Устройство для измерения временных интервалов между серединами импульсов произвольной длительности Советский патент 1987 года по МПК G04F10/04 

113

Изобретение относится к измериельной технике, и может быть испольовано для измерения временных инервалов между импульсными последоательностями, поступающими по разеленным каналам, в случае если поезная информация содержится во вреенном интервале между серединами мпульсов с произвольным временным расположением.

Цель изобретения - повышение наежности за счет упрощения устройства и расширение функциональных возможностей за счет возможности визуального наблюдения и удобства считывания результата измерения, а также возможности определения приоритета прихода измеряемых импульсов.

На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 - временные диаграммы, показывающие все возможные варианты взаимного расположения измеряемых импульсов на входных шинах устройства на фиг. 3 - два варианта расположения импульсов для случая б; на фиг, 4 - возможный вариант блока выделения переднего фронта с запретом. Устройство (фиг. 1) содержит бло- ки 1 и 2 вьщеления переднего фронта, блоки 3 и 4 вьщеления заднего фронта, элементы ИЛИ 5 и б, триггеры 7 и 8, коммутатор 9, выполненный на сдвоенном селекторе-мультиплексоре, элементы И 10 и. 11, реверсивный счетчик 12, генератор 13 опорной частоты, делитель 14 частоты на два, входные шины 15 и 16 и шину 17 установки нуля.

Блок выделения фронтов (фиг, 4) содержит инвертор 18, конденсатор 19 и элемент И-НЕ 20 и выходные шины 21 и 22,

Выход генератора 13 опорной частоты подключен к первому информационному входу коммутатора 9, а через делитель 14 - ко второму информационному входу коммутатора 9, Входная шина 15 устройства подключена к первым входам блоков 1 и 3 и первому управляющему входу коммутатора 9, второй управляющий вход которого соединен с шиной 16 и первыми входами блоков 2 и 4, Первый и второй выходы коммутатора 9 подключены к первым входам элементов И 10 и 11 соответственно, выходы которых соответственно подключены к суммирующему и вычитающему входам реверсивного счет022

чика 12, выходы которого являются вьтодными шинами 21. Выход заема счетчика 12 подключен к первому вхо- ду элемента ИЛИ 5 и С-входу триггера

8, прямой выход которого является дополнительной выходной шиной 22 устройства и подключен ко второму входу блока 4, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ 6, второй

вход которого подключен к выходу блока 3, второй вход которого соединен с инверсным выходом триггера 8, R- . вход которого подключен ко второму входу элемента ИЛИ 5 и к выходу блока 2, второй вход которого подключен ко второму входу элемента И 11, инверсному выходу триггера 7 и второму входу блока 1, выход которого соеинен с S-входом триггера В непосредственно, а через элемент ИЛИ 5 - с S-входом триггера 7, R-вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ 6, третий вход которого соединен с шиной 17 установки нуля и R-входом реверсивного счетчика 12, Прямой выход триггера 7 подключен ко второму входу элемента И 10,

Устройство работает следующим образом,

Наличие сигналов на выходах се - лектора-мультиплексора 9 в зависимости от уровней сигналов на его управляющих входах отражено в таблице .

где F - частота следования импульсов генератора 13.

50 Импульсы, временной интервал между серединами которых необходимо определить, подаются на входные шины 15 и 16, Блоки 1 и 2 осуществляют вьщеление передних фронтов этих им55 пульсов, а блоки 3 и 4 вьщеляют задние фронты импульсов.

Возможны несколько вариантов взаимного расположения измеряемых импульсов.

3

Рассмотрим вариант а. Короткий импульс, вьщеленный блоком 1 из импульса, идущего по шине 15, устанавливает Триггер 7 через элемент ИЛИ 5 и триггер 8 непосредственно в единичное состояние. Сигнал с прямого выхода Q триггера 7 открывает элмент И 10, разрешая прохождение импульсов на суммирующий вход счетчика, сигнал с инверсного выхода Q закрывает элемент И 11 и запрещает вьщеление передних фронтов блоками 1 и 2, чтобы короткий импульс, выделенный по переднему фронту импуль

са, идущего по шине 16, не оказывал влияния на работу устройства. Сигнал (логическая 1) с прямого выхода триггера 8 разрешает выделение заднего фронта блоком 4 с шины 16, а сигнал (логический О) с инверсного выхода триггера 8 запрещает выделение заднего фронта блоком 3 с шины 15.

