Устройство для измерения мгновенного хода часов Советский патент 1988 года по МПК G04D7/12 

DO

а сд

о

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в часовой промышленности для измерения мгновенного хода часов.

Целью изобретения является упрощение устройства.

На фиг,1 представлена функциональная схема устройства; на г, 2 и 3 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства соответственно при опережении или отставании хода контролируемых часов.

Устройство (фиг,1) содержит шину 1 тактовых импульсов, шину 2 сигналов хода часов, счетчик с дешифратором 3, первый триггер 4, второй триггер 5, измерительный блок 6, формирователь 7 сигнала переполнения, третий триггер 8, информационную шину 9, шину 10 знака, шину 11 сигнала переполнения.

Счетный вход счетчика с дешифратором 3 соединен со счетным входом измерительного блока 6 и шиной 1 тактовых импульсов, вход установки трих- гера 4 соединен с шиной 2 сигналов хода часов, вторым входом сброса триггера 5, входом сброса счетчика с дешифратором 3 и четвертым входом формирователя 7 сигнала переполнения. Единичный выход триггера 4 соединен с входом разрешения счетчика с дешифг- ратором 3 и пятым входом формирователя 7 сигнала переполнения. Первый выход счетчика с дешифратором 3 соединен с входом установки триггера 5, входом сброса триггера 4 и входом сброса триггера 8, выход счетчика с дешифратором 3 соединен с входом установки измерительного блока 6, Единичный выход триггера 5 соединен с входом разрешения измерительного блока 6, Инверсный выход триггера 5 соединен с третьим входом формирователя 7 сигнала переполнения, выход которого соединен с входом установки триггера 8. Информационный выход измерительного блока 6 соединен с информационной шиной 9, Выход знакового разряда измерительного блока 6 соединен с шиной 10 знака и вторым входом формирователя 7 сигнала переполнения, первый вход которого соединен с выходом переполнения измерительного блока 6. Выход триггера 8 соединен с первым входом сброса триггера 5 и шиной 11 сигнала переполнения.

Измерительный блок 6 содержит зле- менты И 12 и 13, реверсивный десятич ный счетчик 14, триггер 15 знака,Первые входы элементов И 12 и 13 объединены и являются счетным входом измерительного блока 6, вторые входы элементов И 12 и 13 также объединены и являются входом разрешения счета из-

мерительного блока 6, выходы злемен- тов И 12 и 13 соединены соответственно с тактовыми входами прямого и обратного счета реверсивного десятичного счетчика 14, вход параллельной записи которого объединен с входом сброса триггера 15 знака и является входом предварительной установки измерительного блока 6 (информационные входы параллельного ввода информации в счетчик 14 не показаны). Выходы разрядов счетчика 14 являются информационными выходами измерительного блока 6, Выход Р (сигнала переноса при прямом счете) является выхо-

дом сигнала Переполнения измерительного блока 6, Выход 0 (сигнал переноса при обратном счете) соединен с входом установки триггера 15 знака. Единичный и инверсный выходы тригге-

ра 15 соединены соответственно с третьим входами элементов И 12 и 13, Единичный выход триггера 15 знака является выходом знакового разряда измерительного блока 6.

Формирователь сигнала переполнения содержит элемент И-ИЛИ-НЕ 16 и реализует следующее логическое соотношение:

40

F 1-2 + 2 3-4 -5,

где F - обозначение функции выходного сигнала формирователя 7; 1,2,3,4 и 5 - обозначение входов

формирователя.

45 На фиг.1 в качестве примера технической реализации формирователя 7 показан элемент И-ИЛИ-НЕ с количеством входов, определяемым указанным логическим соотношением. 50 Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии счетчик с дешифратором 3, триггеры 4,5 и 8, а также реверсивный десятичный счетчик 55 14 и триггер 15 измерительного блока 6 находятся в нулевом состоянии. На шине 1 тактовых импульсов присутствуют импульсы эталонной частоты от кварцевого генератора (не показаны).

На шине 2 сигналов хода часов сигналы отсутствуют, на информационной шине 9, шине 10 знака и шине 14 сигнала переполнения присутствуют потенциалы логического нуля.

