Устройство для измерения временного интервала Советский патент 1987 года по МПК G04F10/04 

1

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для измерения длительности одиноч ных импульсов.

Цель изобретения - повышение точности измерения временного интервала.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства для измерения временного интервала; на фиг.2 - эпюры напряжений, поясняющие работу.данного устройства .

Устройство для измерения временно го интервала содержит формирователи 1 и 2 импульсов, выходы которых соединены соответственно с установочным входом и входом сброса формирующего триггера 3, секционированный селектор 4,- N триггеров 5, управляющие входы которых подключены к выходам секционированного селектора 4, а входы сброса объединены и подключены к выходу формирователя 1, индикатор 6, входы которого подключены к выходам 5 триггеров, секционированный селектор 4 содержит последовательно соеди- ненные N блоков 7 логических фильтров, каждый блок состоит из последовательно соединенных элемента 8 задержки, элемента ИЛИ 9, элемента 10 задержки, элемента НЕ 11, элемента 12 задержки, элемента Ш1И-НЕ 13, эле мента И 14 и элемента 15 задержки, первые входы элементов И 14, ИЛИ 9 и элемента 8 задержки объединены и являются первыми овходами блоков 7, выход элемента 8 задержки соединен с вторыми входами элементов ИЛИ 9 и И 14, выход элемента ИЛИ 9 через вто рой элемен 10-задержки 10 соединен с входом элемента НЕ 11, выход которого через третий элемент 12 задержки соединен с первым входом элемента ИЛИ-НЕ 13, а выход элемента И 14 через элемент 15 задержки соединен с вторым входом элемента ИЛИ-НЕ 13 и с первым входом последующего блока 8. Третий вход элемента ИЛИ-НЕ 13 является вторьм входом блока 7 и подключен к входу элемента НЕ И последующего блока 7, кроме последнего. Вхо дом селектора является первый вход первого блока 7, а выходами - выходы элементов ИЛИ-НЕ 13 каждого блока 7.

Повышение точности измерения временного интервала в устройстве дости гается за счет селекции первыц, вторым, N-M блоком 7 секционированного

3306052

селектора 4 соответственно импульсов длительностью

5 (N-H)j

),

где Т, - время естественной задержки

элементов блоков 7; N - числа ряда О, 1, 2, 3... . Селекция каждого измеряемого импульса производится только-определенным блоком 7, каяздый из которых обнаруживает импульсы конкретной наперед известной длительности, что при- водит к ошибке измерения, равной

(N+2) - (N+DTj ITj,

Устройство для измерения интервала времени работает следутоцим образом.

Формирователями 1 и 2 формируются короткие импульсы, соответствующие началу и концу измеряемого интервала

времени. Эти импульсы воздействуют на триггер 3, выходной импульс которого поступает на вход селектора 4.

Пусть, например, на вход селектора (фиг. 1) поступают импульсы (фиг.2а)

длительностью в J , 3, З Г, 2С соответственно с паузой между импульсами в данном случае не менее ЗС (селектор собран из трех блоков 7). Следует отметить, что различных микросхем одной серии примерно равны.Однако из-за нерегламентированности времени задержки логических элементов существует вероятность выбора для реализации селектора элементов с сильно различающимися естественными задержками .;. С целью выравнивания величины б ,, задержки логических элементов и приведения ее к постоянной величине с выходы логических элементов И, ИЛИ, НЕ селектора подключают к элементам задержки,имеющим разное время задержки с . Суммарное время задержки любого логического элемента и соответствующего элемента

задержки при этом составляет 6,; ч- t ; , т.е. постоянную величину. Элементы 8 задержки каждого блока 7 поступающие на их первые входы импульсы (фиг. 2а, в, д) соответственно задерживают на определенное время (фиг. 2б, г, е). Импульсы, приведенные на фиг. 2в,д,ж, формируют посредством проведения операции логического умножения между импульсами, посту 1330605

ми на входы элементов И 14 кажблока 7, и задержки их на вре. Импульсы, приведенные на

во

Т со кр до ре чи

фиг. 2з, и, к, формируют посредством проведения операции логического суммирования меяиу импульсами, поступающими на входы элементов ИЛИ 9 каждого блока 7, и задержки их на время . Элементы НЕ 1 1 в каадом блоке 7 производят инвертирование импульсов, поступающих с выходов элементов 10 задержки (фиг. 2з, и, к), и элементы 12 задержки задерживают их на время t (фиг. 2 л, м, н).

