Устройство допускового контроля периода сигнала Советский патент 1987 года по МПК G01R23/00 

113

Изобретение относится к технике допускового контроля периода сигналов.

Цель изобретения - повьппение быстродействия и надежности контроля.

На фиг.1 представлена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - временная диаграмма, поясняющая его работу.

Устройство состоит из первого 1 и второго 2 одновибраторов, первого, второго и третьего формирователей 3-5, двухразрядного регистра 6, первого, второго, третьего, четвертого и пятого элементов И 7 - 11 соответственно, первого, второго, третьего, четвертого и пятого элементов ИЛИ 12 6 соответственно, 1К-триггера 17, двухразрядного счетчика 18 в коде Грея, входа 19 устройства, первого, второго и третьего выходов устройства 20 - 22 и общей шины 23.

Входом устройства является вход

первого формирователя 3, выход кото- 25 суммирующему входу счетчика 18, выход

рого подключен к входу первого одно- вибратора 1, выход которого подключен к входу второго одновибратора 2, прямые выходы регистра 6 подключены к входам первого элемента И 7, вы- ход которого является первым выходом 20 устройства, вторым выходом 21 которого является выход второго элемента И 8, к первому и второму входам которого подключен, соответственно, прямой выход нулевого и инверсный Выход первого разрядов регистра 6, инверсные выходы которого подключены к входам третьего элемента И 9, вы

На фиг.2 обозначены напряжения на выходе первого формирователя 3 (а), первого .одновибратора 1 с повторным запуском (6) , второго одновибратора 2 с повторным запуском (8), второго формирователя 4 коротких импульсов (г), третьего формирователя 5 коротких импульсов (Si, 1К-триггера 17 (р), нулевого и первого разрядов счетчика 18 (х) и (jl соответственход которого является третьим выходом j но) , нулевого и первого разрядов ре22 устройства, В качестве одновибраторов 1 и 2 используются одновибра- торы с повторным запуском. В устройство введены третий формирователь 5, 1К-триггер 17, двухразрядный счетчик 18 в коде Грея, первый 12, второй 13, третий 14, четвертый 15 и пятый 16 элементы ИЛИ, четвертый 10 и пятьй 11 элементы И, причем нулевой и первый разряды выхода счетчика 18 подключены соответственно к нулевому и первому разрядам информационного входа регистра 6 и к входам пятого элемента ИЛИ 16, а информационные входы - к общей

45

50

шине 23. Выход второго одно- периоду входного сигнала вибратора 2 подключен к входу третьего фо рмирователя 5, выход пятого элемента Ш1И 16 подключен к первому входу четвертого элемента И 10, к двум другистра 6 (и и к соответственно), а также на первом 20, втором 21 и третьем 22 выходах устройства (л, и н соответственно).

Устройство р 1ботает следующим образом.

Формирователь 3 формирует по входному сигналу на входе 19 устройства короткие импульсы t, (фиг.2в(). По переднему фронту каждого импульса t, запускается первый одновибратор 1 с повторньм запуском (фиг.2), вырабатывающий на своем выходе импульс длительностью Т, , равной минимальному

По заднему

фронту этого импульса запускается вт.орой одновибратор 2 (фиг. 2 в), вырабатывающий на своем выходе импульс

длительностью Т.

- Т

WITH

где Т„а,с

гим входам которого подключены выход третьего формирователя 5 и выход IK- триггера 17, к управляющему входу которого подключен выход четвертого элемента ИЛИ 15, первый вход которого соединен с первым вхоДом второго элемента ИЛИ 13, первым, инверсным, входом пятого элемента И 11, 1-входом 1К-триггера 17 и выходом второго формирователя 4, второй вход четвертого элемента ИЛИ 15 соединен с обоими входами третьего 14 и первым входом первого 12 элементов ИЛИ, К-входом 1К-триггера 17 и выходом первого формирователя 3, второй вход второго элемента ИЛИ 13 соединен с вторым входом пятого элемента И 11 и выходом четвертого элемента И 10, выход пятого элемента И 11 подключен к второму входу первого элемента ИЛИ I2, выход которого подключен к управляющему входу регистра 6, выход второго элемента ИЛИ 12 подключен к

третьего элемента ИЛИ I4 подключен к входу записи счетчика 18, а вход второго формирователя 4 - к выходу первого одновибратора 1.

