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

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении временных интервалов.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей : устройства за счет обеспечения возможности измерения как максимальной, так и минимальной длительностей им- пульсов, а также за счет обеспечения возможности работы устройства с произвольным порядком следования длительностей измеряемых интервалов времени. - На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для измерения временных интервалов; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства в режиме измерения со ответственно максимальной и минималь ной длительностей импульсов; на фиг. 3 - то же; на фиг. 4 - функцио- :нальная схема блока управления.

Устройство для измерения временны интервалов содержит триггер 1 с разделенным входами, генератор 2 импульсов, .элементы И 3 и 4, первый 5 (суммирующий) и второй 6 (вычитающий) счетчики импульсов, блок 7 регистра- ции, блок 8 управления и элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9. Блок 8 управления имеет (фиг. 1) выходы 10 - 14 и входы 1 5 и 1 6 .

Выход генератора 2 подключен к первым входам элементов И 3 и 4, выходы которых подключены соответственно к счетным входам счетчиков 5 и 6 импульсов, выходы счетчика 5 импульсов соединены поразрядно с уста- новочными входами счетчика 6 импульсов и информациоиньши входами блока

7регистрации. Первьш вход 16 блока

8управления подключен к входной шине 17 устройства и вторым входам эле- 45 жительные импульсы так же при перементов И 3 и 4, п-ервый-выход 10 блока 8 соединен с управляющим входом счетчика 5 импульсов, четвертый выход 11 - с управляющим входом блока 7 регистрации и первым входом триггера 1 (с раздельными входами), второй 12 и третий 13.выход 11 блока 8 управления подключены соответственно к управляющему и тактовому входам счетчика 6 импульсов, пятый выход 14 блока 8 соединен с вторым входом триггера 1 (с раздельными входами), второй вход 15 блока 8 подключен к Мине 18 управления устройства, пер50

паде уровней входного напряжения из лог. 1 в лог.О.

Кроме того, блок 8 управления содержит три элемента 22-24 задержки, четыре элемента НЕ 25 - 28, два элемента И 29 и 30 и, один элемент ИЛИ 31.

Устройство для измерения временных интервалов работает следующим gg образом.

В исходном состоянии, когда на шину 17 устройства (фиг. 2а , Зе) измеряемые импульсы не поступают, в счетчиках 5 и 6 записаны числа, раввый вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9 соединен с третьим входом элемента И 4 и выходом переноса счетчика 6 импульсов, второй вход соединен с инверсным выходом триггера 1 с раздельными входами, а выход подключен к третьему входу элемента И 3.

В качестве триггера 1 с раздельными входами может быть использован RS-триггер.

Б качестве генератора импульсов может быть применен генератор прямоугольных импульсов, частота которого стабилизирована с помощью кварцевого резонатора.

Счетчики 5 и 6 импульсов могут быть вьшолнены на микросхемах, например, К155ИЕ7., причем счетчик 6 импульсов работает в режиме вычитания, а счетчик 5 в режиме суммирования.

Блок 7 регистрации содержит регистры памяти, дешифратора и цифровые индикаторы.Регистры памяти могут быть выполнены на D-триггерах. Перепись результатов измерения в регистры памяти в конце измерительного цикла осуществляется по команде (фиг. 26), подаваемой с выхода 11 блокс 8 управления.

Блок 7 регистрации может представлять устройство сопряжения с ЭВМ,

Блок 8 управления (фиг. 4) содержит врёмязадающий делитель 19 частоты, определяющий длительность измерительного цикла (фиг. Зе, 2б) устройства, и два генератора 20 и 21 одиночных импульсов, один из которых (генератор 21) формирует короткие отрицательные импульсы в моменты перепада .уровней входного напряжения из лог. 1 в лог.О, другой (генератор 20) формирует короткие поло0

паде уровней входного напряжения из лог. 1 в лог.О.

Кроме того, блок 8 управления содержит три элемента 22-24 задержки, четыре элемента НЕ 25 - 28, два элемента И 29 и 30 и, один элемент ИЛИ 31.

Устройство для измерения временных интервалов работает следующим g образом.

