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

Изобретение относится к измерительной и цифровой технике и может быть использовано для измерения длительности импульсов или временных интервалов между импульсами.

Цель изобретения - повьппение достоверности и точности измерений за счет исключения ложного срабатывания элементов схемы и снижения погрешности квантования.

На фиг. 1 показано устройство для измерения временных интервалов, первый вариант; на фиг. 2 - то же, второй вариант.

Устройство по первому варианту (фиг. 1) содержит формирователь 1 последовательности импульсов образцовой чистоты, .первый счетный триггер 2, работающий по положительному перепаду синхроимпульсов, второй счетный триггер 3, работаюп1ий по отрицательному перепаду синхроимпульсов, D-триггеры 4 и 5, работающие по положительно перепаду синхроимпульсов, элементы 6 и 7, элемент ИЛИ-НЕ.8, счетчик 9, 1К-триггеры 0 и П, работающие по отрицательному перепаду синхроимпульсов, вход 12, вход 13 сброса, выход 14 младшего разряда устройства, выход 15 устройства.

Выход формирователя 1 последовательности импульсов соединен со счетными входами счетных триггеров 2 и 3, прямой выход триггера 2 соединен с первым входом элемента И 6, инверсный выход триггера 2 подключен к первому входу элемента И 7, выходы элементов И 6 и 7 и прямой выход триггера 11 соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами соответственно элемента ИЛИ-НЕ 8, выход которого подключен к счетному входу счетчика 9, к выходу младшего разряда устройства и С-входам триггеров 5 и 11, установочные входы которых соединены .с уста новочными входами триггеров 4 и 10, входом сброса устройства и с установочным входом счетчика 9, выход которого является выходом устройства, прямой и инверсный выходы триггера 3 соединены с третьими входами соответственно элементов И 6 и 7, вторые входы которых объединены и соединены с инверсным выходом D-триггера 5, D-вход .которого подключен к 1-входу IK- триггера 11, и к прямому выходу IK- триггера 10, С-вход которого соедн1255985

ней с С-входом D-триггера 4 и входом устройства, D-вход D-триггера 4 и 1-вход 1К-триггера 10 подключены к входу логической единицы устрой5 ства. К-входы 1К-триггеров 10 и 11 подключены к входу логического нуля устройства

Устройство для измерения временных интервалов по второму варианту

10 (фиг. 2) содержит формирователь 1 последовательности импульсов образцовой частоты, первый счетный триггер 2, работающий по положительному перепаду синхроимпульсов, второй

15 счетный триггер 3, работающий по отрицательному переладу синхроимпульсов, D-триггер 4, работающий по положительному перепаду синхроимпульсов, 1К-триггер 5, работающий по отрица20 тельному перепаду синхроимпульсов, элементы И 6 и 7, элемент ИЛИ-НЕ 8, счетчик 9, 1К-триггеры 10 и 11, работающие по отрицательному перепаду синхроимпульсов, вход 12 устройства,

25 вход 13 сброса устройства, выход 14 младшего разряда устройства, выход 15 устройства, элементы И 16 и 17, элеменз ИЛИ-НЕ 18.

30

35

40

45

50

55

По второму варианту устройства выход формирователя 1 последовательности импульсов соединен со счетными входами счетных триггеров 2 и 3, прямой выход счетного триггера 2 подключен к первому входу элемента И 16 и третьему входу элемента И 6, инверсный выход счетного триггера 2 подключен к первому входу элемента И 17 и третьему входу элемента И 7, прямой выход счетного триггера 3 подключен к вторым входам элементов И 6 и 17, а инверсный выход триггера 3 соединен с вторыми входами элементов И 7 и 16, выходы элементов И 6 и 7 и прямой выход триггера 10 подключены соответственно к первому, второму и третьему входам элемента ИПИ-НЕ 8, выход которого подключен к выходу младшего разряда устройства, С-входу 1К-триггера 10 и счетному входу счетчика 9, выход которого является выходом 15 устройства, а установочный вход соединен с установочными входами 1К-триггеров 5, 10 и 11, D-триггера 4 и входом 13 сброса устройства. устройства соединен с С-входа- ми D-триггера 4 и Т.К-триггера 5, выход которого подключен к 1-входам 1К-триггеров 10 и П, К-входы которых

По второму варианту устройства выход формирователя 1 последовательности импульсов соединен со счетными входами счетных триггеров 2 и 3, прямой выход счетного триггера 2 подключен к первому входу элемента И 16 и третьему входу элемента И 6, инверсный выход счетного триггера 2 подключен к первому входу элемента И 17 и третьему входу элемента И 7, прямой выход счетного триггера 3 подключен к вторым входам элементов И 6 и 17, а инверсный выход триггера 3 соединен с вторыми входами элементов И 7 и 16, выходы элементов И 6 и 7 и прямой выход триггера 10 подключены соответственно к первому, второму и третьему входам элемента ИПИ-НЕ 8, выход которого подключен к выходу младшего разряда устройства, С-входу 1К-триггера 10 и счетному входу счетчика 9, выход которого является выходом 15 устройства, а установочный вход соединен с установочными входами 1К-триггеров 5, 10 и 11, D-триггера 4 и входом 13 сброса устройства. устройства соединен с С-входа- ми D-триггера 4 и Т.К-триггера 5, выход которого подключен к 1-входам 1К-триггеров 10 и П, К-входы которых