На фиг.2 обозначены напряжения на выходе первого формирователя 3 (а), первого .одновибратора 1 с повторным запуском (6) , второго одновибратора 2 с повторным запуском (8), второго формирователя 4 коротких импульсов (г), третьего формирователя 5 коротких импульсов (Si, 1К-триггера 17 (р), нулевого и первого разрядов счетчика 18 (х) и (jl соответственно) , нулевого и первого разрядов рено) , нулевого и первого разрядов ре

периоду входного сигнала

гистра 6 (и и к соответственно), а также на первом 20, втором 21 и третьем 22 выходах устройства (л, и н соответственно).

Устройство р 1ботает следующим образом.

Формирователь 3 формирует по входi ному сигналу на входе 19 устройства короткие импульсы t, (фиг.2в(). По переднему фронту каждого импульса t, запускается первый одновибратор 1 с повторньм запуском (фиг.2), вырабатывающий на своем выходе импульс длительностью Т, , равной минимальному

По заднему

фронту этого импульса запускается вт.орой одновибратор 2 (фиг. 2 в), вырабатывающий на своем выходе импульс

сигнала

- Т

WITH

где Т„а,смаксимальный период входного сигнала. По задним фронтам этих импульсов формируются с помощью второго 4 и третьего 5 формирователей короткие импуль- и с ) соответственсы t.

. и t (фиг. 2 но, длительность которых меньше длительности импульса t(, . Своим передним фронтом, при условии прохода на суммирующий вход счетчика 18, каждый ю из импульсов t, и t- прибавляет единицу в счетчик 18 (фиг.2,х и j), а задним фронтом импульсов t, и t информация из счетчика 18 переписывается в регистр 6 (фиг.2 к их), причем задним фронтом импульса t счетчик 18 обнуляется.

Таким образом, каждым импульсом tp устройство устанавливается в исходное состояние и переходит в режим 20 ожидания следующего импульса t. Даее возможны следующие случаи прихоа очередного импульса t.

Если импульс tg приходит раньше мпульса t , то первый одновибратор 2 перезапускается, второй одновибратор 2 в данном цикле измерения не срабатывает, а следовательно, в даном цикле не формируются импульсы Ц

15

25

и t . Задним фронтом импульса t прошедшего через первый элемент ИЛИ 12, в регистр 6 записывается код 00, а счетчик 18 обнуляется задним фронтом импульса t, прошедшего че25 но меньше Т. Т, , заведомо известно, что до прихода переднего фронта импульса t в регистр 6 задним фрон том импульса t|3, прошедшего через первый элемент 12, записывается код 01, а счетчик 18 обнуляется задним фронтом импульса t, прошедшего через третий элемент ИЛИ 14, используемый в качестве задержки, в результате чего импульс t. не проходит

30

рез третий элемент ИЛИ 14, используе- через четвертый элемент И 10, а слемый в качестве задержки. Кроме этого, по пе:реднему фронту импульса t , прошедшего через четвертый элемент ИЛИ 15 и задержанного на время срабатывания последнего, в 1К-триггер записывается нуль. В результате устройство переходит в режим ожидания очередного импульса tp, а на третьем выходе 22 устройства присутствует логическая единица, свидетельствующая о раннем приходе импульса t в предыдущем цикле измерения, т.е. ,, где Т - интервал времени между двумя последними импульсами tp , а следовадовательно, через первый и второй элементы ИЛИ 12 и 13 на вход регистра 6 и счетчика 18, что обеспечивает устройству состояние ожидания очеред40 ного импульса t,, , так как передним фронтом импульса t был в очередной раз запущен первый одновибратор 1, После этого на втором 21 выходе устройства присутствует логическая ница, свидетельствующая о нормальном приходе импульса t(j в предыдущем цикле измерения, т.е. , Т . При этом на первом 20 и третьем 22 выходах устройства присутствует логический нуль.

