Устройство для измерения экстремумов временных интервалов Советский патент 1987 года по МПК G04F10/04 

Изобретение относится к импульсной технике.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет вьщеления экстремального временного инVepвaлa из нескольких последовательно поступающих на вход устройства.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства; на фиг.2 - функциональная схема блока синхронизации; на фиг.З - временная диаграмма работы устройства.

Устройство для измерения экстремумов временных интервалов содержит входную шину 1, генератор 2 тактовых импульсов, блок 3 синхронизации, счетчик 4, компаратор 5, регистр 6 и блок,7 индикации, элемент ИЛИ 8, пери второго элементов И 9 и 10, выхо элемента ИЛИ 8 соединен с вторым в дом регистра. 6, а второй выход бло ка 14 - с третьим входом регистра

5 Блок 14 запуска содержит элемен И 15, первый 16 и второй 17 тригге ры, кнопку Сброс 18.

Первый вход блока 14 соединен с первыми входами элемента И 15 и пе

tO вого триггера 16, выход которого с единен с вторым входом элемента И выход которого соединен с первым в ходом блока, второй выход которого соединен с первьм входом второго

5 триггера 17, второй вход которого соединен с выходом кнопки Сброс 18 и вторым входом первого триггер 16, второй выход блока соединен с первым выходом второго триггера 17

вый элемент И 9, второй элемент И 10, 20 второй выход которого соединен с

третий элемент И 11 триггер 2, .переключатель 13 и блок 14 запуска, который содержит элемент И 15р первый и второй триггеры 16 и 17;, кнопку Сброс 18.

Входная шина 1 соединена с вторым входом триггера 12 и вторым входом блока 14 запуска, третий выход которого соединен с третьим входом блока 3 синхронизации, первый вход которого соединен с выходом генератора 2 тактовых импульсов и вторым входом третьего элемента И 11, первый вход которого соединен с втopьп входом

25

30

третьим выходом блока.

Блок 3 синхронизации содержит пер вый и второй триггеры 19 и 20„ элемент ИЛИ 22, первый, второй, третий и четвертый инверторы 23, 24, 25 и. 26, элемент задержки 27.

Первьй вход блока 3 синхронизации соединен с R-входом первого триггера 19, через первый инвертор 23 - с пер вым входом элемента И 21 и через элемент задержки 27 - с С-входом триггера 19, Б-вход которого через второй инвертор 24 соединен с вторым входом блока, третий вход которого

блока 3 Синхронизации и единичным вы- 35 через третий инвертор 25 соединен с ходом триггера 125 первый вход которого соединен с первым выходом блока

первым входом элемента ИЛИ 22, выход которого соединен с первым выходом блока и S-входом второго тригге3 синхронизации и первым входом счетчика 4j второй вход которого соединен с выходом третьего элемента МП выход счетчика 4 соединен с первым входом компаратора 5 и первым входом регистра 6, выxo которого соединен с входом блока 7 индикации и вторым входом компаратора 5, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первыми входами первого и второго элементов И 9 и 10, первый и второй выходы переключателя 13 соединены с вторыми входами первого и второго элементов И 9 и 10, второй выход блока 3 синхронизации соединен с третьими входами первого и второго элементов И 9 и 10 и первым входом блока 14 запуска, первый выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ 8, второй и третий входы которого соединены с выходами,первого

и второго элементов И 9 и 10, выход элемента ИЛИ 8 соединен с вторым входом регистра. 6, а второй выход блока 14 - с третьим входом регистра 6.

Блок 14 запуска содержит элемент И 15, первый 16 и второй 17 триггеры, кнопку Сброс 18.

Первый вход блока 14 соединен с первыми входами элемента И 15 и первого триггера 16, выход которого соединен с вторым входом элемента И 15, выход которого соединен с первым выходом блока, второй выход которого соединен с первьм входом второго

триггера 17, второй вход которого соединен с выходом кнопки Сброс 18 и вторым входом первого триггера 16, второй выход блока соединен с первым выходом второго триггера 17,

5

0

третьим выходом блока.

Блок 3 синхронизации содержит первый и второй триггеры 19 и 20„ элемент ИЛИ 22, первый, второй, третий и четвертый инверторы 23, 24, 25 и. 26, элемент задержки 27.