В исходном состоянии, когда на шину 17 устройства (фиг. 2а , Зе) измеряемые импульсы не поступают, в счетчиках 5 и 6 записаны числа, равные нулю. На выходе триггера 1 и на выходе.элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9 присутствует лог, 1, а на выходе переноса счетчика 6 - лог. О.

Для обеспечения работы устройства в режиме измерения максимальной длительности входного импульса (фиг.2) на шину 18 управления устройства подается лог. О, при этом на выходе 14 блока 8 управления непрерывно присутствует лог. 1 (фиг. 2ж), фиксирующая триггер 1 в одном постоянном состоянии (фиг. Z j) .

Измеряемый импульс разрешает прохождение импульсов с генератора 2 на счетчик 5. По заднему фронту измеряемого импульса прекращается прохождение импульсов с генератора 2 на

Для перевода устройства в режим

35

счетчик 5, а блок 8 управления вырабатывает команду (фиг. 2б), по кото-20 измерения минимальной длительности рой код, соответствуюш й длительное- импульса необходимо на шину 18 уп- ти измеренного импульса, из счетчика 5 переносится в счетчик 6. При этом на выходе переноса счетчика 6 устанавливается лог. 1 (фиг. 2и), а на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9 - лог. О (фиг. 2К).

Очередной измеряемьш импульс (в данном случае второй) разрешает прохождение импульсов с генератора 2 на счетчик 6, при этом прохождения импульсов с генератора 2 на счетчик 5 нет. Если длительность второго импульса больше длительности первого импульса, то счетчик 6 подсчитывает то же число импульсов генератор-а 2, которое поступает на вход счетчика 5 в течение времени существования первого измеряемого импульса, а на выходе переноса счетчика 6 устанавливается лог. О., который с помощью элемента И 4 останавливает прохождение импульсов с генератора 2 на счетчик бис помощью.элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9 разрешает их прохождение на счетчик 5.

По заднему фронту измеряемого импульса прекращается прохождение импульсов с генератора -2 на счетчик 5. В результате этого в счетчике 5 запи-50 сано число, равное значению длительности первого импульса, плюс та до-- бавка (разность), на которую длительность второго импульса превьшает длительность первого.

равления подать лог. 1, при этом с выхода 14 блока 8 управления (фиг.3) поступают короткие отрицательные импульсы, а через время 2 с выхода 10 (фиг. 32-) блока 8 управления - короткие положительные импульсы, соответствующие заднему фронту измеряемого импульса.

Измеряемый импульс (фиг. За) разрешает прохождение импульсов с генератора 2 на счетчик 5. По заднему фронту измеряемого импульса прекращается прохождение импульсов с генератора 2 на счетчик 5, а также с помощью короткого отрицательного импульса, поступающего с выхода 14 блока 8 управления, происходит переключение триггера 1 из состояния лог.1 в состояние лог. О (фиг. 2),, которое сохраняется до конца измерительного цикла. Одновременно с этим блок 8 управления вырабатывает команду 45 (фиг. ЗЬ), по которой код, соответствующий длительности измеренного цикла, из счетчика 5 переносится в счетчик 6. При этом на выходе переноса счетчика 6 устанавливается лог. 1 (фиг. Зи), а на выходе.

40

элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9 остается лог. Ч (фиг. Зк), так как триггер 1 переключается в состояние лог. О. После этого через время, равное , по команде с выхода 10

блока 8 управления счетчик 5 обнуля- Если длительность второго импуль- ется.

са меньше или равна длительности пер- Очередной измеряемый импульс (в вого импульса, то прохождение импуль- данном случае второй) разрешает про-:

сов с генератора 2 на счетчик 5 не происходит и код в счетчике 5 не из меняется.

После окончания измерительного . цикла блок 8 управления вырабатывает команду (фиг. 2), по которой код из счетчика. 5 фиксируется блоком 7 регистрации через некоторое время, равное (фиг. 24- ,%), происходит обнуление счетчиков 5 и 6, а в блоке 7 регистрации за время измерительного цикла фиксируется максимальная длительность импульса из п поступивших на вход устройства.

Причем правильность измерения не зависит от порядка следования длительностей входных интервалов времени.