Информационные импульсы длительностью в 2 формируют посредством проведения операции логического суммирования с последующим инвертированием между импульсами, поступающими на первые входы элементов ИЛИ-НЕ 13 каждого блока 7 (фиг. 2 л, м, н), импульсами, поступающими на вторые входы элементов ИЛИ-НЕ 13 (фиг. 2в, д, ж), и импульсами, поступающими на третьи входы элементов ИПИ-НЕ 13 (фиг.2 и, к) соответственно. Информационными импульсами (фиг.2 о, р, с) триггеры 5 устанавливаются в состояние, отображающее измерение той или иной длительности измеряемого импульса, например в состояние единицы. Предварительная установка триггеров в нулевое состояние производится импульсом с выхода первого формировате- -.ц ционированного селектора соединены ля. Таким образом, по номеру выхода , соответственно с установленными входами N триггеров, входы сброса которых объединены и подключены к выходу

секционированного селектора 4, на котором появляется информационный импульс, определяют длительность измепервого формирователя импульсов, а

ряемого интервала времени. В качест- 40 выходы N триггеров подключены к вхове индикатора 6 номера выхода селектора 4, на котором появляется информационный импульс, можно, например, использовать блок светодиодов,которые как известно просто согласовываются с триггерами и удобны для -визуальной индикации.

Необходимо отметить, что отношение определяет количественно .повышение точности измерения интервала времени предпагаемым устройством относительно известного. При использовании для подсчета импульсов счетчиков с ускоренным образова1шем

дам индикатора.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что секционированный селектор состоит из последо46 вательно соединенных N идентичных блоков логических фильтров, причем каждый блок логических фильтров состоит из последовательно соединенных первого элемента задержки, элемента

50 ИЛИ, второго элемента задержки, элемента НЕ, третьего элемента задержки, элемента ИЛИ-НЕ, элемента И и четвер- jToro элемента задержки, причем первые входы элементов И, ИЖ и первого

переноса (наиболее быстродействуюоще пс элемента задержки объединены и явля- счетчики,построенные, например, на ются дервыми входами блоков логичес- 1К-триггерах, примененные в секциони- ких фильтров, выход первого элемента задержки соединен также с вторыми входами элементов ИЛИ и И, выход элерованном селекторе) ошибка измерения интервала времени известным устройством составит величину Т Ь Пt где

Т - период следования счетных импульсов, равный максимальной ошибке дискретизации, определяемый минимально допустимым временем длительности переходных процессов в триггерах счетчика.

При использовании в качестве элементов задержки линий задержек с задержкой Гд, - С, ошибка дискретности измерения временного интервала предлагаемым устройством составит величи - ну с « Oi . Следовательно, отношение

Т/Г 6 определяет максимальный выигрыш в повышении точности.измерения интервала времени предлагаемым устройством относительно известного.

20

Формула изобретения

1. Устройство для измерения временного интервала, содержащее первый и второй формирователи импульсов, выходы которых соединены соответствен- . но с установочным входом и входом сброса формирующего триггерами индикатор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения временного интервала,в него введен секционированный селектор и N триггеров, при этом выход формирующего триггера соединен с входом секционированного селектора, а выходы секпервого формирователя импульсов, а

дам индикатора.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что секционированный селектор состоит из последовательно соединенных N идентичных блоков логических фильтров, причем каждый блок логических фильтров состоит из последовательно соединенных первого элемента задержки, элемента

ИЛИ, второго элемента задержки, элемента НЕ, третьего элемента задержки, элемента ИЛИ-НЕ, элемента И и четвер- Toro элемента задержки, причем первые входы элементов И, ИЖ и первого

мента ИЛИ через второй элемент задержки соединен с входом элемента НЕ, выход которого через третий элемент задержки соединен с первым входом эле- элемента ИЛИ-НЕ,а выход элемента И через четвертый элемент задержки соединен с вторьм входом элемента ИЛИ- НЕ и с первым входом последующего бло- блока логического- фильтра, третий

FT

зт

зт

7Г

п

ш

п

Редактор М. Дыпын

фи8.2

Составитель И. Козлов Техред М.Ходанич

Заказ 3581/49Тираж 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

вход элемента ИЛИ-НЕ является вторым входом блока логического фильтра и подключен к входу элемента НЕ последующего блока, кроме последнего, кроме того, входом секционированного селектора является первый вход первого блока логического фильтра, а выходами - выходы элементов ИЛИ-НЕ каждого блока логического фильтра.

JT

JL

2Т

п

п

п

п

Корректор Г. Решетник

Устройство для измерения временного интервала содержит формирователи 1 и 2 импульсов, формирукиций триггер 3, секционированный триггер 4, N триггеров 5, индикатор 6, N блоков 7 логических фильтров, элемент 8 задержки, элемент ИЛИ 9, элементы 10, 12 и 15 задержки, элемент НЕ 11, элемент ИЛИ-НЕ 13 и элемент И 14. Устройство имеет повьш1енную точность измерения временного интервала. 2 ил. (Л 00 00 О 05 о ел