Устройство для вычисления отношения временных интервалов Советский патент 1987 года по МПК G06G7/16 

1287

16, 21, 27 и 30, элемент ИЛИ-НЕ 15, одновибратор 22, элемент 23 задержки, элемент НЕ 25, группу 28 элементов И и счетчи : 29 результата. Расширение области применения обеспечивается реализацией следующих режимов работы: деление друг на друга временных интервалов TI и T , приходя щих на входы 9, 10 устройства, деление числа импульсов Fj, Fg, статистически неравномерно распределенных во времени и

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может найти применение, в частности, в информационно-измерительных комплексах и устройствах для обработки инфррмации, представленной во времяимпульсной форме, а также в виде кодов или неравномерно распределенных во времени последовательностей импульсов.

Цель изобретения - повышение быстродействия и расширение области при- К1енения путем обработки час1 Ьтно-им- пульсных и кодовых сигналов.

На фиг.1 изображена блок-схема устройства для вычисления отношения временных интервалов; на фиг.2 - схема счетчика результата; на фиг.3-8 - временные диаграммы работы устройства.

Устройство (фиг.1) содержит схему

1 сравнения кодов, первый и второй счетчики 2 и 3, генератор 4 импульсов, первый, второй и третий элементы И 5, .6 и 7, триггер 8, первый и вто- рой времяимпульсные информационные входы 9 и 10 устройства, первый элемент ИЛИ 11, первый частотно-импульсный информационный вход 12 устройства, вход 13 интервала измерения уст- ройства, четвертый элемент И 14, элемент ИЛИ-НЕ 15, второй элемент ИЛИ 16, третий счетчик 17, первый кодовый информационный вход 18 устройства, пятьй элемент И 19, вход 20 запуска устройства, третий элемент ИЛИ 21, одновибратор 22, элемент 23 задержки, четвертый счетчик 24, элемен НЕ 25, шестой элемент И 26, четверты

поступающих на входы 12, 32 за время измерения, деление кодов, поступающих на входы 18, 31 устройства, деление временного интервала Т на число импульсов 1 и деление числа импульсов F, на временной интервал. Повышение быстродействия достигается з,а счет исключения необходимости заполнения счетчика 2 импульсами пониженной частоты при вычислении дробной части отношения. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

элемент ИЛИ 27, группу 28 элементов И, счетчик 29 результата, пятый элемент ИЛИ 30, второй кодовый 31 и второй частотно-импульсный 32 информационные входы устройства.

Счетчик 29 результата (фиг,2) содержит счетчик 33 целой части результата, элемент ИЛИ 34 и группу 35 декад дробной части результата .

Схема 1 сравнения кодов может быт выполнена на микросхемах К564ИП2. Счетчики 2, 3, 17 могут быть вьшол- нены на микросхемах К564ИЕ14. Счетчи 24 может быть вьшолнен со встроенным дешифратором двоичного кода в позиционный, например на микросхеме К564ИЕ9.

На фиг.З и 4 приняты следующие обозначения временных диаграмм: а - сигнал на входе 10 устройства; б - сигнал на входе 9 устройства; в сигнал на входе 13 устройства; г - сигнал на выходе элемента ИЛИ 27; д - сигнал на выходе элемента ИЛИ 16

е - сигнал на выходе схемы 1 сравнения кодов; ж - сигнал на выходе одно- вибратора 22; 3 - сигнал на выходе триггера 8; и - сигнал на выходе элемента И 5,

На фиг.5 и 6 приняты следующие обозначения временных диаграмм; а - сигнал на входе 32 устройства; б - сигнал на входе 12 устройства. Эпюры сигналов в, г, д, е, ж, д, и снимаются с тех же элементов, что и на фиг.3.

3-12

На фиг.7 приняты следующие обозначения временных диаграмм: а - ,сигнал на входе 12 устройства, б - сигнал .на входе 10 устройства. Эпюры сигналов в, г, д, е, ж, з, и снима- ются с тех же элементов, что и на фиг.З и 4.

На фиг.8 приняты следующие обозначения: а - сигнал на входе 9 устройства; б - сигнал на входе 32 устрой- ства. Эпюры сигналов в, г, д, е, ж, 3, и снимаются с тех же элементов, что и на фиг.3-5.

Устройство работает в нескольких режимах, осуществляя деление времен- ных интервалов Т и Т„, приходящих на входы 9 и 10 устройства, деление числа импульсов Р, , F , статистически неравномерно распределенных во времени, приходящих на входы 12 и 32 за время измерения Т , деление кодов, находящихся на входах 18 и 31 устройства, деление временного интервала Tj на число FJ импульсов неравномерной последовательности и деление числа Y импульсов неравномерной последовательности на временной интервал Т .