тельно, и мгновенный период сигнала. При этом на первом 20 и втором 21 выходах устройства присутствует логический нуль.

Если передний фронт очередного импульса t проходит после появления заднего фронта импульса На выходе первого одновибратора 1, но второй одновибратор 2 все же успеет запуститься из-за повторного запуска первого одновибратора 1 по переднему фронту импульса t , то далее устройство срабатывает как и в предыдущем случае.

Если второй одновибратор 2 в очередном режиме ожидания запускается, то по заднему фронту импульса на выходе первого одновибратора 1 при помощи второго формирователя 4 формируется импульс t

а через время

Т -Т при помощи третьего формироMMkc мин

вателя 5 - импульс t,. Далее по переднему фронту импульса t, , прошедшего через второй элемент ИЛИ 13, в счетчик 8 прибавляется единица и на его выходе устанавливается код 01.

В случае перекрытия по времени импульсов tjj и t из-за возможной гонки их передних фронтов нельзя однозначно сказать в какое состояние установится 1К-триггер 17. Но в этом случае, так как длительность импульса t больше длительности импульса t ,

но меньше Т. Т, , заведомо известно, что до прихода переднего фронта импульса t в регистр 6 задним фронтом импульса t|3, прошедшего через первый элемент 12, записывается код 01, а счетчик 18 обнуляется задним фронтом импульса t, прошедшего через третий элемент ИЛИ 14, используемый в качестве задержки, в результате чего импульс t. не проходит

довательно, через первый и второй элементы ИЛИ 12 и 13 на вход регистра 6 и счетчика 18, что обеспечивает устройству состояние ожидания очеред0 ного импульса t,, , так как передним фронтом импульса t был в очередной раз запущен первый одновибратор 1, После этого на втором 21 выходе устройства присутствует логическая едиg ница, свидетельствующая о нормальном приходе импульса t(j в предыдущем цикле измерения, т.е. , Т . При этом на первом 20 и третьем 22 выходах устройства присутствует логический нуль.

0

5

В случае если t, и t не перекрываются по времени, то по переднему фронту импульса t , прошедшего через четвертый элемент ИЛИ 15 и задержанного на время срабатывания последнего в 1К-триггер 17 записывается едит ница, разрешающая проход импульса через четвертый элемент И 10, а к содержимому счетчика 18 прибавляется

единица по переднему фронту импульса Ц , прошедшего через второй элемент ИЛИ 13 так, что код на выходе счетчика 18 становится 01. Далее воз- мояшы следующие случаи прихода им- лулнра t- .

%,

I

импульс tp приходит раньше :;, t и не перекрывается с ним „, по мемени, то передним фронтом им- пуйьса t в 1К-триггер 17 записыва/ Тся нуль который запрещает прохож- Денне импульса t через четвертый Элемент И 10, через первый и второй

-элементы ИЛИ 12 и 13 - на вход регистра 6 и счетчика 18, что обеспечивает надежное обнуление счетчика 18 задним фронтом импульса to, а так как передним фронтом импульса to запускается одновибратор 1, то надежен и переход в режим ожидания следующего импульса ty, При этом в регистре 6 находится код 01,, переписанный туда задним фронтом импульса t из счетчика 18, а на втором 21 выходе присутствует логическая единица при логических нулях на первом 20 и третьем 22 выходах устройства, что сигнализирует о нормальном приходе импульса tp в предьщущем цикле измерения, т.е. ...,„ Т Т.,

В случае, если импульс крыт по времени импульсом

не пере- (импульс

)0

)5

20

25

-MWW

30

При перекрытии импульсов t и tj , но приходе переднего фронта импульса tj раньше переднего фронта импульса tji на время срабатывания 1К-триггера

tp еще не приходил), то передним фронтом импульса tj , прошедшего через второй элемент ИЛИ 13, в счетчик I8 прибавляется единица, установив на его выходе код П, а задним фронтом импульса tj , прошедшего через пятый элемент И 1I и первый элемент ИЛИ 12, этот код переписывается в регистр 6, установив тем самым единицу на первом выходе 20 устройства при нулях на двух других выходах 21 и 22 устройства. Таким образом, устройство вьщает диагностику Т 7 , не дожидаясь прихода самого импульса t, что делает возможным надежное обнаружение пропадания импульсов t, а следовательно, и сигнала на входе I9 устройства.

