Датчик временных интервалов Советский патент 1987 года по МПК H03K5/13 

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение для формирования временных интервалов, величина которых изменяется с течением времени.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет формирования двух линейно изменяющихся интервалов времени, один из которых убывает, а другой возрастает.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены второй счетчик, два дешифратора, три элемента ИЛИ и шина установки исходного состояния.

Формирование линейно изменяющихся интервалов времени на выходах датчика обеспечивается за счет процесса последовательного накопления определенного числа импульсов в первом счетчике в каждом цикле запуска датчика. При этом скорость изменения интервалов времени на выходах датчика определяется настройкой первого и второго дешифраторов.

На фиг. 1 приведена блок-схема датчика; на фиг. 2 - эпюры сигналов, поясняющие его принцип действия.

Датчик содержит RS-триггер 1, элемент ИЛИ 2, элемент И 3, одновибратор 4, генератор 5 импульсов, RS-триггер 6, элемент ИЛИ 7, элемент И 8, элемент ИЛИ 9, счетчики 10 и 11, дешифраторы 12 и 13, элемент И 14, шину 15 установки исходного состояния, шину 16 управления, шину 17 запуска, выходную шину 18 отработки конца убывающего и начала возрастающего интервалов времени, выходную шину 19 отработки конца возрастающего интервала времени, выходную шину 20 отработки начала убывающего интервала времени.

Шина 15 установки исходного состояния подключена к первым входам элементов ИЛИ 2, выход первого элемента ИЛИ 2 подключен к R-входу первого RS-триггера 1, S-вход которого подключен к шине 16 управления, а прямой выход соединен с первым входом первого элемента И 3, второй вход которого подключен к шине 17 запуска, а выход соединен с входом од- новибратора 4, R-входом второго RS-триг- гера 6 и выходной шиной 20, инверсный выход второго триггера 6 соединен с первым входом второго элемента И 8, второй вход которого подключен к выходу генератора 5 импульсов, а выход соединен со счетными входами первого и второго счетчиков 10 и 11, выходы первого счетчика соединены с входами первого дешифратора 12, выход которого подключен к выходной шине 18 и к вторым входам второго элемента ИЛИ 7 и третьего элемента И 14, выход элемента ИЛИ 7 подключен к входу установки исходного состояния.первого счетчика 10, первый вход третьего элемента И 14 соединен с выходом одновибратора 4, а выход подключен к второму входу первого элемента ИЛИ 2, выходы второго счетчика 11 соединены с входами второго дешифратора 13, выход которого подключен к выходной щине 19 и к второму входу третьего элемента ИЛИ 9, выход которого подключей к входу установки исходного состояния второго счетчика 11 и входу установки единичного состояния второго RS-триггера 6. Датчик работает следующим образом. В исходном положении триггер 1 находится в состоянии нуль, триггер 6 - в состоя0 НИИ единица, счетчики 10 и 11 - в состоянии нуль, генератор 5 вырабатывает периодическую последовательность импульсов, на вход элемента И 3 по щине запуска поступает периодическая последовательность

г импульсов. Приведение датчика в исходное состояние осуществляется подачей импульса по щине установки исходного состояния. Параметры формируемых интервалов времени определяются величинами периода следования импульсов генератора 5

0 TO, периода следования импульсов запуска Т и настройкой дещифраторов 12 и 13 Ki и К2 соответственно. Настройка дешифратора 12 определяется максимальной величиной убывающего временного интервала 1макс из условия Ki 1макс/То с точностью ДО целого числа. Настройка дешифратора 13 выбирается из условия К2 Ki + К. Величина ДК зависит от скорости изменения временных интервалов и определяется из равенства ДК Д1/То, где Д1 - изменение велиpi чины временного интервала за один период опроса. Для нормального функционирования датчика необходимо выполнение условия Т . К2То. На фиг. 2 приведены эпюры сигналов для случая Ki 6; К2 7. Работа датчика начинается с момента

с подачи на его вход импульса по щине управления. При этом триггер i переводится в единичное состояние и очередной импульс запуска поступает через элемент И 3 на триггер 6, одновибратор 4 и по шине 20 на выход датчика в качестве импульса на0 чала убывающего временного интервала. Этим импульсом триггер 6 переводится в нулевое состояние и потенциал с его инверсного выхода открывает элемент И 8. С этого момента импульсы генератора 5 поступают на входы счетчиков 10 и 11. При

