Устройство для измерения интервалов времени Советский патент 1988 года по МПК G04F10/04 

(Л

Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для измерения случайной последовательности временных интервалов, определяемых расположением импульсов на временной оси, и может быть использовано в системах анализа законов распределения случайных сигналов.

Целью изобретения являетс я рас- ширение функциональных возможностей за счет обеспечения селекции и измерения длительностей, прилегающих друг к другу на временной оси интервалов времени,

На чертеже представлена функциональная схема устройства для измерения интервалов времени.

Устройство для измерения интервалов времени содержит генератор 1 тактовых импульсов, первый элемент И 2,первый счетчик 3 импульсов, коммутатор 4, регистр 5 памяти, первый триггер 6, второй элемент И 7, первы элемент 8 дифференцирования, второй элемент 9 дифференцирования, инвертор 10, второй счетчик 11 импульсов (реверсивный), первую входную шину

12устройства, вторую входную шину

13устройства, выходную шину 14 ст- ройства, третью входную шину 15 устройства, четвертую входную шину 16 устройства, третий счетчик 17 импульсов, третий элемент И 18, первый элемент НЛИ-НЕ 19 на m входов, второй элемент ИЛИ-НЕ 20 на m входов, первый элемент ИЛИ 21, четвертый элемент И 22, пятый элемент И 23, второ триггер 24, четвертый счетчик 25 импульсов (реверсивный), второй эле- мент ИЛИ 26. Выход генератора 1 соединен с первым входом элемента И 2, второй вход которого соединен с входом второго элемента 9, выход элемента И 2 соединен с первым входом счетчика 3 импульсов, выход регистра 5 является выходной шиной 14 устройства, входная шина 12 устройства соединена с первым входом элемента

И 7, выход которого соединен с пер- вым входом счетчика 11 импульсов, выход генератора 1 соединен с первым входом элемента И 18, третий вход которого соединен с первым входом элемента И 22, третьим входом элемента И 2 и подключен к выходу триггера 6, второй вход счетчика 3 соединен с вторым входом элемента ИЛИ 26 и соединен с выходом элемента 9 , п разрядных выходов счетчика 3 соединены с первой группой п входов коммутатора 4, управляющий вход коммутатора 4 соединен с вторым входом элемента И 2, вторым входом элемента И 7 и подключен к первому выходу триггера 24, вторая группа п входов коммутатора 4 соединена соответственно с разрядными выходами счетчика 17 выход коммутатора 4 соединен соответственно с разрядными входами регистра 5, первый вход триггера 6 соединен с первым входом триггера 24 и выходом инвертора 10, вход которого соединен с третьим входом элемента И 23 и является второй входной шиной 13 устройства, второй вход триггера 6 соединен с вторым входом элемента ИЛИ 21 и выходом элемента ИЛИ-НЕ 20, выход первого элемента 8 соединен с вторым входом счетчика 17 импульсов и первым входом элемента ИЛИ 26, выход которого соединен с синхронизирующим входом регистра 5, первый вход счетчика 11 импульсов соединен с первым входом счетчика 25 импульсов, второй вход счетчика II импульсов соединен с выходом элемента И 22 второй вход которого соединен с вторым входом счетчика 25 импульсов и выходом элемента И 23, первый вход которого соединен с первым входом элемента И 7, п разрядов счетчика 11 импульсов соединены соответственно с входами элемента ИЛИ-НЕ 19, первый вход счетчика 17 соединен с выходом элемента И 18, входы элемента ИЛИ- НЕ 20 соединены с разрядными выходами счетчика 25, вход первого элемента 8 соединен с вторым входом

элемента И 18 и вторым входом элемента И 23 и подключен к второму выходу триггера 24, второй вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ 21, первый вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ-НЕ 19.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии триггеры 6 и 24, регистр 5, счетчики 3 и 17 обнулены. На счетные входы счетчиков 3 и 17 импульсы не поступают, так как элементы И 2, 18 и 22 закрыты низким потенциалом с единичного выхода триггера 6. Низким потенциалом с единичного выхода триггера 24 со счетным входом закрыт элемент И 7, а высоким потенциалом с нулевого вы-

