Устройство для измерения временных интервалов Советский патент 1986 года по МПК G04F10/04 

I1

Изобретение относится к импульсной технике.

Целью изобретения является повышение помехозащищенности устройства.

На чертеже представлена функцио- нальная блок-схема устройства для измерения временных интервалов.

Устройство содержит формирователь I (Формирует импульс начала измеряемого интервала) , генератор 2 импуль- сов, формирователь 3 (формирует импульс конца измеряемого интервала) , элементы И 4 и 5, делитель частоты 6, элемент ИЛИ 7, элемент з-адержки 8, счетчик 9 результата измерения, вычитающий счетчик 10, элемента ИЛИ 11, регистр 12, вычитающий счетчик 13, триггер 14, блок кратности 15, в состав которого входят элемент И 6, счетчик 17 импульсов, дешифратор 18, формирователь 19, входную шину устройства 20, выходную шину 2 сигнала -в допуске, выходную шину 22 кода измеряемого временного интервала, выходную шину 23 сигнала не в допуске п раз и вькодную шину 24 сигнала, не в допуске. .

Входная шина 20 устройства соединена с входами формирователей 1, 3 и первым входом элемента И 4, выход которого подключен к входу делителя частоты 6, пёрвьй и второй выходы которого соединены-с вычитающими входами соответственно счетчиков 10 и 13, выход элемента И 4 соединен также -с суммирующим входом счетчика 9 результата, выходы которого подклю.че ны к установочным вхбдам регистра 12 и шине 22 кода измеряемого временного интервала, синхронизирующий вход регистра 12 соединен с входом элемента задержки 8, первым входом блока кратности 15 и с выходом элемента ИЛИ 7, первый вход которого подключен к первому выходу блока кратности и шине 23, а второй вход соединен с шиной 21 и выходом элемента И 5, первый вход которого подключен к выходу формирователя 3 и второму входу блок кратности, а второй вход соединен с прямым выходом триггера 14, К-и8- входы которого подключены к выходам Меньше или равно нулю соответственно счетчиков 10 и 13, синхронизирующие входы которых объединены и TIOQ ключены к второму R-входу триггера 14 и. выходу элемента ИЛИ 11, а информационные входы соединены с выходами регистра 1, 2, причеь

s 0 5

о ,- .,

5

55

86I

второй вход элемента И 4 соединен с выходом генератора 2, а инверсный вьгход триггера 14 подключен к третьему входу блока кратности, вьгход элемента задержки 8 соединен с первым входом элемента ИЛИ 11, второй вход которого подключен ко второму выходу блока кратности и шине 24, а выход формирователя 1 соединен с входом установки в ноль счетчика 9,

В блоке кратности первьш и второй входы элемента И 16 подключены ко второму, и третьему входам блока соответственно, а выход соединен с вто- рым выходом блока кратности и со счетным входом счетчика 17, вход обнуления которого соединен с первым входом блока, а вьгход через дешифратор 18 и (|юрмирователь 19 подключен к первому выходу блока кратности.

- Работа устройства в режиме измере ния временных интервалов осуществля,- ется слвд;7ющим образом.

В исходном состоянии счетчики 10, . 13 и 17 обнулены, а триггер 14 должен быть установлен в состояние 1.

Измерение временного интервала начинается по импульсу-начала измерения, который формируется из входного сигнала формирователем 1 и поступает на R-вход счетчика 9, устанавливая его в нулевое состояние. Входной сигнал поступает на первый вход элемента И 4 , разрешая прохождение импульсов тактовой частоты с выхода генератора 2 на с ммирующий вход счетчика 9 и на вход делителя частоты 6, KOTOpbrfi формирует импульсы с частотами f , . Таким образом, по импульсу начала измерения начинается счет импу.пьсов тактовой частоты счетчиком 9 и в момент окончания временного интервала 1, в последнем будет подсчитано количество импульсов N.

NX Т,: f.,. По заднему фронту входного импульса формирователем 3 формируется импульс конца измерения, который поступает на первый вход элемента И 5, на . второй вход которого подается отпирающий уровень с прямого выхода триггера 14. С выхода элемента И 5 им- . пульс конца измерения через элемент ИЛИ 7 поступает на тактовый вход регистра 12, обеспечивая ввод значения кода числа N из счетчика 9 в регистр 12, Кроме того, импульс конца измере31

ния.с выхода элемента Ш1И 7 поступает на вход обнуления счетчика 17 блока кратности 15, устанавливая его в нулевое состояние,

Одновременно импульс конца измере ния с выхода элемента ИЛИ 7 через элемент задержки 8 и элемент ИЛИ 11 поступает на тактовые входы счетчиков г 10 и 13, обеспечивая запись в них значения кода числа N с выходов ре гистра 12, и на R-вход триггера 1А, переключая его в нулевое состояние.