накоплении в счетчике 10 Ki импульсов срабатывает дешифратор 12 и его выходной импульс поступает по шине 18 на выход датчика в качестве импульса конца убывающего интервала времени. Этот же имQ пульс является импульсом начала возрастающего интервала времени, импульс поступает на второй вход элемента И 14 и через элемент ИЛИ 7 приводит в исходное состояние счетчик 10, после чего счетчик 10 продолжает запись поступающих на

5 его вход импульсов. При накоплении в счетчике 11 К2 импульсов срабатывает ;1,ещиф- ратор 13 и его выходной импульс поступает по шине 19 на выход датчика в качестве импульса конца возрастающего временного интервала. Одновременно этот импульс через элемент ИЛИ 9 приводит в исходное состояние счетчик 11 и переводит в единичное состояние триггер 6. При этом элемент И 8 закрывается. На этом заканчивается первый цикл работы датчика, соответствующий первому импульсу запуска. В результате на выходах датчика формируются два временных интервала, один из которых равен К|То и является максимальным временным интервалом в серии убывающих интервалов (выходные шины 20 и 18), а другой равен ДкТо и является минимальным временным интервалом в серии

10

ка датчика. Используя связь величин 1макс и At с параметрами датчика, для величин временных интервалов имеем ti То(К2 - пЛК);

t2 ТоЛКп.

Если рассматривать номер импульса опроса как дискретное время О, 1п, то эти

фор.мулы дают линейную зависимость величины временных интервалов от дискретного времени п. При этом последовательность импульсов запуска может являться и непериодической последовательностью. В случае, когда последовательность импульсов опроса периодическая, величина интервалов времени изменяется пропорционально не только дисвозрастающих интервалов (выходные щины кретному, но и текущему времени в соот18 и 19). После окончания первого цикла счетчик 11 оказывается в нулевом состоянии, а в счетчике 10 записано ЛК импульсов. Это приводит к тому, что при следующем запуске датчика дешифратор 12 срабатывает раньше на величину At, а к исходу этого цикла работы датчика в счетчике-10 оказывается записано 2АК импульсов и т.д. Таким образом, при каждом очередном запуске величина временного интервала между импульсами на выходных щинах 20 и 18 уменьшается на величину At, а между импульсами на выходных шинах 18 и 19 возрастает на эту же величину.

При каждом запуске датчика вре.мен- ное положение выходного импульса дешиф20

ветствии с формулами

t, To();

t, ТоДК. ,

-уТ

где величина То К/Т является скоростью изменения временных интервалов.

Формула изобретения

25 Датчик временных интервалов, содержащий первый RS-триггер, прямой выход которого подключен к первому входу первого элемента И, второй вход которого подключен к шине запуска, а выход соединен с R-входом второго RS-триггера, подключенратора 12 сравнивается с положением им- зо ного инверсным выходом к первому входу

пульса одновибратора 4 при по.мощи элемента И 14. Длительность импульса т одновибратора 4 выбирается из условия т 2At. Импульс на выходе элемента И 14 появляется при выполнении неравенства

второго элемента И, второй вход которого подключен к выходу генератора импульсов, а выход соединен со счетным входом первого счетчика, а также третий элемент И, одновибратор и шину управления.

ti т. При этом триггер I приводится 35 отличающийся тем, что, с целью расширения в исходное положение и работа датчика за-функциональных возможностей за счет форканчивается. Минимальная величина убываю- мирования двух линейно изменяющихся ин- щего временного интервала и максимальная величина возрастающего могут изменятьтервалов времени, один из..которых убывает, а другой возрастает, в него введены второй счетчик, два дешифратора, три элемента ИЛИ и шина установки исходного состояния, подключенная к первым входам элементов ИЛИ, выход первого из которых соединен с R-входом первого RS-триггера, а его второй вход подключен к выходу третьего -с элемента И, первый вход которого подключен к выходу одновибратора, вход которого соединен с выходам первого элемента И и выходной шиной отработки начала убывающего интервала времени, выход второго элемента ИЛИ подключен к входу установки

ся путем изменения длительности импульса одновибратора 4.

