Многоканальный измеритель временных интервалов Советский патент 1987 года по МПК G04F10/04 

нальных возможностей измерителя. Измеритель содержит счетчики 1 и 8 времени, запомина1бщие устройства 2 и 9, регистры 3 и 4, шифратор 5, коммутатор 6, дешифратор 7 и элемент И-ИЛИ 10. Благодаря выполнению регистра 4 в виде триггеров 17 - 19 и инвертора 16 переключение триггера 19 может

1

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к многоканальным измерителям, работающим по счетно-импульсному методу, может быть использовано для широкодиапазонного измерения временных интервалов в сис- те мах автоматики и является усовершенствованием устройства по авт.св. № 970306.

Цель изобретения - повьш1ение дос- товерности измерений и расширение функциональных возможностей измерителя за счет возможности работы с более широким диапазоном входных сигналов..

На фиг. 1 приведена схема многоканального измерителя временных интервалов; на фиг. 2 - временные диаграм- JЫ, поясняющие работу измерителя.

Измеритель сродержит счетчик 1 вре- мени, запоминающее устройство (ЗУ) 2, регистры 3 и 4, шифратор 5, коммутатор 6,дешифратор 7, дополнительный счетчик 8 времени, дополнительное запоминающее устройство (ЗУ) 9, элемент И-ИЛИ 10, измерительные шины 11.1 - 11.П, шину 12 счетных импульсов, шину 13 считывания и выходные шины 14 и 15. Каждый разряд второго регистра 4 содержит инвертор 16, три триггера 17,- 19 и установочную шину 20.

Счетчик 1 времени имеет разрядность, равную га, причем , где п количество измерительных каналов измерителя, ЗУ 2 соответственно имеет емкость mxn, состоящую из m строк по .п элементов памяти. Одноименные адресные входы записи и адресные входы . считывания всех строк ЗУ между собой объединены.Адресные входы считьшания ЗУ 2 подключены к соответствующим выхо- ; дам первого регистра 3,вход которого.

происходить лишь в интервале времени между импульсами на входе счетчика 1 времени. Это позволяет синхронизировать изменение потенциала на выходе регистра 4 с переключением счетчиков 1 и 8 времени и исключить искажение информации в запоминающем устройстве 9 при записи. 2 ил.

5

5

0

5

0

подключен к шине 13 считывания,выходы разрядов второго регистра 4 подключены к соответствующим адресным входам записи ЗУ 2, а входы - к соответствующим измерительным шинам 11.1-11.П, входы шифратора 5 подключены к выходам- первого регистра 3, а выходы - к первой группе входов коммутатора 6, первый управляющий вход коммутатора 6 подключен к шине 13 считывания, вторая группа входов коммутатора 6 подключена к соответствующим выходам счетчика 1 времени,, второй управляющий вход коммутатора 6 соединен с входом счетчика 1 времени, выход которого подключен к входам дешифратора 7, вход дополнительного счетчика 8 времени подключен к выходу старшего разряда счетчика 1 времени, а его выход - к разрядным входам дополнительного ЗУ 9 с последовательной выборкой адресов, адресные входы ЗУ 9 подключены к соответствующим выходам коммутатора 6 (.емкость ЗУ 9 составляет nxt, где t - количество разрядов счетчика 8 и определяет диапазон измерений, равна максимальной длительности измеряемого временного интервала и может быть сколь угодно большой, при этом ЗУ 9 имеет m адресных входов), выходы ЗУ 9 подключены к соответствующим выходным шинам 15, первые входы элемента И-ИЛИ 10 подключены к выходам ,дешифратора 7, вторые входы подключены к выходам второго регистра 4, выход элемента И- ИЛИ 10 подключен к входу разрешения записи ЗУ 9, входы второго регистра .4 подключены к соответствующим измерительным шинам 11.1-11.П измерителя, которые в каждом разряде инвертор 16 подключены к первым входам первого 17 и непосредственно второго 18 триггеров, вторые входы объединены и подключены к установочному входу регистра 4, соединенному с шиной 20, выходы триггеров 17 и 18 подключены к первому и второму входам третьего триггера 19, а третий вход триггера 19 подключен к тактирующему входу регистра 4, подключенному к ши- не 12 счетных импульсов.

