Цифровой измеритель временных интервалов Советский патент 1988 года по МПК G04F10/04 

Старт

CfftOt

со

О

о о

00 О5

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения длительности одиночньк временных интервалов.

Цель изобретения - повьппение точности измерений и надежности устройства.

На чертеже изображена блок-схема цифрового измерителя временных интервалов .

Устройство содержит генератор 1 импульсов, формирователи 2-4 импульсов, линию 5 задержки, группу элементов 6-8 совпадения, RS-триг- геры 9 - 11, группу элементов 12 - ,14 совпадения, элемент ИЛИ 15, счетчик 16, линию 17 задержки, группу элементов 18-20 совпадений и счетный триггер 21.

Отводы линий 5 и 17 задержки подключены к первым входам соответствующих элементов совпадения 6 - 8 и 18-20 соответственно, выходы элементов 6-8 совпадения соединены с S-входами RS-триггеров 9-11 соответственно, первые входы элементов 12 - 14 подключены к прямым выходам RS-триггеров 9 - 11, вторые входы

Перед началом измерения триггеры 9 - 11 и 21 и счетчик 16 устанавливаются в нулевое состояние. Длительность импульса формирователя 2 равна удвоенному суммарному времени задержки переключения Типовых логических элементов - элемента совпадения и . триггера, которые используются в измерителе, т.е.

10

( (0 +

НМЛ - элем, сов па д

+ i иг Фазовый сдвиг между импульсами на двух соседних выходах как линии 5 задержки, так и линии 17 задержки равен /2.

If Импульс начала измеряемого интер- вала времени Старт преобразуется формирователем 3 в импульс длительностью . Он открьгоает элементы 6 - 8 совпадения. Первый импульс,

20 поступивший на второй вход элемента 6 совпадения или на первые входы элементов 7 и 8 совпадения с определенного отвода линии 5 задержки, устанавливает в единичное состояние со-

25 ответствующий RS-триггер (9 - 11). Импульс формирователя 3 заканчивает-, ся и элементы 6-8 совпадения закрываются, запрещая срабатьшание остальных RS-триггеров (9 - 11). Включенэлементов 12-14 подключены к соот- 30 ный RS-триггер (9 - 11) открьшает со3669862

Перед началом измерения триггеры 9 - 11 и 21 и счетчик 16 устанавливаются в нулевое состояние. Длительность импульса формирователя 2 равна удвоенному суммарному времени задержки переключения Типовых логических элементов - элемента совпадения и . триггера, которые используются в измерителе, т.е.

10

( (0 +

НМЛ - элем, сов па д

+ i иг Фазовый сдвиг между импульсами на двух соседних выходах как линии 5 задержки, так и линии 17 задержки равен /2.

If Импульс начала измеряемого интер- вала времени Старт преобразуется формирователем 3 в импульс длительностью . Он открьгоает элементы 6 - 8 совпадения. Первый импульс,

20 поступивший на второй вход элемента 6 совпадения или на первые входы элементов 7 и 8 совпадения с определенного отвода линии 5 задержки, устанавливает в единичное состояние со-

25 ответствующий RS-триггер (9 - 11). Импульс формирователя 3 заканчивает-, ся и элементы 6-8 совпадения закрываются, запрещая срабатьшание остальных RS-триггеров (9 - 11). Включен

Изобретение может быть использовано для измерения длительности одиночных временных интервалов.Целью изобретения является повьшение точ- ности измерений и надежности устройства. Для достижения этой цели в устройство введены три формирователя 2, 3 и 4 импульсов и соответствующие функциональные связи. Кроме того, устройство содержит генератор 1 импульсов, линию Ъ задержки, группу злементов 6, 7 и 8 совпадения, RS- триггеры 9, 10 и II, вторую группу элементов 12, 13 и 14 совпадения, элемент ИЛИ 15, счетчик 16, линию 17 задержки, третью группу элементов 18, 19 и 20 совпадений и счетный триггер 21. Наличие в устройстве формирователя 2 позволяет исключить возможность одновременного срабатьюания триггеров 9-11. Минимальный фазовый сдвиг в предложенном измерителе не больше суммарного времени задержки переключения элементов совпадения и триггера, что в два раза меньше, чем в известном измерителе. 1 ил. (Л С

ветствующим отводам линии 5 задержки, выходы элементов 12 - 14 через элемент ИЛИ 15 подключены к входу линии 17 задержки, первому входу

ответствующий элемент (12 - 14) совпадения и определенная последовательность импульсов поступает на входы линии 17, элемента 18 совпадения и

элемента 18 совпадения и входу счет- 35 счетчика 16. Последний подсчитывает

чика 16, старт-шина измерителя через формирователь 3 импульсов подключена к вторым входам элементов 7 и 8 совпадения и первому входу элемента 6, стоп-шина измерителя через формирова- 40 тель 4 подключена к входу триггера 21 и объединенным вторым входам элементов 18-20 совпадения, выходы которых соединены с S-входами RS-триггеров 9-11 соответственно, выход триггера 21 подключен к первому входу формирователя 2 импульсов, второй вход которого соединен с выходом генератора 1 импульсов, а выход - с

их число. Импульс конца измеряемого интервала времени Стоп поступает на формирователь 4. Формирователь 4 формирует импульс длительностью имп/2, который открьшает элементы 18-20 совпадения. Первый импульс, появившийся на выходе одного из элементов (18 - 20) совпадения, поступает на вход соответствующего RS-триггера 45 (9 - 11). Если этот триггер уже включен, то его состояние не меняется. В

противном случае соответствующий RS- триггер (9 - 11) переключается в единичное состояние, а включенный до

входом линии 5 задержки и вторыми вхо-50 этого RS-триггер (9 - 1) переключа- дами элементов 6 и 12 совпадения,вы- ется в нулевое состояние. Выходной

импульс формирователя 4 переключает триггер 21 в единичное состояние, н формирователь 2 не пропускает импуль- 55 сы генератора 1.