Согласно таблице в течение времени t на суммирующий вход счетчика 12 поступают импульсы с частотой F/2 в течение времени tg - импульсы с частотой F/2 отсутствуют, а в течение времени t опять поступают им

пульсы с частотой F/2. В момент оконания импульса по шине 16 блок 4 вьщеляет по заднему фронту импульс которьш, проходя через элемент ИЛИ 6 возвращает триггер 7 в нулевое состояние. Количество тактовых импульсов, прошедших на суммирующий вход счетчика 12, будет соответствовать временному интервалу между серединами входных импульсов, а сигнал логической 1 с прямого выхода триггера 8 указывает на приоритет середины импульса по шине 15. Точно также устройство работает и при варианте в, только в момент времени t на суммирующий вход счетчика 12 поступают импульсы с частотой F. Аналогично устройство работает и в случаях г и е, только передний фронт вьщеляется блоком 2. Триггер 8 устанавливается в нулевое состояние, запрещая выде- |ление заднего фронта блоком 4 и раз- решая выделение заднего фронта бло- .хом 3 с шины 15, а сигнал логического О с прямого выхода триггера 8 указывает на приоритет середины им- пульса по шине 16.

Рассмотрим подробнее вариант б, где приоритет середины импульса мо

жет принадлежать как шине 15, так и шине 16.

На фиг. 3 изображены два вариа))- та взаимного расположения импульса. Как видно из фиг. 3, в первом варианте приоритетом обладает импульс, идущий по шине 15, во втором - импульс, идущий по шине 16.

В первом варианте устройство работает следующим образом.

Короткий импульс, вьщеленный блоком 1 по переднему фронту импульса, идущего по шине 15, устанавливает триггер . 7 (через элемент 1-ШИ 5) и

триггер 8 (непосредственно) в единичное состояние. Устройство начинает работать, как описано вьшш. В момент окончания импульса, идущего по шине 16, короткий импульс от заднего фронта через элемент ИЛИ 6 возвращает триггер 7 в нулевое состояние. Логический О с прямого выхода триггера 7 запрещает прохождение импульсов через элемент И 10 на суммирующий вход счетчика 12, а логическая 1 с его инверсного выхода разрешает прохождение импульсов с селектора-мультиплексора 9 через элемент И 11 на вычитающий вход счетчика 12 (таблица 1) с частотой F/2.

Так как время t больше времени tj, то по окончании измерения Ё счетчике 12 запишется число соответствующее интервалу времени между серединами .импульсов на шинах 15 и 16, а логическая 1 с прямого выхода триггера 8 указывает на приоритет середины импульса, идущего по шине 15.

Во втором варианте устройство работает аналогично, но так как время tj больше времени t , то в момент перехода счетчика 12-через ноль импульс заема, идущий со счетчика 12 через элемент ИЛИ 5, опрокидывает триггер 7 в единичное состояние, логическая 1 с прямого выхода триггера 7 разрешает прохождение импульсов через элемент И 10 на суммирующий вход счетчика 12, логический О с его инверсного выхода запрещает прохождение импульсов через элемент И 11 на вычитающий вход счетчика 12, импульс заема, поступающий на тактовый вход триггера 8, опрокидывает его, логический О с прямого выхода триггера 8 запрещает вьщеление заднего фронта блоком 4, а логическая 1 с инверсного выхода разреша51

ет вьщеление заднего фронта блоком 3. Таким образом, работа устройства закончится в этом случае в момент окончания импульса, идущего по шине 15, результат измерения в прямом коде запишется в счетчик 12, а логический О с прямого выхода триггера 8 будет указывать на приоритет середины импульса, идущего по шине 16, Аналогично устройств.о работает и для варианта д.