Из сказанного вьш1е видно, что при нормальном приходе импульса t (Т„У ) запрещается проход импульса t2 на вход счетчика 18 и регистра 6, так как после прихода импульса .tg начинается новый цикл измерения. Но при достаточно широком

Т-чакс Т„и„ может получить- что

ся так,

мин

импульс t текущего цикла 17, четвертого элемента ИЛИ 15 и чет- 35 измерения, переведя своим передним вертого элемента И 10, устройство фронтом ТК-триггер 17 в единичное срабатывает как и в предьщущем случае.

состояние, разрешает прохождение через четвертый элемент И 10 еще непрошедшего импульса tj предыдущего цикла измерения. Эта ситуация устраняется применением в качестве второго одновибратора 2 - одновибратора с повторным запуском, при этом появление импульса t-i гарантирует впоследствии отсутствие изолированного импульса t предыдущего цикла измерения, а использование пятого элемента И 11 гарантирует отсутствие импульса tj предыдущего цикла измерения или его части на входе регистра 6. Для этого ,цлит&льность импульса t« устанавливают мен ьшей длительносг ти импульса t, .

В случае гонки передних фронтов импульсов tj и t( на выходе четвертого элемента И 10, а следовательно, на выходе второго элемента ИЛИ 13 и на входе суммирования счетчика 8 появляется импульс длительностью от нуля до длительности импульса t , но так как счетчик 18 считает в коде Грея, то к нежелательным последствиям это не приводит, и в счетчике 18 форПри этом {, запускамируется код 01 или 11. передним фронтом импульса t ется первый одновибратор, а задним фронтом импульса t код из счетчика 18 переписывается в регистр 6, а сам счетчик 18 надежно обнуляется, так как длительность импульса to больше длительности импульса tj, т.е. устройство надежно переходит в режим ожидания следующего импульса to, причем в регистре 6 имеется код 01

или 11, а на соответствующем выходе устройства, втором 21 или первом 20, присутствует логическая единица при нулях на двух других выходах устройства.

случае, если импульс по времени импульсом

-2

не пере- (импульс

0

5

0

5

0

tp еще не приходил), то передним фронтом импульса tj , прошедшего через второй элемент ИЛИ 13, в счетчик I8 прибавляется единица, установив на его выходе код П, а задним фронтом импульса tj , прошедшего через пятый элемент И 1I и первый элемент ИЛИ 12, этот код переписывается в регистр 6, установив тем самым единицу на первом выходе 20 устройства при нулях на двух других выходах 21 и 22 устройства. Таким образом, устройство вьщает диагностику Т 7 , не дожидаясь прихода самого импульса t, что делает возможным надежное обнаружение пропадания импульсов t, а следовательно, и сигнала на входе I9 устройства.

Из сказанного вьш1е видно, что при нормальном приходе импульса t (Т„У ) запрещается проход импульса t2 на вход счетчика 18 и регистра 6, так как после прихода импульса .tg начинается новый цикл измерения. Но при достаточно широком

Т-чакс Т„и„ может получить- что

ся так,

мин

импульс t текущего цикла 35 измерения, переведя своим передним фронтом ТК-триггер 17 в единичное

импульс t текущего цикла измерения, переведя своим передним фронтом ТК-триггер 17 в единичное

состояние, разрешает прохождение через четвертый элемент И 10 еще непрошедшего импульса tj предыдущего цикла измерения. Эта ситуация устраняется применением в качестве второго одновибратора 2 - одновибратора с повторным запуском, при этом появление импульса t-i гарантирует впоследствии отсутствие изолированного импульса t предыдущего цикла измерения, а использование пятого элемента И 11 гарантирует отсутствие импульса tj предыдущего цикла измерения или его части на входе регистра 6. Для этого ,цлит&льность импульса t« устанавливают мен ьшей длительносг ти импульса t, .

