Устройство для измерения длительности переходного процесса Советский патент 1987 года по МПК G04F10/04 

11

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в информационно-измерительных системах для контроля динамических параметров линейных интегральных микро схем или для измерения длительности быстрых переходных процессов.

Целью изобретения является повышение точности измерения длительности быстропротекающих переходных процессов.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства для измерения длительности переходного процесса; на фиг.2 - временные диаграммы работы устройства.

I

Устройство для измерения длитель- нести переходного процесса (фиг.1 )

содержит измерительный блок 1, пер- вый 2, второй 3 триггеры, первый 4 второй 5 генераторы импульсов, делитель 6 частоты, первый 7, второй 8, третий 9 элементы И, первый 10, второй 11, третий 12 элементы ИЛИ, пер- вый 13, второй 14, третий 15, четвертый 16 счетчики.

Входная шина устройства соединена с входом измерительного блока 1, выход которого соединен со счетным вхо дом второго счетчика 14 и первым входом первого элемента ИЛИ 10, выход которого соединен с установочным вхо дом первого счетчика 13, счетный вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ 11, первый вход которого соединен соответственно с выходом первого элемента И 7 и счетным входом четвертого счетчика 16, выход которого соединен с объединенными меж- ду собой вторыми выходами первого 2 и второго 3 триггеров, выход которого соединен со вторым входом второго элемента И 8 и вторым входом третьего элемента И 9, первый вход которо го соединен с выходом второго генератора 5, выход третьего элемента И 9 соединен со счетным входом третьего счетчика I5, выход первого генератора 4 соединен со вторым входом пер- вого элемента И 7 и через делитель 6 с первым входом второго элемента И 8 выход которого соединен со вторым входом второго элемента ИЛИ 11, второй вход первого элемента ИЛИ 10 сое динен соответственно с установочными входами второго и четвертого счетчиков 14 .и 16,. с первым входом первого триггера 2, с управляющей шиной уст

генциалом

ройства и первым входом третьего элемента ИЛИ 12, второй вход которого соединен с выходом первого счетчика 13, выход третьего элемента ИЛИ 12 соединен с первым входом второго триггера 3, выход первого триггера 2 соединен с первым входом первого элемента И 7.

Устройство работает следующим образом.

Импульсом начала измерения, поступающим на управляющую шину устройства (фиг.2а), первый триггер 2 устанавливается в единичное состояние, а триггер 3 в нулевое состояние и обнуляются счетчики 13, 14 и 16.

Выходной сигнал измерительного блока 1 принимает значение логической единицы при выходе напряжения переходного процесса из зоны сравнения (фиг.26).Лосле срабатывания триггера 2 открывается первый элемент И 7, а элементы И 8 и 9 закрыты нулевым пос единичного выхода триггера 3. Импульсы с выхода первого генератора. 4 через открытый элемент И 7 (фиг.1 ) поступают на счетные входы счетчиков 13 и 16. При поступлении NO импульсов в счетчик 16 последний переполняется и импульс переполнения с выхода этого счетчика устанавливает в нулевое состояние триггер 2 и в единичное состояние триггер 3 (фиг.2). Счетчик 13 обнуляется каждый раз сигналом с выхода измерительного блока 1 (фиг.2 ) при вхождении сигнала в зону сравнения.

К моменту переполнения счетчика 16, в счетчике 13 будет записан код N , который пропорционален времени

Та из,м

м, тех

- 1

Емкости счетчиков 13 и 16 выбираются одинаковыми из условий

- . -1 где NO емкость счетчиков 13 и 16; максимальная измеряемая длительность переходного процесса;

частота импульсов генератора 4. . Таким образом, счетчик 16 заполнится через время Tj после начала переходного процесса X .- -N,

Б момент переполнения счетчика 16

в счетчике 13 будет записан код Nj, соответствуюпщй времени от момента

последнего обнуления счетчика 13, т.е. от момента последнего вхождения в зону норма исследуемого переходного процесса до момента времени T,j (фиг.2Ь)