Первьй вход блока 3 синхронизации соединен с R-входом первого триггера 19, через первый инвертор 23 - с первым входом элемента И 21 и через элемент задержки 27 - с С-входом триггера 19, Б-вход которого через второй инвертор 24 соединен с вторым входом блока, третий вход которого

5 через третий инвертор 25 соединен с

0

первым входом элемента ИЛИ 22, выход которого соединен с первым выходом блока и S-входом второго триггегера 20, С-вход которого соединен с инверсным выходом триггера J9, прямой выход которого соединен с вторым выходом блока, инверсный выход триггера 20 соединен с вторым входом элемента И 21, выход которого через ин- вертор 26 соединен с вторым входом элемента ИЛИ 22..

Устройство работает следующим об- разом.

Пе.ред началом измерений после нажатия кнопки 18 в блоке 14 запуска устройство устанавливается в исходное состояние, при котором на втором выходе блока 14 присутствует уровень О (фиг.ЗВ), который удерживает 5 счетчик 4 в нулевом состоянии, на третьем выходе блока 14 - сигнал уровня 1 (фиг.Зг), который поступает -на третий вход блока 3., под воз0

10

15

20

25

31307438

действием которого на первом выходе блока 3 (фиг.Зти) присутствует сигнал уровня О, который удерживает триггер 12 в единичном состоянии (фиг,За), После прихода первого положительного фронта измеряемого временного интервала, который устанавливает триггер 17 в блоке 14 в состоянии втором выходе блока 14 устанавливается уровень 1, тем самым снимается блокировка счетчика 4 (фиг.3&), а сигнал уровня О с третьего выхода блока 14, проходя через блок 3, снимает сигнал, удерживающий триггер 12 в единичном состоянии (фиг.З), Счетные импульсы с выхода генератора 2 (фиг.зК) через элемент И 11 начинают поступать на счетный вход счетчика 4, который начинает отсчет измеряемого временного интервала. Счетчик 4 срабатьшает по положительному фронту тактовых импульсов После прихода второго положительного фронта импульса по шине 1 (фиг.Зо) триггер 12 переключается в нулевое состояние, чем запрещает прохождение очередного тактового импульса через элемент И 11 на счетный вход счетчика 4 и разрешает работу блока 3 синхронизации (фиг.За), в котором при появлении очередного тактового импульса с генератора 2 на его втором выходе появляется такой же по длительности импульс (фиг.З.), который поступает на первьш вход блока 14 и с его первого выхода через элемент ИЛИ 8 поступает на второй вход реги-, стра 6. При этом информация с выходов счетчика 4 перезаписывается в регистр 6 независимо от состояния выходов компаратора 5 и переключателя 13. По заднему фронту импульса с второго выхода блока 3 в блоке 14 триггер 16 устанавливается в нулевое состояние и в дальнейшем запрещает прохождение импульса на первьш выход блока 14. По заднему фронту этого же импульса блок 3 синхронизации формирует на первом выходе узкий импульс сброса, по которому в счетчик 4 зано-50 сятся все нули, кроме младшего разряда, ко торьш устанавливается в единицу. По этому импульсу на выходе триггера 12 устанавливается уровень 1 и разрешается прохождение очеред- выходов счетчика 4 переписывается в ных тактовых импульсов с выхода гене- регистр 6, По отрицательному фронту ратора 2 через элемент И 11 на вход этого импульса блок 3 синхронизации счетчика 4 и запрещается работа бло- (фиг,3м) на первом выходе формирует ка 3 синхронизации,узкий импульс сброса, по которому в

В процессе измерения очередного временного интервала уровень 1 н выходе триггера 12 разрешает ороко дение тактовых импульсов с выхода нератора 2 через элемент И 11 на счетный вход счетчика 4, Информаци о текущем состоянии счетчика 4 с кодовых выходов поступает на первы входы компаратора 5, на вторые вх ды которого поступает информация с кодовых выходов регистра 6. Если а солютное значение двоичного числа счетчике 4 меньше абсолютного знач ния числа в регистре 6, то уровень 1 находится на первом выходе ком паратора 5. В противном случае уровень 1 находится на втором выходе В случае равенства кодов оба ыход находятся в состоянии О.