Цикл измерения мгновенного хода начинается при поступлении по шине 2 сигнала хода часов в виде предва-

триггер 4 нуля (фиг,

возвращается в состояние 2г) и одновременно производится сброс (подтверждается нулевое состояние) триггера 8. Вследствие этого на вход разрешения счета измерительного блока 6 с единичного выхода триггера 5 поступает потенциал логической единицы, открывающий эле

Изобретение м.б. использовано в часовой промьшшенности. Цель изобретения - упрощение устройства. В случае, когда контролируемые часы спешат, начинает работать счетчик с дешифратором 3, на втором выходе которого формируется импульс, поступающий на вход предварительной установки измерительного блока 6. По этому импульсу происходит запись в счетчик 14 числа, соответствующего максим. положит, значению.мгновенного хода часов. Затем формируется импульс на первом выходе счетчика с дешифратором 3, триггер 5 устанавливается в 1, триггер 4 - в состояние О.На выходе элемента И 13 появляются импульсы, поступающие на счетный вход измерительного блока 6 с шины 1.Счетчик 14 работает в режиме вычитания. Счетчик с дешифратором 3 прекращает работу. При поступлении следующего импульса хода часов разрешается работа счетчика с дешифратором 3 и прекращается работа счетчика 14, содержимое которого есть результат измерения в цикле между первыми двумя импульсами хода часов, который поступает на индикацию. Рассмотрен случай, когда контролируемые часы отстают, 3 ил. о (Л

рительно сформированного прямоуголь- ю менты И 12 и 13. На выходе элемента

него импульса с длительностью меньше периода следования тактовых импульсов на шине 1. По переднему фронту этого импульса происходит обнуление (подтверждается нулевое состояние) счетчика с депшфратором 3, а по заднему фронту триггер 4 устанавливается в состояние единицы и подтверждается нулевое состояние триггера 5. Так как триггер 4 устанавливается в единичное состояние по заднему фронту импульса, то потенциал логического нуля на его единичном выходе до срабатывания триггера 4 запрещает прохождение импульса хода часов на выход формирователя 7 сигнала переполнения. После срабатывания триггера 4 потенциал логической единицы на его выходе разрешает отсчет счетчиком с дешифратором 3 тактовых импульсов, поступающих по шине 1.

Рассмотрим работу устройства для двух случаев: первый, когда контролируемые часы спешат, и второй, когда контролируемые часы отстают.

В первом случае после поступления импульса хода часов по шине 2 (фиг.2в) по заднему фронту этого Htr- пульса триггер 4 устанавливается в

И 13 появляются импульсы (фиг.2е), поступающие на счетный вход измерительного блока 6 с шины 1. Счетчик 14 работает в режиме вычитания.Счет-

15 чик с дешифратором 3 прекратил работу, так как на его вход разрешения счета с единичного выхода триггера 4 поступает потенциал логического нуля. При поступлении по шине 2 следующе-

20 го импульса хода часов (фиг.2а) по переднему фронту этого импульса происходит обнуление счетчика с дешифратором 3, а по заднему фронту триггер 4 устанавливается в состояние

25 единицы (фиг.2г), а триггер 5 - в состояние нуля (фиг.2д). При этом вновь разрешается работа счетчика с дешифратором 3, а потенциал логического нуля с единичного выхода

30 триггера 5 закрывает элементы И 12 и 13, вследствие чего прекращается работа счетчика 14. Содержимое счетчика 14, представляющее из себя результат измерения в цикле между пер35 выми двумя импульсами хода часов,поступает на информационные выходы измерительного блока 6, а следовательно, и на информационную ошну 9, откуда поступает на индикацию (блок индика-

единичное состояние (фиг.2г). Начина- 40 ции не показан). Одновременно по задет работать счетчик с дешифратором 3, на втором выходе которого формируется импульс (фиг.2б), поступающий на вход предварительной установки измерительного блока 6. По этому HNT- пульсу происходит запись в счетчик 14 числа, соответствующего максимальному положительному значению (пределу измерения) мгновенного хода часов (например, 99, 99 при четырехдекад- ном счетчике 14), а триггер 15 знака устанавливается в состояние, соответствующее положительному знаку результата измерения (состояние логического нуля). Затем формируется импульс на первом выходе счетчика с дешифратором 3 (фиг.2в), по переднему фронту которого триггер 5 устанавливается в состояние единицы (фиг.2д).

нему фронту второго импульса хода часов начинается новый цикл измерения.

