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

Изобрете ние относится к измерительной технике и может быть использовано при создании измерительных устройств систем -автоматического контроля и предназначено для одновременного измерения нескольких временных интервалов в произвольной последовательности импульсов.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет- возможности одновременного измерения нескольких временных интервалов им-, пульсной последовательности.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства для измерения временных интервалов; на фиг.2 - временные зависимости его основньпс сигналов . .

Устройство для измерения временных интервалов содер7кит генератор 1 импульсов заполне1П1Я, элемент .И 2, триггер 3, элемент И 4, элемент ИЛИ 5, счетчик 6, пороговый элемент 7, элемент И 8, триггер 9, элемент И 10, .элементы НЕ 11 и 12, элемент И 13, регистр .14, счетчик 15.

Выход генератора 1 импульсов за- „полнения соединен с первым входом элемента И 2 и входом триггера 3, выход которого соединен с первым входом элемента И 4, выход элемента И 2 соединен с первым входом элемента ИЛИ 5, выход которого соединен с входом счетчика 6, Вход порогового элемента 7 является входом устройства, а выход соединен с первым входом, элемента И 8, вторым входом элемента И 4 и через элемент НЕ 11с входом триггера 9, выход которого соединен с вторым входом элемента И 2, с вторым входом элемента И 8 и первым входом элемента И 10, и через элемент ЙЕ 12 с первым входом элемента И 13, выход элемента И 4 соединен с вторьп и входами элемента И 10 и элемента И 13, выход которого соединен с вторым входом элемента -ИЛИ 5, выход счетчика 6 соединен с D-входом регистра 14, выход которого соединен с D-входом счетчика 15, С-РХОД которого соединен с выходом элемента И 10, выход элемента И- 8 соединен с С-входом регистра 14 и входом предварительной установки счетчика 15, выход которого является выходом устройства.

Пороговый элемент 7 выполнен на интегральном компараторе, в качестве счетчика 15 используется интегральный счетчик с предварительной уста- новв:ой типа 564ИЕ11.

.Устройство для измерения временных интервалов работает следующим

образом.

В исходном состоянии на выходе триггера 9 имеется низкий уровень напряжения, в результате чего на выходе эх(ементов И 2, 8 и 10 также. име

ется низкий уровень напряжения. С входа устройства стартовый импульс, пронормированный в пороговом элементе 7 по амплитуде, поступает на вход элемента И 4, в результате чего последний открывается, пропуская импульсы заполнения генератора 1, частота следования которых поделена на два триггером 3. Через открытый элемент И 13 и элемент ИЛИ 5 .импульсы с частотой F/2 поступают в счетчик 6„ По спаду стартового импульса (фиг,2, момент Ц) на выходе триггера 9 уста- навливается высокий уровень напряже- .ния, в результате чего открываются

для прохо вдения импульсов элементы И 2, 8-и 10, а низкий уровень напряжения на первом входе элемента И 13 блокирует прохождение импульсов заполнения через элемент И 13. Импульсы

заполнения генератора 1 с частотой следования F через открытый элемент И 2 и элемент ИЛИ 5 поступают на счетчик. 6 (фиг. 2U.) .

Таким образом, благодаря тому, что в счетчике 6 происходит постоянный счет импульсов заполнения - за время to- .t-t с частотой F/2 и с момента t-i :с частотой F, это обеспечивает единое начало отсчета для всех измеряемых интервалов, что позволяет использо- вать накапливаемую информацию счетчика 6 при измерении каждого интервала последовательности. I

По фронту следуюп его импульса 1

(фиг. 2/1J момент t) последовательности, поступающего через открытый элемент И 8 на С-вход регистра 14,и на вход предварительной установки счетчика 15,, код числа импульсов поступивших в счетчик 6 (фиг. 26) к моменту tj, фиксируется регистром 14 и записывается в счетчик 15 в виде предварительной информации. За время ( - 1:3) действия первого импульса элемент И 4. открыт, в результате чего импульсы заполнения частотой F/2 через элементы И 4 и 10 приходят на С-вход-счетчика 15 (фиг,26). .В счет

31242908

чике 15 происходит суммирование пришедших импульсов с предварительно записанной информацией. В момент tj счет прекращается и до прихода сле- дующего импульса счетчик 15 не меняет своего состояния,

. Таким образом, к моменту времени t3 количество импульсов, поступивших в,счетчик 15, точно соответствует тому

та ме с м изм лов при уст дущ поз

количеству импульсов, которые посту- пили бы за интервал Т.; (интервал . - ) мелсду серединами старт-импульса и первого импульса без предварительного деления, т.е. с частотой F.