соединены с К-входом 1К-триггера 5 и подключены к входу логического нуля устройства, инверсный выход IK- триггера 10 подключен к третьим входам элементов И 16 и 17, инверсный выход 1К-триггера 11 соединен с третьими входами элементов И 6 и 7, выходы элементов И 16 и 17 и прямой выход 1К-триггера 11 подключены соответственно к первому, второму и третьему входам элемента ИЛИ-НЕ 18, выход которого соединен с С-входом 1К-триггера 11, выход D-триггера 4 подключен к установочным входам счетных триггеров 2 и 3, D-вход D-триг гера 4 и 1-вход 1К-триггера 5 соединены с входом логической единицы устройства,

: Устройство для измерения временных интервалов по первому варианту (фиг, 1) работает следующим обра- зом.

Перед началом измерения устройство устанавливается в исходное сое- тояние сигналом сброса на входе 13. При этом все триггеры и счетчик 9 устанавливаются в состояние О, Соответственно на выходах 14 и 15 устанавливается состояние о. Счетные триггеры 2 и 3 удерживаются в- исходном состоянии низким потенциалом с выхода триггера 4 по установочным входам R. По положительному перепаду (переднему фронту) измеряемого импульса на входе 12 D- триггер 4 переключается в состояние 1 и снимает запрет счета со счетны триггеров 2 и 3, По ближайшему импульсу с формирователя 1 последовательности импульсов образцовой час- тоты переключается либо триггер 2, либо 3, в зависимости от того, какой перепад придет первым. Через полпериода образцовой частоты переключается второй счетный триггер и т,д, В результате на выходах триггеров 2 и 3 образуются две сдвинутые на полпериода образцовой частоты последовательности импульсов с периодом 2То и скважностью 2, Причем эти последова- тельности импульсов вырабатываются до сигнала Сброс и в конце измерения не прекращаются. На выходе .элемента ИЛИ-НЕ 8 формируется последовательность импульсов, аналогичная последовательности импульсов образцовой частоты, но задержанная относительно нее на несколько задержек

элементов, которая вьтолняет три функции: является последовательностью счетных импульсов для счетчика 9, несет информацию о младшем разряде результата измерения и синхронизирует асинхронный сигнал конца измерения (отрицательный перепад измеряемого импульса). По окончании измеряемого импульса на входе 12 1К-триггер 10 переключается в состояние 1, подготавливая к переключению по информационным входам D и I соответственно D-триггер 5 и IK- триггер 11, По ближайшему перепаду на выходе элемента ИЛИ-НЕ 8 (либо положительному, либо отрицательному) переключается соответственно либо D-триггер 5, либо 1К-триггер 11. Лри этом, если перключается D-триггер 5, то низкий потенциал с его инверсного выхода поступает на элементы И 6 и 7 и ИЛИ-НЕ 8, На выходе элемента 11ПИ-НЕ 8 фиксируется (подтверждается) высокий потенциал. Если переключается 1К-триггер М, то с его прямого выхода высокий потенциал, воздействуя на вход элемента ИЛИ-НЕ 8, фиксирует (подтверждает) низкий потенциал на его выходе. Поэтому, благодаря синхронной блокировке прохождения синхроимпульсов на счетчик 9 при окончании процесса измерения, исключается возможность появления коротких синхроимпульсов, В конце измерения на выходе 15 устройства фиксируется результат измерения. Работа устройства по второму варианту (фиг, 2) отличается организацие блокировки счета. Поскольку триггеры 10 и 11 одного типа (1К-триггеры) и переключаются они цо отрицательном перепаду синхроимпульсов, то триггер 10 синхронизируется импульсами с элемента ИЛИ-НЕ 8, а триггер 11 синхронизируется сдвинутыми на полпериода импульсами с элемента ИЛИ-НЕ 18.

Последовательность импульсов, сдвинутая на полпериода относительно последовательности с элемента ИЛИ- НЕ 8, формируется на элементах И 16 и 17 и ИЛИ-НЕ 18 с целью обеспечения минимального периода Т импульсов об разцовор частоты.

Преимуществом второго варианта является более высокая точность измерения, обусловленная тем, что время задержки переключения однотипных триггеров (в данном случае 1К-тригодящее составной частью ость периода импульсов частоты Т, меньше времеи переключения разнотипных

ого, в устройствах на вход 13 сброса может быть входами S установки в состояние. Это обеспечивает устройства для измерения интервалов перед началом в состояние все 1, что младшего разряда меньше состояния все О. В этом решность измерения, котоходном состоянии все О , при состоянии все I ивается и распределяется е ,- .