Таким образом, благодаря контролю каждого интервала между двумя импульсами tjj повьшается быстродействие и надежность контроля периода сигнала. Так, например, устройство надежно обнар пкивает пропадание сигнала в любой момент времени, а сигнал позднег прихода импульса t, т.е. при , вырабатывается, не дожидаясь очередного импульса tp. Устройство надежно обнаруживает появление ложных импульсов tp и пропадание информационных импульсов tj, , т.е. появление помехи в контролируемом сигнале, при условии, если они приводят к нарушению неравенства Т„с,«

Формула изобретения

Устройство допускового контроля периода сигнала, содержащее первый и второй одновибраторы, первый и второ формирователи, двухразрядный регистр первый, второй и третий элементы И, причем входом устройства является вход первого формирователя, выход которого подключен к входу первого од- новибратора, выход которого подключен к входу второго одновибратора, прямые выходы регистра подключены к входам первого элемента И, выход которого является первым выходом устройства, вторым выходом которого является выход второго элемента И, к первому и второму входам которого подключены, соответственно, прямой выход нулевого и инверсный выход первого разрядов регистра, инверсные выходы которого подключены к входам третьего элемента И, выход которого является третьим выходом устройства, общую шину, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности контроля, в устройстве в качестве одновибраторов используются одновибраторы с повторным запуском и в него введены третий

5

5

0

формирователь, 1К-триггер, дпухраэ- рядный счетчик в коде Грея, первый, второй, третий, четвертьп и пятый элементы 1ШИ, четвертый и пятый элементы И, причем нулевой и первый разряды выхода счетчика подключены соответственно к нулевому и первому разрядам информационного входа регистра и к входам пятого элемента ИЛИ, ,. формационные входы - к общей щине, выход второго одновибратора подключен к входу третьего формирователя, выход пятого элемента ИЛИ подключен к первому входу четвертого элемента И, к двум другим входам которого подключены выход третьего формирователя и выход 1К-триггера, к управляющему входу которого подключен выход четвертого элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, первым, инверсным, входом пятого элемента И, Т-входом 1 К-триггера и выходом второго формирователя, второй вход четвертого элемента ИЛИ соединен с обоими входами третьего и первым входом первого элемента ИЛИ, К-входом 1К-триггера и выходом первого формирователя, второй вход второго элемента ИЛИ соединен с вторым входом пятого элемента И и выходом четвертого элемента И, выход пятого элемента И подключен к второму входу первого элемента ИЛИ, выход 5 которого подключен к управляющему входу регистра, выход второго элемента ИЛИ подключен к суммирукяцему входу счетчика, выход третьего элемента ИЛИ подключен к входу записи счетчи0

20

40 ка, вход второго формирователя подключен к выходу первого одновибратора.

Изобретение относится к технике допускового контроля периода сигналов и обеспечивает повышение быстродействия и надежность контроля. Устройство допускового контроля содержит одновибраторы 1 и 2, формирователи 35, двухразрядный регистр 6, элементы И 7-11, элементы ИЛИ 12-16, 1К-триг- гер 1 7, двзгкразрядный счетчик 18 в коде Грея, вход 19 устройства, выходы 20-22 устройства и общую шину 23. При работе устройства в результате контроля ка.ждого интервала между двумя импульсами повьштается быстродействие и надежность контроля периода сигнала. Устройство надежно обнаруживает пропадание сигнала в любой момент времени, появление ложных импульсов и пропадание информационных импульсов. Кроме того, обнаруживается появление помехи в контролируемом сигнале. Работа устройства поясняется временной диаграммой в описании изобретения. 2 ил. (Л с