Для формирования временного интервала, величина которого с течением времени не меняется, дещифраторы 12 и 13 настраиваются одинаково.

В этом случае при каждом запуске датчик формирует временной интервал, величина которого равна KiTo.

Таким образом, датчик временных интервалов позволяет формировать временной ин40

тервалов времени, один из..которых убывает, а другой возрастает, в него введены второй счетчик, два дешифратора, три элемента ИЛИ и шина установки исходного состояния, подключенная к первым входам элементов ИЛИ, выход первого из которых соединен с R-входом первого RS-триггера, а его второй вход подключен к выходу третьего -с элемента И, первый вход которого подключен к выходу одновибратора, вход которого соединен с выходам первого элемента И и выходной шиной отработки начала убывающего интервала времени, выход второго элемента ИЛИ подключен к входу установки

тервал фиксированной величины или два из- п исходного состояния первого счетчика, выхоменяющихся временных интервала, один из которых убывает, а другой возрастает пропорционально времени.

Зависимость величины убывающего интервала ti от номера опроса датчика выды которого соединены с входа.ми первого дешифратора, выход которого соединен с вторыми входами второго эле.мента ИЛИ, третьего элемента И и с выходной шиной отработки конца убывающего и начала возрас- ражается формулой t| twaKc - (n-l)At, a- 55 тающего интервалов времени, выход третье- величины возрастающего интервала t2- фор- то элемента ИЛИ соединен с S-входом второго RS-триггера и входом установки исходного состояния второго счетчика, счетный

мулой t2 пАЛ, где п - номер импульса запуска, отсчитываемый с момента пус0

ка датчика. Используя связь величин 1макс и At с параметрами датчика, для величин временных интервалов имеем ti То(К2 - пЛК);

t2 ТоЛКп.

Если рассматривать номер импульса опроса как дискретное время О, 1п, то эти

фор.мулы дают линейную зависимость величины временных интервалов от дискретного времени п. При этом последовательность импульсов запуска может являться и непериодической последовательностью. В случае, когда последовательность импульсов опроса периодическая, величина интервалов времени изменяется пропорционально не только дис кретному, но и текущему времени в соот

ветствии с формулами

t, To();

t, ТоДК. ,

-уТ

где величина То К/Т является скоростью изменения временных интервалов.

Формула изобретения

25 Датчик временных интервалов, содержащий первый RS-триггер, прямой выход которого подключен к первому входу первого элемента И, второй вход которого подключен к шине запуска, а выход соединен с R-входом второго RS-триггера, подключен зо ного инверсным выходом к первому входу

ного инверсным выходом к первому входу

второго элемента И, второй вход которого подключен к выходу генератора импульсов, а выход соединен со счетным входом первого счетчика, а также третий элемент И, одновибратор и шину управления.

мирования двух линейно изменяющихся ин-

0

тервалов времени, один из..которых убывает, а другой возрастает, в него введены второй счетчик, два дешифратора, три элемента ИЛИ и шина установки исходного состояния, подключенная к первым входам элементов ИЛИ, выход первого из которых соединен с R-входом первого RS-триггера, а его второй вход подключен к выходу третьего с элемента И, первый вход которого подключен к выходу одновибратора, вход которого соединен с выходам первого элемента И и выходной шиной отработки начала убывающего интервала времени, выход второго элемента ИЛИ подключен к входу установки

вход которого подключен к выходу второго элемента И, а выходы соединены с входами второго дешифратора, выход которого еоелинен с вторым входом третьего элеменiliniinillUMIIIIHIIIIIIIlllllllllllinill

I 11 , I I I 11 j11 I- I 14 I M 1 I ii

h П h h h

Фи.2.

та ИЛИ и выходной шиной обработки конца возрастающего временного интервала, S-вход первого RS-триггера подключен к шине управления.

Изобретение может быть использовано для формирования временных интервалов, величина которых изменяется во времени. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства. Датчик содержит RS-триггеры 1 и 6, элемент И 3, 8 и 14, одновибратор 4, генератор 5 импульсов и счетчик 10. Введение счетчика 11, дешифраторов 12 и 13, элементов ИЛИ 2, 7 и 9 и образование новых функциональных связей обеспечивает формирование двух линейно изменяющихся интервалов времени, один из которых убывает, а другой возрастает. 2 ил. со ND ГС 4 СО СХ)