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

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения средней длительности проиэвольног о числа временных интервалов.

Целью изобретения является повышение быстродействия за счет уменьшения времени ожидания конца измерений ,

На фиг. 1 показана структурная схема устройства; на фиг-. 2 - структурная схема блока анализа;на фиг. 3- временные диаграммы работы устройства .

Устройство содержит (фиг. 1) гене- 15 рым и третьим входами блока 4 управратор 1 меток времени, формирователь 2, синхронизатор 3 пуска, блок 4 управления, делитель 5 частоты, реверсивный счетчик 6 и селектор 7, первый вход которог о соединен с выходом генератора 1 меток времени, второй вход соединен с выходом формирователя 2 и С-входом синхронизатора 3 пуска, а третий и четвертый

ления, первым, вторым и третьим выходами которого являются выход триггера 19, объединенный с С-входом триггера 20, выход триггера 20,объе- 20 динен)1ый с вторым входом элемента 18, и выход элемента 18.

Кроме того, блок 10 анализа содержит блок 21 сравнения кодов и блок 22 задания кода, выходы которого совходы соединены соответственно с пер- единены с первыми входами блока 3 1 сраввым и вторым выходами блока 4 управления, первый и второй выходы соединены соответственно с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика 6, а третий выход соединен со счетным входом делителя 5 частоты, вход установки нуля которого соединен с первым входом блока 4 управления, с входом установки нуля реверсивного счетчика 6 и выходом синхронизатора 3 пуска, а выход соединен с вторым входом блока 4 управления, третий выход которого является выходной шиной 8 устройства, входной шиной 9 устройства является S-вход синхронизатора пуска, блок 10 анализа, входы которого соединены с выходами разрядов реверсивного счетчика 6, управляющий вход соединен с вторьЕм выходом блока 4 управления, а выход с третьим входом блока 4 управления, шина 11 сброса подключена к четвертому входу блока 4 и пятому входу селектора 7.

Селектор 7 содержит тригтер 12, элемент НЕ 13 и элементы 2И-НЕ 14 - 17, вход элемента НЕ 13 соединен с входом элемента 17 и выходом элемента 14, а выход с входом элемента 15 другой вход которого, объединенный с первыми входами элемента 16 и триггера 12, является первым входом,а выход - первым выходом селектора, второй вход триггера 12 является вто

рым входом селектора, выход триггера 12 соединен с входом элемента 1А, другой вход которого является третьим входом селектора, четверть й вход KOTOpoi o соединен с вторым входом элемента 16, выходы элементов 16 и

17являются соответственно вторым и третьим выходами селектора. Блок 4 управления содержит элемент И-НЕ

18и два тригтера 19 и 20, S-вход триггера 19, первый вход элемента 18, объединенный с С-входом триггера 19, и второй R-вход триггера 20 являются соответственно первь 1,втоления, первым, вторым и третьим выходами которого являются выход триггера 19, объединенный с С-входом триггера 20, выход триггера 20,объе- динен)1ый с вторым входом элемента 18, и выход элемента 18.

Кроме того, блок 10 анализа содержит блок 21 сравнения кодов и блок 22 задания кода, выходы которого соединены с первыми входами блока 3 1 сравнения кодов, вторые входы которого являются входами блока 10 анализа, строби рующий вход является управляющим входом, а выход - выходом блока 10 ана30 лиза.

Шина 11 Сброс подключена к R- входам установки нуля трип еров 12, 19 и 20.

Временные диаграммы (фиг. 3) обоэ35 начены: а - сигнал на выходе генератора 1; б - сигнал на шине 9; в - сигнал на выходе формирователя 2; г - сиг нал на выходе синхронизатора 3 пуска; д - сигнал на выходе элемен40 та 15; е - сигнал на выходе элемента 16; ж - сигнал на выходе элемента 17; 3 - сигнал на выходе триггера 19; и - сигнал на выходе триггера 20; к - сигнал на выходе делителя 5;л 45 сигнал на выходе элемента 18; м - сигнал на вькоде блока 10 анализа.

Устройство работает следующим образом.

Q В исходном состоянии (фиг. 1) триггеры 12, 19 и 20 находятся в нулевом состоянии, элементы 14 - 16 закрыты потенциалом низкого уровня и сигналы с генератора 1 и формирователя 2

не проходят на входы счетчика 6

(фиг. Зд,е). Блок 10 анализа заблокирован по управляющему входу потенциалом низкого уровня с выхода триггера 20. Измерение начинается после

прихода импульса Пуск на шину 9 устройства. Синхронизатор 3 пуска по S-ВХОДУ устанаяливается в 1 и в момент прихода переднего фронта импульса (перепад (0-1) с вькода фор- мирователя 2 сбрасывается (фиг. Зв,г) Сформированный таким образом импульс сбрасывает счетчик 6 и делитель 5 в О, а триггер 19 по S-входу устанавливается в 1 (фиг. Зз). Эле- мент 14 открьшается, и временные интервалы, среднюю длительность которых необходимо определить, начинают поступать на вход элемента 15, открывая его, и одновременно через от- крытый элемент 17 (фиг. Зж) на вход делителя 5 (коэффициент деления N выбирается, например, 4, фиг. Зк). На выходе элемента 15 (фиг. Зд) формируется пачка, число импульсов в которой равно п д- , где fJ - частота на выходе генератора 1 j Ту. - анализируемый интервал времени, поступаю1ций с выхода формирователя 2; i 1....N - номер анализируе- мого интервала.

