. 1, о т л и- чаю. 1ЦИЙСЯ тем, что блок синхронизации:содержит триггер, счетчик и дешифратор, первый и второй выходы которого являются соответственно первым и вторым выходами блока, третий выход дешифратора соединен с З-входом триггера, R-вход которого является входом запуска блока, а выход подключен к R-входу счетчика, счетный вход которого является тактовым входом блока, а выходы разрядов соединены с соответствующими входами дешифратора.

Изобретение относится к области радиоизмерительной техники. Цель Изобретения - повышение точности измерений . Измеритель содержит стоп- триггеры 1 и 7, элементы И 2 и 3, счетчик 4, вспомогательшлй счетчик 5, эталонный генератор 6. Достижению поставленной цели способствует введение в устройство блоков 8 и 13 вычитания, блока 9 суммирования, буферных регистров 10 и 11, блока 12 синхронизации, включающего триггер 14, счетчик 15 и дешифратор 16, и образование новых связей между элементами устройства, 1 З.П..Ф-ЛЫ, 1 ил. ю со 00