хода триггера 24 подготовлен к открытию элемент И 23. В счетчик 25 по шине 16 заносится двоичный код (наименьший код равен единице), соо ветствующий номеру импульса входной последовательности, который определяет момент начала отсчета временны интервалов - стартовый импульс. В счетчик II по шине 15 заносится дво ичный код, соответствующий стоповому импульсу входной последовательноти. Двоичный код, соответствующий стоповому импульсу, заносимый в счечик I1, определяется как разность номеров стопового и стартового импульсов. Счетчики 11 и 25 реверсивные, при поступлении счетных импульсов с выхода элемента И 7 содержимо счетчика 11 уменьшается на единицу по каждому счетному импульсу, а содержимое счетчика 23 увеличивается на единицу. При поступлении счетных импульсов с выхода элемента И 23 на вход счетчика 25 его содержимое уменьшается на единицу по каждому импульсу, а содержимое счетчика 11 увеличивается иа единицу при прохождении счетных импульсов с выхода элемента И 23 через элемент И 22 на вход счетчика 11. Потенциал с единичного выхода триггера 24 управляет коммутатором 4. При единичном состоянии триггера 24 - высокий потенциал на единичном выходе, на выход коммутатора 4 коммутируются разрядные выходы счетчика 17. При нулевом состоянии триггера 24 на выход коммутатора коммутируются разрядные выходы счетчика 3.

По сигналу Пуск на шине 13 открывается элемент И 23 и импульсы входной последовательности проходят на вход счетчика 25. По входному импульсу с заданным номером счетчик 25 обнуляется, при этом на выходе элемента ИЛИ-НЕ 20 появляется положительный импульс, который через элемент ИЛИ 21 поступает на счетный вхо триггера 24, при этом на его единич- ном выходе появляется высокий потенциал. По переднему фронту импульса с единичного выхода триггера 24 через элемент 9 обнуляется счетчик 3. По синхронизирующему импульсу, дли- тельность которого выше времени срабатывания коммутатора 4, с выхода элемента ИЛИ 26 осуществляется перепись содержимого счетчика 17 через

g 5 5 о 0

ц g

5

коммутатор 4 в регистр 5. В данном цикле работы счетчик 17 обнуляется, следовательно, регистр 5 остается в нулевом состоянии, т.е. измерение интервала времени в данном цикле не осуществляется. Высокий потенциал с единичного выхода триггера 24 открывает элементы И 2 и 7.

Импульсы с выхода генератора I проходят через элемент И 2 на вход счетчика -3, который суммирует число поступивших импульсов. Через элемент И 7 импульсы входной последовательности поступают на входы счетчиков 11 и 25. В момент обнуления счетчика II содержимое счетчика 25 равно значению, установленному первоначально в счетчике 11, на выходе элемента ИЛИ-НЕ 19 появляется положительный импульс, который через элемент ИЛИ 21 переводит триггер 24 в противоположное состояние - высокий потенциал устанавливается на нулевом выходе триггера 24. Элементы И 2 и 7 закрываются. На счетчике 3 фиксируется количество импульсов, пропорциональное длительности измеряемого интервала. По положительному фронту с нулевого выхода триггера 24 через элемент 8 обнуляется счетчик 17, этим самым он подготавливается для счета при измерении следующего интервала времени. Импульсом с выхода элемента 8 через элемент ИЛИ 26 в регистр 5 переносится содержимое счетчика 3 через коммутатор 4. Информация из регистра 5 выводится в арифметическое устройство (не показано) для дальнейшей обработки. Высоким потенциалом с нулевого выхода триггера 24 открываются элементы И 18 и 23.

Через открытый элемент И 18 импульсы с выхода генератора 1 поступают на вход счетчика 17, который суммирует число поступивших импульсов . Импульсы входной последовательности поступают через открытый элемент И 23 на вход счетчика 25, который в данном цикле осуществляет вычитание, а через открытый элемент И 22 - на вход счетчика I1, который в данном цикле осуществляет их суммирование. В момент обнуления счетчика 25 положительный импульс с выхода элемента ИЛИ-НЕ 20 через элемент ИЛИ 21 переводит триггер 24 в единичное состояние, элемент И 18 закрываегся, а на счетчике 17 фиксирует ся код, пропорциональный длительности интервала.

