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

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения длительности одиночных интервалов времени, г

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем расширения диапазона длительностей измеряемых интервалов времени,

На фиг«1 приведена структурная 10 схема устройства; на фиг„2 - временная диаграмма его работы; на фиг.3 - функциональная схема секционированного селектора; на фиг. 4 - временная диаграмма, поясняющая работу секцио- 15 нированного селектора.

Устройство для измерения интервалов времени (фиг,1) содержит формирователи 1 и 2 импульсов, управляющий триггер 3, генератор 4 парйфазных 20 последовательностей импульсов, элементы И 5 и 6, секционированный селектор 7, шифратор 8, блок 9 триггеров, сумматор 10, блок 11 триггеров, шифратор 12, секционированный селектор 13,25 элемент ИЛИ 14, счетчик 15, блок 16 умножения, сумматор 17, дешифратор 18, индикатор 19, вх,одные шины 20 и 21 опорных напряжений, входные шины Стоп и Старт.30

Первые входы формирователей 1 и 2 подключены к шинам Стоп и Старт соответственно, вторые входы обоих ормирователей соединены с входными шинами 20 и 21 опорных напряжений 5 ,jni и и опг« Выходы формирователей 1 и 2 соединены соответственно с - и S-входами управляющего триггера 3, единичный выход которого подключен к вторым входам элементов И 5 дО и 6, первые входы которых соединены с парафазными выходами генератора 4 о

Выходы элементов И 5 и 6 соединены соответственно с входами первого д5 7 и второго 13 секционированных селекторов. Выходы первого секционированного селектора 7, кроме последнего, через первый шифратор 8 и первый блок 9 триггеров соединены с первой. Q группой входов первого сумматора 10. Выходы второго секционированного сеектора 13, кроме последнего, через второй шифратор 12 и второй блок 1I триггеров, подключены к второй груд- е входов первого сумматора 10, прием входы обнуления первого и второго блоков 9 и 11 триггеров соединены выходом второго формирователя 2.

Последние выходы первого и второго секционированных селекторов 7 и 13 через элемент ИЛИ 14 соединены со счетным входом счетчика 15, информационные выходы которого через блок 16 умножения подключены к первой группе входов второго сумматора 17, вторая группа входов которого соединена с выходами первого сумматора 10, а информационные выходы второго сумматора 17 через дешифратор 18 подключены к информационным входам индикатора 19.

Секционированный селектор 7 (13) (фиГоЗ) содержит N блоков 22ol-22,N логических фильтров. Входом секционированного селектора является первый вход первого блока 22„I логических фильтров, первые вьпсоды каждого предыдущего блока 22o(i-l) логических фильтров соединены с первыми входами каждого последующе.го блока 22.1 логических фильтров, а каждый второй выход последующего блока 22,i логических фильтров подключен к второму входу предьщущего блока 22„(1-1 логических фильтров, а третьи выходы всех блоков 22ol-22oN логических фильтров являются выходами секций секционированного селектора.

Блок 22 логических фильтров содержит первый 23 и второй 24 элементы задержек, первый 25 и второй 26 инверторы, элемент ИЛИ-НЕ 27 и элемент И 28.

Первьй вход блока 22 логический фильтров соединен с первым входом элемента И 28 и входом первого элемента 23 задержки, выход которого подключен к второму входу элемента И 28 и через первый инвертор 25 к первому входу элемента ИЛИ-НЕ 27 и входу второго элемента 24 задержки, выход которого соединен с вторым выходом блока логических фильтров и через второй инвертор 26 с вторым вхо- дом элемента ИЛИ-НЕ 27, третий вход которого подключен к выходу- элемента И 28 и первому выходу блока логических фильтров, второй вход которого соединен с четвертым входом элемента ИЛИ-НЕ, выход которого является третьим выходом блока логически фильтров.

Устройство для измерения интервалов времени работает следующим образом.

По импульсу Старт с выхода формирователя 2 все триггеры блоков 9 и 11 и счетчик 15 устанавливаются в нулевое исходное состояние.

Формирователи 1 и 2 формируют короткие импульсы, соответствующие началу и концу измеряемого интервала времени. Эти импульсы, воздействуя на управляющий триггер 3, формируют на прямом выходе последнего измеряемый временной интервал (фиг.2а), на время действия которого по вторым входам отпираются элементы И 5 и 6, На первые входы элементов И 5 и 6 поступают последовательности импульсов с выходов генератора 4 парафаз- . ных последовательностей импульсов (фиг.26 ив). При этом на выходах элементов И 5 и 6 формируются последовательности импульсов как результат осуществления операции логического умножения между импульсами,постпающими на входы элементов И 5 и 6 с выхода генератора 4 парафазных после довательностей импульсов и прямого выхода управляющего триггера 3 (фиг 2г и д).