На этом первый цикл измерения заканчивается. В результате первого цикла измерения на выходной тине 22 формируется код измеренного значения временного интервала.

Второй цикл измерения начинается также по импульсу начала измерения. Отличие заключается в том, что из вычитающих счетчиков 10 и 13, в которых был записан код числа N, начинают вычитаться.импульсы с частотами соответственно fг . и f (причем f f fi) . Если на выходе счетчика 1-3 появится сигнал Меньше или равно нулю, то триггер 14 устанавливается в состояние 1, в результате чего на второй вход элемента И 5 подается разрешение на прохождение импульса конца измерения. Триггер 14 будет находиться в единичном состоянии до тех пор, пока не появит ся сигнал на выходе Меньше или рав но нулю счетчика 10, в результате чега на второй вход элемента И 5 будет подан запрещающий потенциал,

Таким образом, прохождение импульса конца измерения с выхода формирователя 3 через элемент И 5 разрешается только в интервале между сигналами Меньше или равно нулю с выходов счетчиков 10 и 13, т.е.. в предпола- гаемый временной интервал приема (строб) , Величина строба (предполагаемого временного интервала приема относительно измеренного значения временного интервала) обеспечивается выбором частот f и f .

Если импульс конца измерений попадает в сформированный строб, то работа устройства происходит аналогично вьшеописанному, в регистр 12 и счетчик 10 и 13 записывается новое значение временного интервала, на выходной.шине 21 формируется сигнал Входной сигнал в допуске..

1864

.Очередные циклы измерения осуществляются аналогично. Времена обнуления счетчиков 10 и 13

равны

. - NJ

0 f

г

5 17

учйтьшая, что N

Т f о

f.o -тг ,

Значения частот ся из соотношения

и

fo .

где 2д - относительная величина строба - временного интервала, в котором разрешен прием входных сигналов.

.4

с учетом изложенного величины ю и определяются

fio т(1 +л) и - -а).

Таким образом, строб начинается .раньше момента предполагаемого окончания входного сигнала, а заканчивается позже момента предполагаемо- го окончания входного сигнала.

Величину Д выбирают исходя из возможного изменения величины изме- ряемого временного интервала между двумя циклами измерения.

Если входной сигнал не. попадает в сформированный строб, когда подает ся разрешение на элемент И 5 входной сигнал искажен помехой или произошла потеря входного сигнала , то импульс конца измерений с выхода формирователя 3 не пройдет через элемен И 5. Это свидетельствует о том, что величина входного временного интервала не в допуске (больше или меньше). В этом случае импульс конца измерения с выхода формирователя 3. через элемент И 16, на второй вход которого подано разрешение с инверсного выхода триггера 14, поступает на выходную шину 24 и на суммирующий, вход счетчика 17. Кроме того, им-- пульс с выхода элемента И 16 через элемент ИЛИ 11 поступает на синхронизирующие входы 10 и 13, переписывая в них предыдущее (а не новое) значение кода с выходов регистра 12, и подтверждает нулевое состояние триггера 14.

Устройство подготовлено к очередному циклу измерения, однако в случае неоднократного непопадания входного сигнала в сформированный строб считается, что входной сигнал недостоверен и, при обработке результатов следующих циклов измерения для (формирования строба иснользуется значение кода Щ , которое считается достоверным.

При п-кратном непопадании входног сигнала в сформированный строб на выходе дешифратора 18, входами соединенного с выходами счетчика 17, появляется сигнал, который поступает на вход формирователя 19, который фор- мирует сигнал Входной сигнал п раз не в допуске, поступающий на.выходную шину 23 и на вход элемента ИЛИ , 7, дублируя сигнал с выхода элемента И 5 Входной сигнал .в допуске.

Таким образом, при п-кратном непопадании входного сигнала в сформированный строб делается вывод о том, что значение входного временного интервала достоверно (несмотря на то, что оно значительно отличается от предыдущих значений временных интервалов) и для использования в следующих циклах измерения используется новое значение временного интервала, Импульс с выхода элемента ИЛИ 7, по которому в регистр 12 записывает ся текущее .значение временного интервала, которое считается достоверным, поступает на вход обнуления счетчика 17 блока кратности 15, подготавливая его к следующему циклу измерения. Последуюпр1е измерения временных интервалов осуществляются аналогично.