По переднему фронту с единичного выхода триггера 24 через элемент 9 сбрасывается счетчик 3, а по синхронизирующему импульсу с выхода элемента ИЛИ 26 в регистр 5 через коммутатор 4 переписывается содержимое счетчика 17 - результат измерения в данном цикле. По высокому потенциалу с единичного выхода триггера 24 открываются элементы И 2 и 7, измерение следующего временного интервала начинается с помощью счетчика 3. Элемент И 23 закрывается низким потенциалом с нулевого выхода триггера 24. Через открытый элемент И 2 импульсы с генератора поступают на вход счетчика 3, а через открытый элемент И 7 импульсы входной последовательности поступают на входы счетчиков 11 и 25. Указанный цикл повторяется.Счетчик И обнуляется по импульсу входной последовательности. По сбросу сигнала Пуск сбрасываются- в нуль триггеры 6 и 24 и закрьшаются элементы И 2 ,1В ,7 и 23 ,при этом все счетчики прекращают пересчет,а содержимое регистра 5 не изменяется.

Формула изобретения

Устройство для измерения интервалов времени, содержащее генератор тактовых импульсов, первый элемент И, первый счетчик импульсов, коммутатор, регистр памяти, триггер, второй элемент И, первый элемент дифференцирования, второй счетчик импульсов, второй элемент дифференцирования, инвертор, выход генератора тактовых импульсов соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с входом второго элемента дифференцирования, выход первого элемента И соединен с первым входом первого счетчика импульсов, выход регистра памяти подключен к выходной шине, первая входная шина устройства соединена с гтервым входом второго элемента И, выход которого соедд1нен с первым входом второго счетчика импульсов, отличающееся тем, что, с целью распш- рения функциональных возможностей, в него введены третий счетчик импульсов, третий элемент И, первый и вто-

5

0

5

рой элементы ИЛИ-НЕ, первый элемент ИЛИ, четвертый элемент И, пятый элемент И, второй триггер, четвертый счетчик импульсов, второй элемент ИЛИ, причем выход генератора тактовых импульсов соединен с первым входом третьего элемента И, третий вход которого соединен с первым входом четвертого элемента И, третьим входом первого элемента И и выходом первого триггера, второй вход первого счетчика импульсов соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ и с выходом второго элемента дифференцирования, п разрядных выходов первого счетчика соединены с первой группой п входов коммутатора, управляющий вход коммутатора соединен с вторым входом первого элемента И, вторым входом второго элемента И и первым выходом второго триггера, вторая группа п входов коммутатора соединены соответственно с п разрядными выходами третьего счетчика, выход коммутатора соединен соответственно с разрядными входами регистра памяти, первый вход первого триггера соединен с первым входом второго триггера и выходом инвертора, вход которого соединен с третьим входом пятого элемента И,-второй вход первого триггера соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ и выходом второго е элемента ИЛИ-НЕ, выход первого элемента дифференцирования Соединен с вторым входом третьего счетчика импульсов и первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с синхронизирующим входом регистра памяти, первый вход второго счетчика импульсов соединен с первым входом четвертого счетчика импульсов, второй вход второго счетчика импульсов соединен с выходом четвертого элемента И, второй вход которого соединен с вторым входом четвертого счетчика импульсов и выходом пятого элемента И, первый вход которого соединен с первым входом второго элемента И, п выходных разрядов второго счётчика импульсов соединены соответственно с входами первого элемента ИЛИ-НЕ, первый вход третьего счетчика соединен с выходом третьего элемента И, входы второго элемента ИЛИ-НЕ соединены с п разрядными выходами четвертого счетчика, вход пер вого элемента дифференцирования под0

0

5

О

5

1368853

ключей к второму входу третьего эле- с выходом первого элемента ИЛИ, мента И, второму входу пятого элемен- первый вход которого соединен та И и к второму выходу второго триг- с выходом первого элемента ИЛИ- гера, второй вход которого соединен НЕ.

Изобретение предназначено для измерения случайной последовательности временных интервалов, определяемых расположением импульсов на временной оси. Устройство для измерения интервалов времени содержит генератор 1 тактовых импульсов, коммутатор 4, регистр 5 памяти, триггеры 6,24, элементы 8,9 дифференцирования, инвертор 10, входные шины (Ш) 12,13,15,16, выходную Ш 14, элементы ИЛИ-НЕ 19,20, элементы ИЛИ 21,26. Изобретение расширяет функциональные возможности устройства за счет обеспечения селекции и измерения длительностей, прилегающих друг к другу на временной оси интервалов времени. 1 ил.