Переключателем 13 задаются режимы н измерения максимума или минимума временных интервалов, В случае измерения минимума временных интервалов уровень 1 устанавливается н первом выходе переключателя 13, а максимума - на втором выходе.

В момент прихода следующего поло жительного фронта импульса по входной шине 1 фиг.За) триггер,12 переключается в нулевое состояние. При этом запрещается прохождение очередного тактового импульса через элемент И 1 1 на счетчик 4 и разрешается выработка управляющих сигна35 лов блоком 3 синхронизации. При по явлении очередного тактового импуль са на первом входе блока 3 синхрони зации на его втором выходе появляет ,ся такой же по длительности импульс

40 который поступает на третьи входы элементов И 9 и 10. Если на переклю чателе 13 установлен режим измерени минимального интервала и на первом вьпсоде компаратора 5 есть уровень

45 1 свидетельствующий о том, что т кущий измеряемый интервал минимальный, т.е. абсолютное значение двоич ного кода в счетчике 4 меньше абсолютного значения числа в регистре 6 то импульс с второго выхода блока 3 синхронизации проходит через элемен И 9 и элемент ИЛИ 8 на вход занесения регистра 6. По положительному фронту этого импульса информация с

30

10

15

0

5

0 выходов счетчика 4 переписывается в регистр 6, По отрицательному фронту этого импульса блок 3 синхронизации (фиг,3м) на первом выходе формирует узкий импульс сброса, по которому в

В процессе измерения очередного временного интервала уровень 1 на выходе триггера 12 разрешает орокож- дение тактовых импульсов с выхода генератора 2 через элемент И 11 на счетный вход счетчика 4, Информация о текущем состоянии счетчика 4 с кодовых выходов поступает на первые входы компаратора 5, на вторые входы которого поступает информация с кодовых выходов регистра 6. Если абсолютное значение двоичного числа в счетчике 4 меньше абсолютного значения числа в регистре 6, то уровень 1 находится на первом выходе компаратора 5. В противном случае уровень 1 находится на втором выходе, В случае равенства кодов оба ыхода находятся в состоянии О.

Переключателем 13 задаются режимы н измерения максимума или минимума временных интервалов, В случае измерения минимума временных интерг валов уровень 1 устанавливается на первом выходе переключателя 13, а максимума - на втором выходе.

В момент прихода следующего положительного фронта импульса по входной шине 1 фиг.За) триггер,12 переключается в нулевое состояние. При этом запрещается прохождение очередного тактового импульса через элемент И 1 1 на счетчик 4 и разрешается выработка управляющих сигна5 лов блоком 3 синхронизации. При появлении очередного тактового импульса на первом входе блока 3 синхронизации на его втором выходе появляет- ,ся такой же по длительности импульс,

0 который поступает на третьи входы элементов И 9 и 10. Если на переключателе 13 установлен режим измерения минимального интервала и на первом вьпсоде компаратора 5 есть уровень

5 1 свидетельствующий о том, что текущий измеряемый интервал минимальный, т.е. абсолютное значение двоичного кода в счетчике 4 меньше абсолютного значения числа в регистре 6, то импульс с второго выхода блока 3 синхронизации проходит через элемент И 9 и элемент ИЛИ 8 на вход занесения регистра 6. По положительному фронту этого импульса информация с

0

счетчик 4 заносятся все нули, кроме младгаего разряда, который устанавливается в единицу. По этому импульсу на выходе триггера 12 (фиг.За) устанавливается уровень 1, При этом разрешается прохождение очередных тактовых импульсов генератора 2 через элемент И 11 на счетчик 4, и запрещается раббта блока 3 синхронизации ,

Если на переключателе 13 установлен режим измерения максимального интервала и на втором выходе компаратора 5 есть уровень 1, свидетельствующий о том, что текущий измеряемый интервал максимальный, т.е. абсолютное значение двоичного числа в счетчике 4 больше абсолютного числа в регистре 6f то импульс с второго выхода, блока 3 синхронизации (фиг,3ж) проходит через второй элемент И 10 и элемент ИЛИ 8 на вход занесения регистра 6, По положительному фронту импуль,са информация с выходов счетчика 4 перезаписывается в регистр 6, По отрицательному фронту этого импульса блок 3 синхронизации формирует на первом выходе () узкий импульс сброса, по которому в счет-чик 5 заносятся все нули, кроме млад- 30 хронизации через инвертор 23 на выход элемента И 21 не проходят.