Для измерения интервала ис- пользуется накопленная к моменту приход, импульса (N-1) информация счетчика 6, т.е. для измерения следующего интервала не требуется новый

стартстопный цикл измерения. К мо менту прихода фронта (N-l)-ro импульса (момент t() количество импульсов, поступивших в счетчик 6, равно количеству импульсов с частотой F/2, пос

Устройство для измерения времен интервалов, содержащее первый элем НЕ, генератор импульсов заполнения выход которого соединен с первым в дом первого элемента И и входом пе вого триггера, выход которого сое йен с первьЕ-i входом второго элемен И, выход первого элемента И соедин с первым входом ШШ, выхо которого соединен с входом первого счетчика, пороговый элемент, выход

тупавших за интервал (to- t/j) и коли-25 которого соединен с первым входом

честву импульсов частотой F за интервал (t/1 - )..no фронту ()-ro 1ш- пульса код числа импульсов указанных интервалов фиксируется регистром 14 и в виде предварительной информации в счетчик 15 переписывается состоя- пне регистра 14. При этом результат измерения интервала .Т| , хранящийся в счетчике 15, пропадает. За время ( ts) действия (N-1)-го импульса через элементы И 4 и 10 импульсы заполнения с частотой F/2 поступают на С-вход счетчика 15. К моменту времени tg количество импульсов, поступивших в счетчик 15, соответствует тому количеству не поделенных по частоте импульсов частотой F, Которые поступили бы за интервал Тн--) (интервал tco сц)) момента .времени до tj, счетчик 15 не меняет своего ростояния, за это время осуществляется считывание результата измерения.

Аналогично измеряется произвольный интервал Т к., импульсной последовательности, используя при этом накопившуюся к моменту прихоца k-ro импульса информацию счетчика 6.

Таким образом, благодаря тому,, что при измерении.временных интервалов импульсной последовательности используется единый для всех интервалов счетчик 6 постоянно накапливаемых импульсов заполнения, старт-импульс остается началом отсчета для всех измеряемых интервалов, а это позволяет с момента старт-импульса одновременно измерять несколько временных интервалов последовательности. При этом до прихода следущего импульса на выходе устройства результат измерения предыдущего интервала не изменяется, что позволяет осуществить считывание данФормула изобретения

Устройство для измерения временных интервалов, содержащее первый элемент НЕ, генератор импульсов заполнения, выход которого соединен с первым входом первого элемента И и входом первого триггера, выход которого соеди-. йен с первьЕ-i входом второго элемента И, выход первого элемента И соединен с первым входом ШШ, выход которого соединен с входом первого счетчика, пороговый элемент, выход

которого соединен с первым входом

30

35

0

5

0

5

третьего элемента И, при этом выход второго триггера соединен с вторым .входом третьего элемента И и первым входом четвертого элемента li, вход пороговог о элемента являемся вxoдo устройства, о т л и ч а ю щ с е с я , что, с расширения его функциональных возможностей за счет возможности од но п.р сменного изг ерения нескольких временных интервалов им- , пульсной последовательности,, в него введены регистр, второй счетчик, пятый элемент И и второй элеме}1т НЕ, .причем выход псро.гового элемента соединен с вторым входом второго элемента И и через первый элемент НЕ с входом второго триггера, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И и через второй элемент НЕ с первым входом пятого элемента И, выход второго элемента И соединен с вторыми входами четвертого и пятого элементов И, выход пятого элемента И соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход первого счетчика соединен с D-входом регистра, выход которого соединен с D-входом второго счетчика, С-вход которого соединен с выходом четвертого элемента И, выход третье- то элемента И соединен с С-вкодом регистра и входом предварительной установки второго счетчика, выход которого является выходом устройства.

фиг.

Изобретение может быть использовано при создании измерительных устройств систем автоматического контроля. Цель изобретения.- расширение функциональных возможностей. Устройство содержит генератор 1 импульсов заполнения, злe Jeиты И 2,, 4, 8 и 10, триггеры 3 и 9, элемент ИЛИ 5, счетчик 6, пороговый элемент 7 и элемент НЕ 11. Введение в устройство элемента 13, регистра 14, элемента НЕ 12., счетчика 15 и формирование новых СБЯ- 3ей между элеиентамк устройства позволяют при измерении временных интервалов импульсной тюследовательности использовать для всех интервалов счетчик 6 постоянно накапливаемых импульсов заполнения. Старт-импульс остается началом отсчета дл.я всех измеряемых интервалов, что згозволяет с момента старт-импульса одновремеико измерять несколько временньк интервалов последовательности. 2 ил. 45 Ю ГО