Многоканальный измеритель временных интервалов работает следующим образом,

В начале измерений счетчики 1 и 8 времени и регистр 4 устанавливают в исходное состояние. При этом в зависимости от потенциала на измерительных шинах триггеры 17 и 18 принимают различные состояния. Например, если на измерительной шине 11.1 уровень логической 1, то после окончания установочного импульса на установочной шине 20 (фиг. 2а) на выходе триг гера 17 устанавливается уровень логической 1 (фиг. 2Ь), а на выходе триггера 18 - О (фиг. 2Z-). Если на измерительной шине 11.1 уровень логического О, то уровень логической

1 устанавливается на выходе триггера 18, а О - на выходе триггера 17. При поступлении на вход счетчика 1 масштабных импульсов (фиг. 29) до срабатывания датчиков (не показаны) по измерительным шинам 11.1-ll.n (фиг. 2и) на выходах триггеров 19 имеется уровень логической 1 и соответственно на адресных входах записи ЗУ 2 и на вторых элементах И-ИЛИ 40 ные входы ЗУ 9, соответствующего сра10 установлен уровень логической 1. При этом содержимое счетчика 1 .времени переносится в ЗУ 2, так как выборка всех адресов записи производится параллельно, то при смене состояния счетчика 1 времени происходит отслеживание нового состояния всеми ячейками ЗУ 2 одновременно. Код с выхода счетчика 1 поступает .также на вторую группу входов коммутатора 6 и по сигналу на втором управляющем входе проходит на адресные входы ЗУ 9 как код адреса записи. Одновременно код с выхода счетчика 1 дешифруется

дешифратором 7 и поступает на соответ- 55 руется младшая часть разрядов, а на ствующий первый вход элемента И-ИЛИ дополнительном ЗУ 9 - старшая часть 10 при наличии импульса на соответствующем первому втором входе элемента И-ИЛИ 10, на выходе элемента И-ИЛИ

разрядов кода времени, соответствующего измеренному временному интерва лу.

g ю

15

3287884

10 формируется импульс разрешения записи ЗУ 9 и текущие значения дополнительного счетчика 8 времени записываются в ячейки ЗУ 9, определенные

кодом адреса (2рА, 2рА, ЗрАтрА)

на адресных входах.

Так как запуск дополнительного счетчика 8 времени осуществляется с выхода старшего разряда счетчика 1 времени, а адреса записи ЗУ 9 определяются кодом с выхода также счетчика 1 времени, то во все адреса ЗУ 9 записывается один и тот же код времени с выхода дополнительного счетчика 8 времени. Таким образом, происходит отслеживание состояний дополнительного счетчика 8 времени всеми ячейками последовательно по адресам дополнительного ЗУ 9.

I При поступлении на одну из измери- ельных шин 11.1-11.П на выходе триггера 18 (фиг. 2г) тоже устанавливается уровень логической 1, а пере25 ключение .триггера 19 происходит в момент отсутствия импульсов на его первом входе (фиг. 26.), и на соответствующем выходе регистра 4 устанавливается уровень логического нуля. При

30 этом прекращается запись нового состояния счетчика 1 времени по ячейкам (столбцу) ЗУ 2, адресным входам записи, подключенным к этому выходу регистра 4, и на этих ячейках фиксиру35 ется текущее значение кода счетчика 1 времени, соответствующее времени прихода импульса на измерительную шину 11. Кроме того, в моменты поступления кода адреса записи на адрес20

ботавшему каналу, на выходе элемента И-ИЛИ 10 импульс разрешения записи не формируется, так как на одном из вторых входов элемента И-ИЛИ 10 установлен уровень логического О. Таким образом, прекращается запись в ячейки ЗУ 9, соответствующие сработавшему каналу, и в них фиксируется текущее значение кода дополнительного

счетчика 8 времени, соответствующее времени прихода импульса на измерительную шину 11.