В случае, когда сигнал хода часов

45 поступит до момента появления импульса на первом выходе счетчика с дешифратором 3, по импульсу с второго выхода счетчика с дешифратором 3 (фиг.26) в счетчик 14 записывается

50 число, соответствующее пределу измерения, а триггер знака устанавливается в положение, соответствующее положительному знаку результата измере- иия. Поступающий импульс хода часов

55 проходит на выход формирователя 7 сигнала переполнения, так как на его втором, третьем и пятом входах присутствуют потенциалы, разрешающие прохождение импульса хода часов,пос-

И 13 появляются импульсы (фиг.2е), поступающие на счетный вход измерительного блока 6 с шины 1. Счетчик 14 работает в режиме вычитания.Счет-

чик с дешифратором 3 прекратил работу, так как на его вход разрешения счета с единичного выхода триггера 4 поступает потенциал логического нуля. При поступлении по шине 2 следующе-

го импульса хода часов (фиг.2а) по переднему фронту этого импульса происходит обнуление счетчика с дешифратором 3, а по заднему фронту триггер 4 устанавливается в состояние

единицы (фиг.2г), а триггер 5 - в состояние нуля (фиг.2д). При этом вновь разрешается работа счетчика с дешифратором 3, а потенциал логического нуля с единичного выхода

триггера 5 закрывает элементы И 12 и 13, вследствие чего прекращается работа счетчика 14. Содержимое счетчика 14, представляющее из себя результат измерения в цикле между первыми двумя импульсами хода часов,поступает на информационные выходы измерительного блока 6, а следовательно, и на информационную ошну 9, откуда поступает на индикацию (блок индика-

ции не показан). Одновременно по заднему фронту второго импульса хода часов начинается новый цикл измерения.

В случае, когда сигнал хода часов

поступит до момента появления импульса на первом выходе счетчика с дешифратором 3, по импульсу с второго выхода счетчика с дешифратором 3 (фиг.26) в счетчик 14 записывается

число, соответствующее пределу измерения, а триггер знака устанавливается в положение, соответствующее положительному знаку результата измере- иия. Поступающий импульс хода часов

проходит на выход формирователя 7 сигнала переполнения, так как на его втором, третьем и пятом входах присутствуют потенциалы, разрешающие прохождение импульса хода часов,пос-

тупающего на четвертый вход. По заднему фронту импульса на выходе формирователя 7 сигналов переполнения (фиг,2л) происходит срабатывание триггера 8 (фиг.2м), вследствие чего на шину 11 сигнала переполнения поступает сигнал логической единицы. На информационных шинах 9 в это врем присутствует информация, соответствующая пределу измерения (например, 99,99 с/сут), на шине 10 знака - потенциал, соответствующий положительному знаку результата. Блок индика-

ции отображает в этом случае информа- ig по шине 1 на выход элемента И 13

цию о знаке результата и переполнении при измерении. Одновременно по переднему фронту импульса хода часов происходит обнуление счетчика с дешифратором 3, а по заднему фронту подтверждается единичное состояние триггера 4 (фиг.2г), далее цикл работы устройства повторяется. На фиг.2 показаны также сигнал на выходе Р счетчика 14 (фиг.2и), поступаю- 25 состояние, соответствующее отрицащий на первый вход формирователя 7 сигнала переполнения, и (пунктиром) ожидаемое положение импульса на выходе 0 счетчика 14 (фиг.2з). Имтельному результату измерения (фиг.Зк). При этом закрывается элемент И 13 (фиг.Зе) и открывается элемент И 12, на выходе которого по-

35

пульс На выходе Р счетчика 14 не ока- зо являются тактовые импульсы (фиг.Зж).

Счетчик 14 переходит в режим суммирования. При поступлении следующего импульса хода часов (фиг.За) по его переднему фронту происходит сброс счетчика с дешифраторам 3, а по заднему фронту триггер 4 устанавливается в состояние единицы (фиг.Зг), триггер 5 - в состояние нуля (4иг. Зд). Потенциал логической единицы с

40 выхода триггера 4 разрешает работу счетчику с дешифратором 3. Потенциал логического нуля с выхода триггера 5 закрывает элементы И 12 и 13. В счетчике 14 хранится результат измерения,

45 который поступает на информационную шину 9 для индикации. На шине 10 знака при этом присутствует потенциал, соответствугаций отрицательному результату измерения. Далее цикл рабо-

gQ ты повторяется.

В случае, если сигнал хода часов поступит через время, превьш1ающее время заполнения счетчика 14 до максимальной величины, на выходе пере- полнения Р счетчика 14 появится импульс (фиг.Зи), который из-за наличия потенциала логической единицы на втором входе формирователя 7 сигнала переполнения поступит на его выход

зывает влияния на работу устройства, так как блокируется потенциалом логического нуля, поступающим с выхода знакового разряда измерительного блока 6 на второй вход формирователя 7 сигнала переполнения.