Таким образом, в счетчике 12 регистрируется в прямом коде временной интервал между серединами импульсов с произвольным временным расположением (при использовании двоично-десятичного счетчика результат можно наблюдать визуально). Время измерения минимально, так как оно заканчивае ся в момент окончания исследуемых импульсов.

Формула изобретения

1 . Устройство для измерения временных интервалов между серединами импульсов произвольной длительности, содержащее генератор опорной частоты выход которого подключен к первому информационному входу коммутатора непосредственно, а через делитель частоты на два - к второму информационному входу коммутатора, реверсивный счетчик, два триггера, . два , блока вьщеления переднего фронта и два блока выделения заднего фронта, первая входная шина устройства подключена к первым входам первых блоков вьщеления переднего и заднего фронтов, вторая входная шина устройства подключена к первым входам вторых блоков выделения переднего и заднего фронтов, отличаю- Е; е е с я тем, что, с целью повышения надежности и расширения функциональных возможностей устройства, в него введены два элемента ИЛИ и два элемента И, причем первая входная шина устройства подключена к первому управляющему входу коммутатора второй управляющий вход которого подключен к второй входной шине устрой26

ства, первый и второй выходы коммутатора соединены с первыми входами соответственно первого и второго элементов И, выходы которых подключены к суммирующему и вычитающему входам соответственно реверсивного счетчика, выходы которого является выходными шинами устройства, а выход за- ема подключен к первому входу пер- вого элемента РШИ и С-входу первого триггера, прямой выход которого является дополнительной выходной шиной устройства и подключен к второму входу второго блока выделения заднего фронта, выход которого соединен с. первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу первого блока вьщеления задне-- го фронта, второй вход которого сое- динен с инверсным выходом первого триггера, R-вход которого подключен к второму входу первого элемента ИЛИ и к вьпсоду второго блока вьщеления переднего фронта,второй вход которо- го подключен к второму входу второго элемента И, инверсному выходу второго триггера и второму входу первого блока вьщ€ ления переднего фронта, выход которого соединен с S-входом первого триггера непосредственно и через первый элемент ИЛИ - с S-входом второго триггера, R-вход которого подключен к выходу второго элемента ИЛИ, третий вход которого сое- динен с шиной установки нуля и R- входом реверсивного счетчика, прямой выход второго триггера подключен к второму входу первого элемента И.

2, Устройство по п. 1, о т л и - чающееся тем, что коммутатор выполнен на сдвоенном мультиплексоре, причем первый вход его соединен с первым информационным входом коммутатора, второй информационный вход которого соединен с объединенными вторым, третьим, четвертым и пятым входами мультиплексора, шестой, седьмой и восьмой входы которого объединены между собой, а девятый и десятый входы являются соответственно первым и вторым управляющими входами коммутатора.

запрет

ёариант /

вариант 2

Фиг.З

X

ФигЛ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть испол.ь- зовано для измерения временных интервалов между импульсными последовательностями, поступающими по раздельным каналам. Цель изобретения - повышение надежности - достигается за счет упрощения устройства. Другая цель - расширение функциональных возможностей - достигается за счет возможности визуального наблюдения и удобства считывания результата измерения, а также возможности определения приоритета привода измеряемых импульсов. Устройство содержит блоки 1,и 2 выделения переднего фронта импульса, блоки 3 и 4 заднего фронта импульса, триггеры 7 и 8, коммутатор 9, реверсивный счетчик 12, генератор 13 опорной частоты, делитель 14 частоты, входные шины 15 и 16, шину 17 установки нуля. Для достижения поставленной цели в устройство дополнительно введены элементы ИЛИ 5 и 6, элементы И 10 и 11, а коммутатор 9 выполнен на сдвоенном мультиплексоре (показан на чертежах, приведенных в описании изобретения)о 1 з.п. ф-лы, 4 ил. & (Л Вх.15 Bx.rs Wcfn.nQ со со о ю фиг.}