Сигнал с выхода триггера 12 поступает на второй вход блока 3 синхронизации (фиг,3(}), в котором лромент И 11 на счетчик 4 и запрещается 35 ходит через инвертор 24 и поступает

шего разряда, который устанавливается в единицу« При этом вновь разрешается прохождение очередных тактовых импульсов генератора 2 через элеработа блока синхронизации,

Если указанные условия на входах элементов И 9 и 10 не выполняются, то импульс с второго выхода блока 3 синхронизации на второй вход регистра 6 не проходит и в регистре 6 остается предыдущая информация,

Шпульс сброса на первом выходе блока 3 синхронизации вырабатьюается TuKj как ив предыдущих случаях,- т.е. устанавливает счетчик 4 в исходное состояние (нули во всех разрядах, кроме младшего разряда, кото рый устанавливается в единицу), а триггер 12 - в единичное состояние, при этом разрешается прохождение тактовых импульсов на вход счетчика 4,

Устройство позволяет вести работу в режиме слежения. В этом случае на обоих выходах переключателя уста- навливаются уровни 1. Управляющие импульсы при этом снимаются с выходов элементов И 9 и 10, Величина каждого измеренного временного интервала переписывается со счетчика 4 в регистр 6 в каждом цикле измерения. Управляющие импульсы, характеризующие знак рассогласования величины предыдущего измеренного временного интервала и текущего измеренного временного интервала, формируются на выходах элементов И 9 и 10, которые

в этом режиме являются управляющими выходами устройства, Если импульсы формируются на выходе элемента И 9, то это свидетельствует об уменьшении временных интервалов, а при их увеличейии импульсы в режиме слежения формируются на выходе элемента И 10.

Блок 3 синхронизации (фиг.2) работает следующим образом.

Уровень I, поступающий с блока

14 запуска при нажатии в нем кнопки 18 на третий вход блока 3 синхронизации, проходит через инвертор 25 и элемент ИЛИ 22 на первый выход уровнем О (фиг.) и устанавливает

триггер 20 в единичное состояние, а сигнал нулевого уровня с его инверсного выхода блокирует элемент И 21, в результате чего через э лемент И 21 импульсы с первого входа блока 3 синна D-вход триггера 19, Иг- пульсы с выхода генератора 2 (фиг,3S ) поступают на первый вход блока 3 синхронизации, в котором т-1пульсы постзшают .

40 на R-вход триггера 19, а через элемент задержки 27 - на С-вход триггера 19. Время задержки элемента 27 равно половине длительности импульса тактового генератора 2, Триггер

45 19 в исходном состоянии формирует на своем прямом выходе и на втором выходе блока 3 сигнал нулевого уровня ,

50 При поступлении сигнала нулевого уровня на третий вход блока 3 син- -хрониэации, который через инвертор 25 приходит на вход элемента ИЛИ 22, на обоих входах этого элемента уста- 55 навливается уровень 1, в результа- : те чего на первом выходе блока 3 формируется сигнал единичного уровня

7130

При поступлении уровня О на второй вход блока 3 синхронизации, который через инвертор 24 подается на D-вход триггера 19 тактовый им- пульс генератора 2, поступающий на первый вход блока 3 синхронизации, поступает на R-вход триггера 19 и записывает в неге единицу. После этого первый же переход тактового импульса в нулевое состояние переводит

триггер 19 в нулевое состояние и на втором выходе блока 3 синхронизации формируется импульс, длительность которого равна половине длительности тактового импульса. Кроме того, пе- реход триггера I9 в нулевое состояние приводит к формированию на его инверсном выходе сигнала единичного уровня, который поступает на С-вход триггера 20 и устанавливает его в ну левое состояние (на S-входе в этот момент присутствует единичный уровен сигнала с выхода элемента ИЛИ 22), При этом на инверсном выходе триггера 20 устанавливается уровень 1, который разрешает прохождение импульса с генератора 2 через элемент И 21 инвертор 26 и элемент ИЛИ 22, устанавливая его в единичное состояние, при этом на первом выходе блока 3 синхронизации формируется короткий, импульс (фиг.3м), длительность которого определяется временем срабатывания триггера 20, элемента И 21, инвертора 26 и элемента ИЛИ 22.