Измерение отношения временных интервалов Tj и Т (TI Ti ) .

В начале измерения счетчики 2, 3, 17, 24, 29 и триггер 8 установлены в состояние О, причем счетчик 24, выполненный с встроенным дешифратором, подключает через первый элемент И группы 28 выход схемы 1 сравнения кодов к входу счетчика 33 целой, части результата (фиг.1 и 2). Временной интервал Т приходит на вход Ю устройства, а временной интервал Tj - на вход 9. Элементы И 6, И 7 открывают-. ся, и импульсы с генератора 5 начинают поступать на входы счетчиков 2 и 3, содержимое которых линейно возрастает . На выходе схемы сравнения кодов находится нулевой потенциал, поскольку стробирующий вход схемы сравнения кодов заблокирован логическим О с выхода элемента ИЛИ-НЕ 15 (фиг.3г,е). В момент окончания интервала Tj схе- ма сравнения кодов разблокируется и на выходе появляется потенциал 1 который через элемент ИЛИ 21 сбрасывает счетчик 2 в О, при этом равенство кодов на входах схемы 1 сравне-. ния кодов нарушается и на выходе схемы сравнения кодов опять устанавливается нулевой потенциал; Сформированный таким образом импульс записы914

вается в счетчике 33 целой части результата (фиг.З,ж). Это означает, что в интервал Т уложился один интервал TJ . Содержимое счетчика 2 продолжает линейно возрастать, до тех пор пока код в нем не сравнивается с кодом N(Tj) (где FQ - частота генератора 4), хранимым в счетчике 3, В этот момент на выходе схе- ;мы 1 сравнения кодов появляется по- ;тенциал 1, который устанавливает счетчик 2 в О. На выходе схемы сравнения кодов появляется в момент обнуления счетчика 2 нулевой потенциал так как равенство кодов на входах схемы 1 сравнения кодов нарушилось.

Сформированный таким образом импульс поступает на вход счетчика 33 целой, части результата. Это означает чТо в интервал 1 еще раз уложился интервал Т и т.д. В момент окончания интервала Т на вьжоде элемента ИЛИ 11 возникает перепад потенциала 1-0 и одновибратор 22 формирует импульс, который переводит, устройство к вычислению дробной части отношения (фиг.З ж). Этот импульс переводит счетчик 24 в следукядее состояние и выход схемы сравнения кодов оказывается подклкг- ченным к входу декады десятых долей результата группы 35 декад, производит запись в счетчик 17 кода, оставшегося после предьщущего измерения в счетчике 2, и, наконец с некоторой задержкой, задаваемой элементом 25 задержки, производит сброс счетчика 2 и установку триггера 8 в состояние 1. Выходы счетчика 2 соединены с входами счетчика 17 так, что первая тетрада выходов счетчика 2 соединена с второй тетрадой входов счетчика 17, вторая тетрада выходов счетчика 2 соединена с третьей тетрадой входов счетчика 17 и т.д., а первая тетрада входов счетчика 17 соединена с логическим О устройства.

Такая организация перезаписи позволяет получить в счетчике 17 код остатка, умноженный на 16 или на 10 в зависимости от того, двоичные или двоично-десятичные счетчики используются в устройстве,

В момент установки триггера 8 в 1 открывается элемент И 5 и на входы счетчиков 17 и 2 начинают поступать импульсы с генератора.. Содержимое счетчика 2 начинает линейно на512

растать и в момент совпадения его кода с кодом Tj на выходе схемы сравнения кодов формируется импульс, который записывается в декаду десятых Долей результата. Процесс измерения десятой доли результата продолжается до тех пор, пока содержимое счетчика 17, выполненного вычитающим, не становится равным О. В этот момент на выходе переполнения счетчика 17 воз- никает перепад 1 - О.

Одновибратор 22 формирует импульс который переводит устройство в следующий цикл измерения, т.е. измерени сотых долей результата. Этот импульс производит запись кода остатка с умножением на 10 в счетчик 17. Счетчик 24 подключает выход схемы сравнения кодов к входу декады сотых долей результата группы 35 декад, и с задерж кой сброс счетчика 2. Измерение продолжается до тех пор, пока потенциал с выхода старшего разряда счетчика 24 не сбрасывает триггер 8 в О. В этот момент измерение заканчивается и в счетчике 29 результата оказывается результат измерений. Если в процессе измерений в счетчике 17 записываются нули, т.е. предьщущее измерение произошло без остатка, то на выходе переполнения счетчика 17 присутствует нулевой потенциал, элемент НЕ 25 открывает злемент И 14 и задержанный импульс с выхода злемента задержки 23 сбрасывает триггер 8 в О

Измерение отношения временных интервалов, когда TJ Т„ (фиг.4а,б).