N (Т,- t,, ) - t

м

где t J, - измеряемая длительность

переходного процесса. От импульса переполнения счетчика 16 срабатывают триггеры 2 и 3, при этом триггер 2 переходит в нулевое состояние, закрывая тем самым элемент И 7, а триггер 3 переходит в единичное состояние, при этом открываются элементы И 8 и 9, Импульсы с генератора 4 через делитель 6, элементы И 8 и ИЛИ 11 поступают на счетный вход счетчика 13, ас выхода второго генератора 5, через элемент И 9 - на счетный вход счетчика 15. Триггер 3 находится в единичном состоянии до заполнения счетчика 13, импульс переполнения которого через элемент ИЛИ 12 переводит триггер 3 в нулевое

состояние. Процесс измерения на этом заканчивается, при этом элементы И 8 и 9 были открыты в течение времени

Т No

Ч f,/K

где К - коэффициент деления делите- ля 6.

За это время в счетчик 15 поступает число импульсов

f2

где f - частота генератора 5. Изука занного выражения видно, что из результата измерения удается исключить частоту fJ, что позволяет снизить требования к долговременной стабильности частоты f генератора 4.

Увеличение длительности t ,, в К раз позволяет во столько же раз снизить погрешность квантования из-за конечной частоты f.

L ,

Формула изобретения

Устройство для измерения длительности переходного процесса, содержащее первый генератор импульсов, пер- вый, второй, третий элементЬ И, первый, второй, третий счетчики, изме

0 0

с

50

5

0

рительный блок, первый, второй триг- геры, первый элемент ИЛИ, выход которого соединен с установочным входом первого счетчика, первый вход первого элемента ИЛИ соединен со счетным входом второго счетчика и выходом измерительного блока, вход которого соединен с входной шиной устройства, управляющая шина соединена соответственно со вторым входом первого элемента ИЛИ, с установочным входом второго счетчика и первым входом первого триггера, единичный выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого генератора импульсов, единичный выход второго триггера соединен с первым входом второго элемента И, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности измерения длительности бы-, стропротекающих процессов, в него введены второй генератор импульсов, второй, третий элементы ИЛИ, четвер- тьй счетчик и делитель частоты, вход которого соединен с вьпсодом первого генератора импульсов, выход делителя частоты соединен со вторым входом вто. рого элемента И, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И и счетным входом четвертого счетчика, выход переполнения которого соединен со вторым входом первого триггера и с первым входом второго триггера, единичный выход которого соединен с первым входом .третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго генератора импульсов, выход третьего элемента И соединен со счетным входом третьего счетчика, установочный вход четвертого счетчика соединен со вторым входом первого элемента ИЛИ и первым входом третьего элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом переполнения первого счетчика, счетный вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, а выход третьего элемента ИЛИ подключен ко второму входу вто- .рого триггера.

LJL

фиъ. 2

Изобретение относится к импульсной технике. Цель - повышение точности измерения длительности быстро- протекающих процессов. Она достигается тем, что в устройство для измерения длительности переходного процесса, содержащее измерительный блок 1, триггеры 2 и 3, генератор (Г) 4 импульсов, элементы И 7 - 9, элемент ИЛИ 10 и счетчики (С) 13 - 15, введены Г 5 импульсов, элементы ИЛИ 11 и 12, счетчик 16 и делитель 6 частоты. В описании изобретения приведены математические зависимости измеряемых величин, из которых видно, что из результата измерения удается исключить частоту импульсов Г 4, что позволяет снизить требования к ее , долговременной стабильности, а увеличение измеряемой длительности переходного процесса в К раз позволяет во столько же раз снизить погрешность квантования из-за конечной ча стоты Г 5. Изобретение может быть использовано в информационно-измерительных системах для контроля динамических параметров линейных интегральных мик- росхем и для измерения длительности быстрых переходных процессов. 2 ил. i (Л 1C 00 ч1 о QD 4i fpue. 1