Наличие в измерителе формирователя 2 с длительностью сформированного импульса формирователей 3 и 4

ходы элементов 13 и 14 совпадения подключены к R-входам RS-триггеров 9 и 10 соответственно, а выход элемента 12 совпадения подключен к R-входу RS-триггера II.

Измеритель работает следующим об разом.

с длительностью импульса /2 и

ответствующий элемент (12 - 14) совпадения и определенная последовательность импульсов поступает на входы линии 17, элемента 18 совпадения и

их число. Импульс конца измеряемого интервала времени Стоп поступает на формирователь 4. Формирователь 4 формирует импульс длительностью имп/2, который открьшает элементы 18-20 совпадения. Первый импульс, появившийся на выходе одного из элементов (18 - 20) совпадения, поступает на вход соответствующего RS-триггера (9 - 11). Если этот триггер уже включен, то его состояние не меняется. В

с длительностью импульса /2 и

3 ,

обеспечение фазового сдвига между импульсами двух соседних квантующих последовательностей ,„/2 позволяи/И /1

ет исключить возможность одновременного срабатывания нескольких RS-триг геров 9-11. Возможно одновременное срабатывание лишь двух соседних RS- триггеров (9 - 11) в том случае, если выходной импульс формирователя, 3 (формирователя 4) точно совпадает с перекрьгоающимися частями импульсов соседних квантующих последователь-, ностей. Однако вероятность наступления такого события ничтожно мала. Допустим, что сработали одновременно RS-триггеры 10 и II. На вторых входах элементов 13 и 14 совпадения устанавливаются разрешающие потенциалы Одновременно на входе элемента 13 совпадения устанавливается запрещающий потенциал с инверсного выхода RS-триггера 11 и он закрьшается. На входе элемента 14 совпадения остается разрешающий потенциал. Очередной импульс последовательности, пройдя через элемент 14 совпадения, поступает на R-вход триггера 10 и устанавливает его в нулевое состояние. Таким образом, в единичном состоянии остается только триггер 11, Через элемент ИЛИ 15 на вход линии 17 задержки и элемента 18 совпадения проходит последовательность импульсов только с выхода элемента .14 совпадения .

При поступлении импульса Стоп могут сработать также два триггера (9 - П), или например, один из триггеров (9 - 11) остается во включенном состоянии и дополнительно включается еще один. Б этом случае при вычислении длительности временного интервала принимается во внимание только номер последнего по счету сработавшего триггера (9 - 11), Например, если после прихода импульса Стоп включены триггеры 10 и 11 то в расчет принимается только триггер I1,

Длительность временного интервала определяется из выражения:

Т„„, (N+1) T,j, + п 1,„, /2, где N - число квантующих импульсов,

зафиксированньгх счетчиком 16; кеант период квантующих импульсов; п - номер последнего по счету

сработавшего триггера (9-11),

366986

Минимальный фазовый сдвиг в предлагаемом измерителе не больше суммарного времени задержки переключения элемента совпадения и триггера, что вдвое меньше, чем в.известном измерителе.

Формула изобретения

10

Цифровой измеритель временных интервалов , содержащий генератор импуль- сов, три группы по (п+1) элементов совпадения, две линии задержки с потводами,-отводы которых подключены к первым входам соответствующих элементов совпадения первой и второй групп соответственно, счетньй триггер, (п+1) RS-триггеров, S-входы ко-

торых соединены с выходами соответствующих элементов совпадения первой группы, первые входы элементов совпадения третьей группы подключены к прямым выходам соответствующих RSтриггеров, вторые входы элементов совпадения третьей группы с 1-го по п-й подключены к вькодам соответствующих отводов первой линии задержки выходы элементов совпадения третьей

группы подключены к входам элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом торой линии задержки и первым вхоом (п+1) -го элемента совпадения второй группы, счетчик, отличаю35

щ и и с я тем, что, с целью повышения точности измерении и надежности устройства, в него введены три формирователя импульсов, причем старт-шина измерителя через первьй формиро-

40 ватель импульсов подключена к объединенным вторым входам с 1-го по п-й элемент совпадения и первому входу (п+1)-го элемента совпадения первой группы,стоп-шина измерителя через

42 второй формирователь импульсов подключена к входу счетного триггера и объединенным вторым входам элементов совпадения второй . руппы, выходы которых соединены с S-входами соответgQ ствующих RS-триггеров, выход счетного триггера подключен к первому входу входу третьего формирователя импульсов, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов,

gg а выход - с входом первой линии задержки и с вторыми входами (п+1)-х элементов совпадения первой и третьей групп, выход i-ro элемента совпадения третьей группы подключен к

51366986в

R-входу (i-l)-ro RS-триггера, третий RS-триггера,выход элемента ИЛИ

вход i-ro элемента совпадеиня под- соединен сосчетньм входом счет- ключен к инверсному выходу (i+l)-ro чика.