В течение измерения на суммирующий вход ) счетчика 6 приходит

следующее число импульсов п fg х

(1

+ Т.

Т, + Т, J .

Y (Ту, + Т, + T,j + Т), где

В момент окончания последнего Временного интервала (в данном случае четвертого), от перепада (1-0) . на выходе делителя (фиг. Зк) по счетному входу сбрасывается триггер 19 в О (D-ВХОД его соединен с шиной О устройства). В этот момент триггер 20 от перепада (1-0) устанавлива ется в 1 (фиг. Зи). Блок 10 анализа по управлякщему входу разблокиро- вывается, элементы 16 - 18 открываются, элемент 15 закрывается. Счетчик 6 переходит в режим вычитания и на его вычитающий вход (-1) начинают поступать импульсы с генератора 1 через элемент 16 (фиг. Зе).Одновременно эти же импульсы поступают через элемент 17 на вход делителя 5 (фиг. Зж). Импульсы поделенной частоты (фиг. Зк) поступают через эле- мент 18 (фиг. 3л) на шину 8 устройства. Содержимое счетчика 6 линейно убьшает и в момент, когда код остатка в нем становится меньше,чем коэффициент деления делителя 5, на выходе блока 10 анализа появляется потенциал 1, который сбрасьшает триггер 20 по входу R1, (фиг. Зи). Блок 10 анализа в процессе измерения анализирует код в счетчике 6 и, когда он становится меньше числа N (в данном случае N А и это число задается блоком 22 задания кода), на выходе блока 21 сравнения кодов появляется 1.

После сброса триггера 20 элементы 18 и 16 и блок 10 анализа блокируются (на выходе последнего появляется потенциал О фиг. 3м) , и измерение завершается. Во время измерения на шине 8 появляется пачка импульсов (фиг. 3л), число которых равно

L Т,,+ Тх.,+ Т,, + Т

XN

- о

а

т,, п

Тх, + Т,, -t- T,-fT

ср

Хз ixn

N

Q , g

т,е. зная Т по числу , определяют среднюю длительность произвольного числа временных интервалов.

Следующее измерение происходит аналогично описанному. В момент прихода импульса на шину 9 устройства синхронизатор 3 формирует импульс,который сбрасьшает счетчик 6 и делитель 5 в О и устанавливает в 1 триггер 19. На суммирующий вход (+1) счетчика 6 начинают поступать импульсы с генератора 1 и т.д.

Формула изобретения I

1. Устройство для измерения временных интервалов, содержащее генератор меток времени, формирователь, синхронизатор пуска, блок управления, делитель частоты, реверсивный счетчик и селектор, первый вход которого соединен с входом генератора меток времени, второй вход соединен с выходом формирователя и счетным входом синхронизатора пуска, а третий и четвертый входы соединены соответственно с первым и вторым выходами блока управления, первый и второй выходы селектора соединены соответственно с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика, а третий вькод соединен со счетным

входом делителя частоты, вход установки нуля которого соединен с первым входом блока управления, с входом установки нуля реверсивного счетчика и выходом синхронизатора пуска выход делителя частоты соединен с вторым входом блока управления,третий выход которого подключен к выходной шине устройства, входной шиной устройства является S-вход син- хрониэатора пуска, отличающееся тем, что, с целью повьппе- ния быстродействия измерений, в него введен блок анализа, входы которого соединены с выходами разрядов ревер- сивного счетчика, управляющий вход соединен с вторым выходом блока управления, а выход - с третьим входом блока управления, четвертый вход которого подключен к шине сбро- са и установочному входу селектора. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок анализа содержит блок сравнения кодов и блок задания кода, выходы которого

бход

I

2/

Упр.

Г

.м

соединены с соответствующими первыми входами блока сравнения кодов,вторые входы которого являютря входами блока анализа, а стробирующий вход является управляющим входом, а выход - выходом блока анализа.

3. Устройство по п. 1, о т л и - чающееся тем, что блок управления содержит два триггера и элемент И-НЕ, выход которого является третьим выходом блока, а первый вход соединен с вторым входом блока и С- входом первого триггера, D-вход которого подключен к шине логического нуля, S-вход - к первому входу блока, а R-вход к четвертому входу блока и первому R-входу второго триггера, D-ВХОД которого соединен с шиной логической единицы, С-вход - с первым выходом блока и прямым выходом первого триггера, а второй R-вход - с третьим входом блока, прямой выход второго триггера подключен к второму входу злемента И-НЕ и к второму выходу блока.

22

&ымд

10

Фиг. 2

Редактор О.Головач

Составитель Л.Плетнева

Техред Л.Олийнык Корректор С.Шекмар

Заказ 2862/« Тираж 370Подписное

ВНИИПИ Государственного коьштета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

. - .- --.- м I

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

Фиг 5

Изобретение относится к электроизмерительной технике. Цель изобретения - повышение быстродействия измерения. Устройство содержит генератор 1 меток времени, формирователь 2, cинxpoнизatop 3 пуска, блок 4 управления, делитель 5 частоты,реверсивный счетчик 6 и селектор 7, включающий триггер 12, элемент НЕ 15 и элементы 2И-НЕ 14 - 17. Введение блока 10 анализа и ет о конкретное выполнение, а также выполнение блока 4 управления в виде триггеров 19, 20 и элемента И-НЕ 18 уменьшают время ожидания конца измерения. 2 з.п. ф- лы, 3 ил. „Сброс сл Фиг.1