Таким образом, на ЗУ 2 регистрируется младшая часть разрядов, а на дополнительном ЗУ 9 - старшая часть

разрядов кода времени, соответствующего измеренному временному интервалу.

Аналогично происходит работа остальных каналов.

Порядок поступления входных импул сов, отмечающих временные интервалы, произвольный. При одновременном поступлении импульсов по нескольким измерительным входам в соответствующих ячейках памяти ЗУ 2 и ЗУ 9 регистрируется одно и то же значение кода времени. Погрешность измерения временного интервала составляет время, равное времени записи кода времени со счетчика 1 в ЗУ 2.

Как видно из временных диаграмм (фиг. 2е) переключение триггера 19 может происходить лишь в интервале времени между импульсами на входе счетчика 1 времени (фиг. 23), это позволяет синхронизировать изменение потенциала на выходе регистра 4 с пе р.еключением счетчиков времени и исключить искажение информации в ЗУ пр записи.

Считывание информации осуществляется при поступлении импульсов считывания, разделенных во времени с импульсами, поступающими на вход счетчика 1 времени, на шину 13 считывани регистром 3 последовательно по каналам. Последовательность импульсов с выхода регистра 3 поступает на соответствующие адресные входы считывания ЗУ 2 и младшая часть кода времени поступает на выходные шины 14. Од новременно последовательность импуль сов с. выхода регистра 3 поступает на соответствующие входы шифратора 5 который на каждый импульс по одному из входов формирует на выходе т-раз- рядный код,.соответствующий коду адреса считываемого канала с ЗУ 9.Коммутатор 6 по сигналу на входе коммутации первой группы входов адресные входы ЗУ 9 подключает к вьосоду шифратора 5 и происходит считывание старшей части кода времени с ЗУ 9,

,

fO

f5

20

- 35

25

30

40

45

Считанная информация поступает на дополнительные выходные шины 15.

Предлагаемый измеритель регистрирует как переход датчиков входных сигналов из одного состояния в другое, так и обратный переход. Причем, после регистрации первого изменения состояния (например, замыкания) датчиков возможна регистрация обратного изменения (размыкания) состояния датчиков, для этого на установочный вход 20 регистра 4 подают импульс, после чего устройство автоматически переходит в режим регистрации обратного изменения состояния датчиков. Таким образом, устройству сообщаются дополнительные функциональные возможности.

Формула изобретения

Многоканальный измеритель временных интервалов по . № 970306, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности измерений и расширения функциональных возможностей, каждый разряд второго регистра выполнен в виде трех триггеров и инвертора, причем каждая измерительная шина, подключенная к соответствующему информационному входу ; регистра, подключена через инвертор к первому входу первого триггера и непосредственно к первому входу второго триггера, вторые входы первого , и второго триггеров в каждом разряде объединены и подключены к установочному входу регистра, а их прямые выходы подключены соответственно к первому и второму входам третьего триггера, прямой выход которого является выходом разряда регистра, третьи входы третьих триггеров всех разрядов объединены и подключены к тактирующему входу регистра, соединенному с Ш1ной счетных импульсов.

а

Л

Изобретение относится к измери- т ельной технике и является дополнительным к авт.св. № 970306. Цель изобретения - повьшение достоверности измерений и расширение функцио2 Iofp эг/г S3p т/А 14 (Л т Ifft 15 fm4)f 7 10 JfA JM rv / 2 3 m Разрешение записи г (mtg)m -О (rnt))f a fmtttf ex 00 N) Фиг. /

UrLnJlR JJUl