На выходы 9 и 10 устройства приходят временные интервалы Тр и Tj , элементы И 6, И 7 открываются и им- пульсы с генератора 4 начинают поступать на входы счетчиков 2 и 3 (фиг.4г,д). Содержимое счетчиков 2 и 3 линейно возрастает, на выходе схемы 1 сравнения кодов находится ну- левой потенциал, так как стробирую- щий вход заблокирован нулевым потенциалом с выхода элемента ШШ-НЕ 15 (фиг.4е). В момент окончания интервала TJ схема 1 сравнения кодов раз- блокируется, а на выходе ИЛИ 11 возникает перепад 1-0 и одновибратор 22 формирует импульс. Этот импульс заносит код N(T) FO l, (где FQ - частота генератора 4), умноженный на 10, в счетчик 17, переводит счетчик 24 в следующее состояние, тем самым подключая выход схемы сравнения кодов к входу декады десятых до1 6

лей результата счетчика 29, и с некоторой задержкой, задаваемой элементом задержки 22, сброс счетчика 2 и установку в 1 триггера 8 (фиг.4з). Элемент И 5 открывается, и импульсы с генератора 4 начинают поступать на входы счетчиков 2 и 17. Содержимо счетчика 2 линейно возрастает и в момент совпадения его кода с кодом счетчика 3 сбрасывается. На выходе схемы сравнения кодов формируется при этом импульс, который регистрируется в декаде десятых долей результата счетчика 29. Счетчик 2 продолжает заполняться и в момент следующего совпадения его кода с кодом N(Tj) сбрасывается.

На выходе схемы сравнения кодов формируется импульс, который также регистрируется в счетчике 29. Вычисление продолжаетсядо тех пор,пока содержимое счетчика 17 не становится равно О. В этот момент происяо- дит перезапись с умножением на 10 кода остатка и устройство переходит к вычислению сотых долей результата и т.д.

Измерение отношения чисел, статистически неравномерно распределенных во времени последовательностей импульсов, приходящих на входы устройства во время измерения (фиг.5, фиг.6).

В начале измерения счетчики 2, 3, 17, 24 и триггер 8 находятся в состоянии О. На входы 32 и 12 поступают статически неравномерно распределенные последовательности импульсо FJ , Ь Измерения начинаются в момен прихода импульса Т измерения на вход 13 устройства, схема сравнения кодов блокируется нулевым потенциалом в выходе элемента ШШ-НЕ 15, а элемент И 19 и И 26 открываются и импульсы FJ , F2 неравномерных последовательностей начинают поступать на счетчи- .ки 2 и 3 (фиг.5а,б). В момент окончания интервала THJM в счетчиках оказывается код N(F) и N(F) чисел импульсов, пришедших за время измерения на входы устройства, а на выходе элемента ИЛИ 11 образуется перепад потенциала 1-0. Одновибратор 22 формирует импульс, который записывает код N(F«) с умножением на 10 в счетчик 17, устанавливает триггер 8 в состояние 1 и переводит счет-о чик 24 в следующее состояние, т.е. подключает выход схемы сравнения кодов к входу декады десятой доли результата . (фиг.5е,ж) . Если N(F-)N(F (фиг.5а,б), то каждый десятый импуль с выхода старшей декады группы 35 декад поступает через элемент ИЛИ 34 в счетчик 33, поэтому в счетчике 29 результата к концу первого цикла измерения оказьшается результат деления как целой части отношения, так и десятой ее доли. Если N(F.) H(Fj) (фиг.6а,б), то в конце первого цикла измерения в счетчике 29 результата оказывается только десятая доля результата. Дальнейшая работа устройства аналогична указанной. Измерение отношения кодов. В начале измерения все счетчики и триггер установлены в О, а на входах 18 и 31 устройства находятся коды, которые необходимо разделить, Вычисления начинаются, в момент при- |хода импульса Пуск на вход 20 устройства. Этот импульс пpoизвoдиt запись кодов, находящихся на входах 18, 31 устройства, в счетчики 2 и 3. На выходе элемента ИЛИ 11 возникает перепад потенциала 1-0, и одновиб-; ратор 22 формирует импульс, который производит запись информации из счетчика 2 в счетчик 17, установку триг- гера 8, сброс счетчика 2 и т.д. Дальнейшая работа устройства аналогична указанной.

Измерение отношения числа импульсов неравномерной последовательности 2 к временному интервалу Tj (фиг.1, 2,7).