Для перевода устройства в режим

измерения минимальной длительности импульса необходимо на шину 18 уп-

измерения минимальной длительности импульса необходимо на шину 18 уп-

равления подать лог. 1, при этом с выхода 14 блока 8 управления (фиг.3) поступают короткие отрицательные импульсы, а через время 2 с выхода 10 (фиг. 32-) блока 8 управления - короткие положительные импульсы, соответствующие заднему фронту измеряемого импульса.

Измеряемый импульс (фиг. За) разрешает прохождение импульсов с генератора 2 на счетчик 5. По заднему фронту измеряемого импульса прекращается прохождение импульсов с генератора 2 на счетчик 5, а также с помощью короткого отрицательного импульса, поступающего с выхода 14 блока 8 управления, происходит переключение триггера 1 из состояния лог.1 в состояние лог. О (фиг. 2),, которое сохраняется до конца измерительного цикла. Одновременно с этим блок 8 управления вырабатывает команду (фиг. ЗЬ), по которой код, соответствующий длительности измеренного цикла, из счетчика 5 переносится в счетчик 6. При этом на выходе переноса счетчика 6 устанавливается лог. 1 (фиг. Зи), а на выходе.

хождение импульсов с генератора 2 на счетчики 5 и 6.

Если длительность второго импульса меньше длительности первого, то счетчик 5 подсчитывает число импульсов генератора 2, соответствующее длительности второго импульса.

Если длительность второго импульса больше, или равна длительности первого, то счетчик 6 подсчитывает то же число импульсов генератора 2, которое -поступает на вход счетчика 5 в течение времени существования первого измеряемого импульса, на выходе переноса счетчика 6 устанавливается лог. О (фиг. Зы), которьй запрещает прохождение импульсов с генератора 2 на счетчики 5 и 6.

ПоЬле окончания измерительного цикла блок 8 управления вырабатывает команду (фиг. 35) по которой код из счетчика 5 фиксируется блоком 7 регистрации, а Через некоторое время, равное 2 t (фиг. Зч-, о ) , происходит обнуление счетчиков 5 и 6, В блоке 7 регистрации за время измерительного цикла фиксируется минимальная длительность импульса из п поступивших на вход устройства, правильность измерения при этом также не зависит от порядка следования длительностей входных интервалов времени.

Формула изобретения

Устройство .для измерения временны интервалов, содержащее генератор им

пульсов, выход которого .подключен к первым входам первого и второго элементов И, выходы которых соединены со счетными входами соответственно первого и второго счетчиков импульсов, триггер, блок управления, первый вход которого подключен к входной шине устройства, а первый и второй выходы соединены с управляющими входами соответственно первого и второго счетчиков импульсов, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5 и блок регистрации,,причем входная шина устройства подключена к вторым входам первого и второго элементов И, третий вход первого элемента И подключен к .выходу элемента ИСКЛЮЧА ОЩЕЕ ИЛИ, первьй вход которого соединен с третьим входом второго элемента И и выходом переноса второго счетчика, тактовый вход которого соединен с третьим выходом блока управления, четвертый выход которого подключен к управляющему входу блока регистрации и первому входу триггера,,второй вход которого соединен с пятым выходом блока управления, а выход - с вторым 0 входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выходы первого счетчика импульсов поразрядно подключены к установочным входам второго счетчика импульсов и информационным входам блока регистрации, второй вход блока управления подключен к шине управления устройства.

0

5

35

Редактор 0. Головач

Составитель Л. Плетнева

Техред М.Ходанич Корректор Л. Пилипенко

Заказ 3487/49 Тираж 370Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

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

Изобретение позволяет расширить функциональные возможности устройства измерения временных интервалов. Устройство содержит триггер 1, генератор 2 импульсов, элементы И 3 и 4, счетчики 5 и 6 импульсов и блок 8 управления. Введение блока 7 регистрации и элемента ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ 9 обеспечивает возможность измерения как максимальной, так и минимальной, длительности импульсов. Кроме того, устройство имеет возможность рабо- .тать с произвольным порядком следования длительности и измеряемых интервалов времени. 4 ил. о to (Л Фиг.1