ла изобретения

1255985

рого

15

20

подкл 1К-т триг

J соеди и вт кото прям счетн

to 1К-тр ческ

менн рова сов, выхо к пе инве подк элем дине ного рого го э кото разр ходу е с дост в не триг мент вате подк и вт вочн соед ра, вход логи вход ра и ный Baj рого чика с Сходовый с вы мент прям 1-вх выхо вход ный вход тов

1. Устройство для измерения временных интервалов, содержащее формирователь последовательных импульсов, два счетных триггера, прямой выход первого из которых подключен к первому входу первого элемента И, инверсный выход первого триггера подключен к первому входу второго элемента И, счетчик, счетный вход которого подключен к выходу младшего разряда устройства, а выход - к выходу устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности и точности измерений, в него введены два D-триггера, два IK- триггера и элемент ИЛИ-НЕ, причем выход формирователя последовательности импульсов подключен к счетным входам первого и второго счетных триггеров, установочные которы объединены и соединены с прямым выходо первого D-триггера, D-вход которого подключен к 1-входу первого 1К-триггерай к входу логической единицы устройства, С-вход - к С-входу первого 1К-триггера и входу устройства, а З становочйый вход - к входу сброса устройства, установочным входам первого и второго 1К-триггеров, второго D-триггера и счетчика, счетный вход которого соединен с С-входом вторых D и 1К-триггеров и с выходом элемента ШШ-НЕ, первый и второй входы Которого соединены с выходами первого и второго элементов И, а трети вход подключен к прямому выходу вто

рого

5

0

5

0

0

1К-триггера, 1-вход которого подключен к прямому выходу первого 1К-триггера и D-входу второго D- триггера, инверсный выход которого

соединен с вторыми входами первого и второго элементов И, третьи входы которых подключены соответственно к прямому и инверсному выходам второго счетного триггера, К-входы обоих

o 1К-триггеров соединены с входом логического нуля устройства.

2. Устройство для измерения временных интервалов, содержащее формирователь последовательности импульсов, два счетных триггера, прямой выход первого из которых подключен к первому входу первого элемента И, инверсный выход первого триггера подключен к первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен с прямым выходом второго счетного триггера, инверсный выход которого подключен к второму входу, первого элемента И, счетчик, счетный вход которого подключен к выходу младшего разряда устройства, а выход - к вы- . ходу устройства, отл ичающе- е с я. тем, что, с целью повышения достоверности и точности измерений, в него введены D-триггер, три IK- триггера, два элемента И и два элемента ИЛИ-НЕ, причем выход формирователя последовательности импульсов подключен к счетным входам первого и второго счетных триггеров, установочные входы которых с объединены и соединены с прямым выходом D-триггера, D-вход которого подключен к I- входу первого 1К-триггера и к входу логической единицы устройства, С- вход - к С-входу первого 1К-тригге- ра и входу устройства, а установочный вход - к входу сброса устройст- Baj установочным входам первого,, второго и третьего 1К-триггеров и счет- чика б четный вход которого соединен с Свходом второго 1К-триггера и выходом первого элемента ИЛИ-НЕ, первый и второй входы которого соединены с выходами третьего и четвертого элементов И, ,а третий вход подключен к прямому выходу вторбго 1К-триггера, 1-вход которого, соединен с прямым выходом первого 1К-триггера и I- входом третьего 1К-триггера, инверсный выход которого соединен с первыми входами третьего и четвертого элементов И, вторые входы которых соединены

0

5

1

соответственно с прямым- и инверсным выходами второго .счетного триггера, прямой и инверсный выходы первого счетного триггера подключены к третьим входам соответственно третьего и четвертого элементов И, третьи входы первого и второго элементов И объединены и подключены к инверсному выходу второго 1К-триггера, выфиг. г

Редактор Н. Данкулич

Составитель Л, Плетнева

Техред И.Попович , Корректор Л. Патай

Заказ 4821/46Тираж 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

559858

ходы первого и второго элементов И соединены соответственно с первым и вторым входами второго элемента ИЛИ-НЕ, третий вход которого подклю- 5 чен к npHMONiy выходу третьего IK- триггера, а выход - к С-входу третьего 1К-триггера, К-входы всех IK- триггеров объединены и соединены с входом логического нуля устройства.

Изобретение относится к измерительной и цифровой технике. Цель изобретения - повышение достоверности и точности измерения. Устройство содержит формирователь 1 последовательности импульсов образцовой частоты, счетные триггеры 2 и 3, работающие соответственно по положительному и отрицательному перепаду синхроимпульсов, элементы И 6 и 7 и счетчик 9. Введение D-триггеров 4 и 5, элемента РШИ-НЕ 8 и 1К-триггеров 10 и 11 исключает ложное ср§1батывание элементов схемы и снижает погрешности квантования. В описании изложен второй вариант исполнения устройства, согласно которому для достижения той же цели в устройство введены один D-триггер, три 1К-триггера, два элемента И и два элемента ИЛИ-НЕ. 2 с.п. ф-лы, 2 ил. Л с « (Л