В этом режиме на вход 12 устройства приходят импульсы Fg неравномерной последовательности, на вход 10 - вре- менной интервал Т, , на вход 13 - интервал Т,,,| . Последний открывает элемент И 19, и импульсы неравномерной последовательности Eg начинают поступать на вход счетчика 2. Интервал. Т; открывает элемент И 7, и в счетчик 3 начинают поступать импульсы генератора 4, элемент ИЛИ-НЕ 15 блокирует схему 1 сравнения кодов. В момент окончания интервала Tj,,|, от пе- репада 1-0 с выхода элемента ИЛИ 11 одновибратор 22 формирует импульс, который производит запись в счетчик 17, устанавливает триггер 8 в 1, сбрасывает счетчик 2 и т.До Дальней- шая работа устройства аналогично указанной.

Аналогичным образом осуществляется работа устройства и в режиме измерения отношения временного интервала Т к числу импульсов неравномерной пос- ледовательности Fj (фиг.8а,б).

Формула изобретения

1 . Устройство для вычисления отно шения временных интервалов, содержащее счетчик результата, генератор им пульсов, выход которого соединен с первыми входами первого, второго и третьего элементов И, элемент НЕ, подключенный выходом к первому входу четвертого элемента И, схему сравнения кодов, соединенную первым и вторым входами с выходами первого и второго счетчиков, и одновибратор, выход которого подключен к входу управления установкой кода третьего счетчика, соединенного установочным входом старших разрядов с выходом первого счетчика, а счетным входом - с выходом первого элемента И, подключенного вторым входом к выходу триггера, причем вторые входы второго и третьего элементов И соединены соответственно с первым и вторым времяимпуль- ньми информационными входами устройства, отличающееся тем, что, с целью повьппения быстродействия и расширения области применения за счет обработки частотно-импульсных и кодовых сигналов, в него введены четвертый счетчик, пятый и шестой элементы И, группа элементов И, элемент задержки, пять элементов ИЛИ и элемент ИЛИ-НЕ, подключенный выходом к стробирующему входу схемы сравнения кодов, первым входом - к входу запуска устройства, входам управления установкой кодов первого и второго счетчиков и первому входу первого элемента ИЛИ, вторым входом - к второму входу третьего элемента И, а третьим входом - к входу задания интервала измерения устройства, второму входу первого элемента ИПИ и первым входам пятого и шестого элементов И, вторые входы которых соединены соответственно с первым и вторым частотно-импульсными информационными входами устройства, причем выход пятого элемента И подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, соединенного с другими входами с выходами первого и второго элементов И, а выходом - со счетным входом первого счетчика, установочный вход которого соединен с

первым кодовым информационным входом устройства, а вход обнуления - с выходом третьего элемента ИЛИ, подключенного первым входом к выходу элемента задержки, счетному входу триггера и второму входу четвертого элемента И, а вторым входом - к выходу схемы сравнения кодов и первым входам элементов И группы, соединенных вто- рь1ми входами с выходами четвертого счетчика, а выходами- - с соответствующими входами счетчика результата, причем выход шестого элемента И подключен к первому вх оду четвертого элемента ИЛИ, соединенного вторым входом с выходом третьего элемента И а выходом - со счетным входом второго счетчика, установочный вход которого подключен к второму кодовому инфор-: :мационному входу устройства, причем jустановочный вход младшей тетрады разрядов третьего счетчика соединен с шиной логического нуля устройства, а выход переполнения третьего счетчика подключен к входу элемен а НЕ и

(pus, 2

5

0

5

к третьему входу первого элемента . ИЛИ, соединенного четвертого и пятым входами с первым и вторым времяим- пульсными информационными входами устройства, а выходом - с входом од- новибратора, подключенного выходом к входу элемента задержки и счетному |Входу четвертого счетчика, вьгход старшего разряда которого соединен с первым входом пятого элемента ИЛИ, подключенного вторым входом к выходу четвертого элемента И, а выходом - к входу обнуления триггера.

2. Устройство поп.1,отлича- ю щ е е с я тем, что счетчик результата содержит счетчик целой части результата, элемент ИЛИ и группу декад (дробной части результата, выход старшей декады соединен с первым входом элемента ИЛИ, подключенного выходом к счетному входу счетчика целой части результата, причем второй вход элемента ИЛИ и входы декад дробной части результата являются соответствующими входами результата. (

Ш..d

i

1

Фи.Я

Изобретение относится к автома-J тике и вычислительной технике. Цель изобретения - повышение быстродействия и расширение области применения за счет обработки частотно-импульсных и кодовых сигналов. Устройство для вычисления отношения временных интервалов содержит схему 1 сравнения кодов, четьфе счетчика 2, 3, 17 и 24, шесть элементов И 5-7, 14, 19, 26, пять элементов ИЖ 11, (Л С ND 00 СР