Особенность измерения временных интервалов с использованием изобретения заключается в том, что временной интервал, обеспечивающий разрешение приема входного сигнала (строб- импульс), формируется симметрично относительно предлагаемого (заданного) момента окончания входного сигнала,, а длительность строба пропорциональна . измеряемому временному ив тервалу. Такое формирование строба позволяет обеспечить оптимальную помехозащищенность измерения временных интервалов во всем диапазоне измерения, так как ширина, строба автоматически подстраивается при изменении длительности измеряемых временных интервалов , За счет этого повышается помехозащищенность измерения.

5 0

5 о

Заданная кратность непопадания временного интервала в строб-импульс изменяется с помощью дешифратора 18,

В случае необходимости формирования строб-импульса при каждом измерении значения временного интервала, которое считается достоверньм, на второй вход элемента ИЛИ 7 необходимо подать сигнал с выходной шины 24, а не с шины 23. В этом случае повьше- ние достоверности достигается за сч.ет автоматической подстройки ширины строба.

Формула изобретения

1 , Устройство для измерения времен- ных интервалов , содержащее первый фор-- мирователь, вход которого соединен с входной шиной устройства, генератор :нмпульсов и счетчик результата измерения, отличающееся тем, что, с целью повьшзения помехозащищенности, в него дополнительно введены регистр 5 два вычитающих счетчика, триггер, блок кратности, два элемента И, формирователь, два элемента ИЛИ, элемент задержки, делитель частоты, первый и второй выходы которого соединены соответственно с вычитающими входами первого и второго вы- чЛгающих счетчиков, а вход подключен к выходу первого элемента И и к счетному входу счетчика результатов-, вход обнуления которого подключен к выходу первого формирователя, а выходы соединены с информационными входами регистра, вход синхронизации рег истра подключен к входу элемента задержки, к первому входу блока крат ности и к выходу первого элемента ИЛИ, первьй вход которого соединен е первым выходом блока кратности, а второй вход подключен к выходу второго элемента И, первый вход которого соединен с выходом второго форми-. рователя и с вторым входом блока кратности, а второй вход пoдkлючeн к прямому выходу триггера, R- и S- входы которого подключены соответственно к выходам первого и второго вычитающих счетчиков, синхронизирующие входы которых соединены с вторым R-входом триггера и с выходом второго элемента ИЛИ, а информационные входы вычитающих счетчиков соединены с выходами регистра, причем

первый вход первого элемента И соединен с входами обоих формирователей, а второй вход соединен с выходом генератора импульсов инверсный выход триггера подключен к третьему входу блока кратности, а выход элемента задержки соединен с первым входом вто рого элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к второму выходу бло- ка кратности.

2, Устройство по П.1, о т л и ч а- щ е е с я тем. что блок кратности

Редактор М. Бандура

Составитель Ю. Шишкин

Техред О.Сопко Корректор А. Зимокосов

Заказ 3486/41Тираж 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

содержит счетчик импульсов, дешифратор, формирователь, элемент И, первы и второй входы которого соединены соответственно с вторым и третьим входами блока кратности, а выход соединен с вторым выходом блока крат- ности и со счетным входом счетчика импульсов, вход обнуления которого соединен с первым входом блока кратности, а выходы через последовательно соединенные дешифратор и формирователь соединены с первым выходом блока кратности.

Изобретение относится к импульсной технике. Целью изобретения является повышение помехозащищенности устройства. Для обеспечения этой цели временной интервал, обеспечивающий разрешение приема входного сигнала - строб-импульс, формируется симметрично относительно предполагаемого момента окончания входного сигнала, а длительность строб-импульса пропорциональна измеряемому временному интервалу. Такое формирование, строб-импульса обеспечивает оптимальную помехозащищенность измерения временных интервалов во всем рабочем диапазоне. Повышение достоверности измерений достигается путем автоматической подстройки ширины строба. Устройство содержит формирователи 1 и 3 импульсов начала и конца измеряемого интервала, генератор 2 импульсов, элементы И 4 и 5, делитель частоты 6, элементы ИЛИ 7 и 1I, элемент 8 задержки, счетчик 9 результата измерения, вычитающие счетчики 10 и 13, регистр 12, триггер 14, блок кратности 15, в состав которого входят элемент И 16, счетчик 17 импульсов , дешифратор 18, формирователь 19. На чертеже также показаны входная шина 20, выходные шины: 21 - сигнала в допуске; 22 - кода измеряемого временного интервала, шины: входная 23 - сигнала не в допуске п раз, выходная 24 - сигнала не в допуске, 1 з.п. ф-лы, 1 ил. i (Л ю 4 00 О)