Блок 14 запуска (фиг,1) работает следзгющим образом.

При нажатии кнопки I8 триггеры 16 и 17 устанавливаются в единичное состояние. При этом на втором выходе блока присутствует-уровень О, на третьем выходе - уровень 1, Первый импульс с второго выхода блока 3 синхронизации, поступающий на первый вход блока 14, проходит через элемент И 15 на первый выход блока 4 и отрицательным фронтом этого импульса триггер 16 устанавливается в нулевое состояние, уровень которого запрещает дальнейшее прохождение импульсов

через элемент И 15 до следующего нажатия кнопки 18, При поступлении положительного импульса на второй вход блока 14 после первого нажатия кнопки 18 переводится триггер 17 в нуле- вое состояние, при этом на втором выходе блока 14 устанавливается уровень I, а на третьем выходе - уро

. 5

fO

20 35

0

388

вень О, последующие импульсы, поступающие с входной шины 1 на второй вход блока 14,подтверждают это состояние второго и третьего выходов блока .14.

Формула изобретения

Устройство для измерения экстремумов временных интервалов, содержащее входную шину, триггер, генератор тактовых импульсов, блок синхронизации, счетчик, компаратор, регистр, первый вход -которого соединен с выходом счетчика и первым входом компаратора, второй вход которого соединен с выходом регистра, выход генератора тактовых импульсов соединен с первым входом блока синхронизации, первый выход которого соединен с первым входом счетчика и первым входом триггера, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены блок индикации, три элемента И, элемент ИЛИ, переключатель и блок запуска, первый выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, к второму и третьему входам которого подключены соответственно выходы первого и второго элементов И, выход элемента ИЛИ соединен с вторым входом регистра, выход которого соединен с входом блока индикации, первый и второй выходы компаратора соединены соответственно с первыми входами первого и второго элементов И, первый выход . переключателя соединен с вторым входом первого элемента И, второй выход переключателя соединен.с вторым входом второго элемента И, третий вход которого соединен соответственно с третьим входом первого элемента И, первым входом блока .запуска и вторьм выходом блока синхронизации, второй вход которого соединен соответственно с единичным выходом триггера и первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, выход третьего элемента И соединен с вторым входом счетчика, третий вход которого соединен с вторым выходом блока запуска, второй вход которого соединен с входной шиной и вторым входом триггера, третий выход блока запуска соединен с третьим входом блока синхронизации.

1307438

На первый Ьход счетчина и второй Вход триггера 12

А

Г

Ра третш бхеды первого и. второго ю элементов и и.

первый e/Wf/ioHa запуска

С третьего Выхода

SnoHu зйпуст

BxoSHQn шина 1

Выход гене- ротора 2

Второй St/xoff fпока запускай

тоетий дыхоЗ шка запуске t Выход трие- ге/}от2

мента и п

Второй дымд 5локаЗ 8ш1здrfjpuz- - aeflofs

SbixoS

SflOKOiOnyCKOlIf

Инверсный выход Tpussepo 20

выход 9ffe ментоигг

Первый выход блока 3

Вы ход зпемен- таиа(и1илщ

Выход эпенен- та и ли в

С Выхода триггера 12 1

te2

Составитель И, Котов Редактор Т, Митейко Техред И.Попович Корректор Л. Пилипенко

Заказ 1630/48 Тираж 371 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий ПЗОЗЗр Москва, Ж-35, Раушская наб,, д,4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная,

Изобретение относится к импульсной технике. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Для достижения поставленной цели в устройство введены блок 7 индикации, элементы ИЛИ 9 и 10, элемент ИЛИ 8, переключатель 13, блок 14 запуска, Устройство также содержит входную шину 1, генератор 2 тактовых импульсов, блок 3 синхронизации, счетчик 4, компаратор 5, регистр 6, триггеры 12, 16 и 17, кнопку 18 Сброс, Устройство позволяет вьщелять экстремальный временной интервош из нескольких последовательно поступающих на его вход, 3 ил. S фие. 7