Временный интервал между импульсом хода часов и импульсом на выходе 0 счетчика 14 равен времени измерения (например, 2с). Исходя из времени измерений и требуемой разрешающей способности выбирается частота тактовых импульсов на шине 1 (для разрешающей способности 0,01 с/сут частота тактовых импульсов должна быть равна 4,32 МГц.)

Во втором случае, когда контролируемые часы отстают, поступающий по шине 2 импульс хода часов (фиг.За) производит обнуление счетчика с дешифратором 3 и задним фронтом устанавливает триггер 4 в состояние единицы, а триггер 5 - в состояние нуля. Начинает работать счетчик с дешифратором 3, на втором (фиг.Зб), а затем на первом (фиг.Зв) выходах которого формируются импульсы. По импульсу на втором выходе счетчика с дешифратором 3 производится запись в счет55

чик 14 числа, соответствующего выбранному предельному значению и установка триггера 15 в состояние, соответствующее положительному знаку результата измерения. Но переднему фронту импульса на первом выходе счетчика с дешифратором 3 триггер 5 устанавливается в состояние единицы (фиг.Зд), а триггеры 4 (фиг.Зг) и 8 - в нулевое состояние. Потенциал логической единицы с единичного выхода триггера 5 разрешает прохождение тактовых импульсов, поступающих

(фиг.Зе), вследствие чего реверсивный десятичный счетчик 14 начинает работать в режиме вычитания. Тактовые импульсы присутствуют на выходе элемента И 13 до появления импульса на выходе О, т.е. до момента, когда счетчик не установится в нулевое состояние. По заднему фронту этого икг- пульса триггер 15 установится в

тельному результату измерения (фиг.Зк). При этом закрывается элемент И 13 (фиг.Зе) и открывается элемент И 12, на выходе которого по-

(фиг,3л). По заднему фронту этого импульса триггер 8 установится в единичное состояние, вследствие чего триггер 5 вернется в нулевое состояние (фиг.Зд), а на шине 11 сигнала переполнения присутствует потенциал логической единицы, свидетельствующий о переполнении при измерении разрядной сетки устройства. Блок индикации при этом отображает информацию о знаке результата и переполнении разрядной сетки при измерении. При поступлении очередного импульса хода часов цикл работы устройства повторяется. При отсутствии сигнала хода часов на шине 2 на выходах устройства сохраняется результат последнего измерения.

Формула изобретения

Устройство для измерения мгновенного хода часов, содержащее счетчик

выход первого триггера соединен с разрешающим входом счетчика с дешифратором, первый выход которого подключен к входу установки второго триггера, а выход третьего триггера соединен с шиной сигналов переполнения, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства,

10 в него введен формирователь сигнала переполнения, причем его выход соединен с входом установки третьего триггера, выход которого подключен к первому входу сброса второго триг-

15 гера, соединенного своим прямым выходом с входом разрешения измерительного блока, шина сигналов хода часов подключена к входу установки первого триггера, входу сброса счетчика с

20 дешифратором, второму входу сброса второго триггера и четвертому входу формирователя сигнала переполнения, первый вход которого соединен с выходом переполнения измерительного бло- с дешифратором, три триггера, измери- 25 ка, подключенного своим входом уста- тельный блок, информационную шину,новки к второму выходу счетчика с

шину тактовых импульсов, шину сигна-дешифратором, а входы сброса первого

лов хода часов, шину знака и шинуи третьего триггеров соединены с

сигналов переполнения, причем шинавходом установки второго триггера,

тактовых импульсов соединена со счет- ЗО инверсный выход которого подключен

ными входами счетчика с дешифратором и измерительного блока, информационный выход и выход знакового разряда которого подключены соответственно к информационной шине и шине знака.

выход первого триггера соединен с разрешающим входом счетчика с дешифратором, первый выход которого подключен к входу установки второго триггера, а выход третьего триггера соединен с шиной сигналов переполнения, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства,

0 в него введен формирователь сигнала переполнения, причем его выход соединен с входом установки третьего триггера, выход которого подключен к первому входу сброса второго триг-

5 гера, соединенного своим прямым выходом с входом разрешения измерительного блока, шина сигналов хода часов подключена к входу установки первого триггера, входу сброса счетчика с

0 дешифратором, второму входу сброса второго триггера и четвертому входу формирователя сигнала переполнения, первый вход которого соединен с выхок третьему входу формирователя си1- нала переполнения, соединенного своими вторым и пятым входами соответственно с шиной знака и выходом первого триггера.

v

О

c«)