Сформированные на вьгходах элементов. И 5 и 6 последовательности им- пульсов поступают на входы соответственно первого 7 и второго 13 секционированных селекторов о Так как измеряемый временной интервал несинхронизирован относительно импульсов пара- фазных последовательностей, то в поледовательностях, сформированных на выходах элементов И 5 и 6, первый и последний импульсы могут быть меньшей длительности, чем остальные импульсы. Каждый импульс, сформирован ньй на выходах элементов И 5 и 6, имеряется соответственно секционированным селектором 7 или 13 Суммарн длительность последовательности пар фазных импульсов, сформированных на выходах элементов И 5 и 6, равна длтельности измеряемого временного интервала. При выборе количества секций в секционированных селекторах 7 и 13 -равным N и длительности им- в парафазных последовательностях равной Ы D ( С - суммарное время задержки логического элемент и элемента задержки в секции секционированного селектора) информация в виде информационных импульсов о длительности целых импульсов формируется на последних N-X выходах се

ционированных селекторов 7 и 13 и через элемент ИЛИ 14 поступает на счетный вход счетчика 15.

Информация о частях целых импульсов в виде информационных импульсов формируется на (N-1)-х выходах секционированных селекторов 7 и 13, преобразуется соответственно шифраторами 8 и 12 из позиционного кода в двоичный, который запоминается в блоках 9 и 11 триггеров соответственно на время измеряемого интервала и суммируется в с умматоре 10, Таким образом, на выходе сумматора 10 за время измерения временного интервала формируется число, которое определяет в двоичном коде суммарную длительность частей (урезанных) импульсов

Так, например, за время измерения интервала времени на выходе элемента И 5 сформировано А целых импульсов, соответствующих по длительности импульсам парафазных последовательностей (РН К ) и один импуль длительностью меньше целого импульса

ND К- . - -где К величину

номер секции секционированного селектора 75 на выходе которой сформирован информационный импульс. На выходе элемента И 6 за тот же измеряемый интервал сформировано Б целых импульсов и один импульс длительностью

„ N T меньше целого и равный

величину

где С - номер секции секционированного селектора 13, на выходе которой сформирован информационный импульс. Тогда на выходе сумматора 10 сформировано число, величина которого равна (к + с), а длительность суммы двух неполных импульсов составляет (К + О С ,

величину

При этом за время измерения счетчиком 15 подсчитано число импульсов, равное сумме (А Б), а их суммарная длительность составляет величину (А+Б), Для обеспечения сложения информации о дробных и целых частях импульсов, формируемых на выходах элементов И 5 и 6, необходимо количество импульсов, подсчитанное счетчиком 15, увеличить в N раз для отображения информации о длительности измеряемого интервала времени в соизмеримых величинах в виде определенного

14117026

посредством операции логического сложения с последующим инвертированием импульсов (фиг„4и,к,л,н), Информационные импульсы на выходе элемента ШШ-НЕ 27 блока 22.3 (фиг, 4у) формируются при подаче на вход секционированного селектора импульсов длительностью 3( посред- измеряемого интервала времени, преде- Q ством операции логического сложения тавленная двоичным кодом на выходах с последующим инвертированием импуль- сумматора 17, преобразуется в деся- сов (фиг, 4о,п,р)о

Длительность временного интервала, измеряемого с использованием предла- 15 гаемого устройства, значительно боль- ще, чем в известном, так как оно позволяет осуществлять подсчет числа импульсов, суммарная длительность которых определяется максимальной длиг 2f и 41 соответственно с длитель- 20 тельностью измеряемого интервала вре- ностью паузы между ними не менее 3t мени, не ограниченного количеством (при селекторе, состоящем из трех секций секционированного селектора, блоков 22 логических фильтров), где

Формула изобретения

количества известных интервалов f ; Операцию умножения полученного результата на число N осуществляют с использованием блока 16 умножения,

Сложение информации о длительности целых и дробных частей импульсов в цифровой форме производится сумматором 17. Информация о длительности

тичный код дешифратором 18 и отображается на табло индикатора 19,,

Секционированные селекторы 7 и 13 работают следующим образом.

Пусть, например, на вход селектора (фиГсЗ) поступают импульсы (фиг.4а) длительностью , 21, 3f,3 P,

С - суммарное время задержки любого

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем расширения диапазона длительностей измеряемых интервалов времени. Устройство содержит формирователи 1 и 2 импульсов управляющий триггер 3, секционированные селекторы (СС) 7 и 13, блок 9 триггеров и индикатор 19. Введение генератора 4 парафазных последовательностей им- j пульсов, элементов И 5 и 6, шифраторов 8 и 12, сумматоров 10 и 17, блока 11 триггеров, элемента ИЛИ 14, счетчика 15, блока 16 умножения и дешифратора 18 позволяет осуществлять подсчет числа импульсов, су1-1марная длительность которых определяется максимальной длительностью измеряемого интервала времени, не ограниченного количеством секции СС 7 и 13. В описании приведены примеры реализации СС 7 и 13 и блоков логических фильтров, входящих в состав СС 7 и 13. 2 з.п. ф-лы, 4 ил. о сл с 4;: о ю Фив.

логического элемента и элемента задержки.

. Элементы 23 задержки каждого блока 22 логических фильтров задерживают импульсы, поступающие на его входы (фиг. 4а, г, и), на время (фиг. 46, ж, м), а элементы 24 за-. . держки задерживают поступающие на их входы импульсы также на время t (фиг. 4в,з,н). Импульсы (фиг.4г,и,о)

25

1 о Устройство для измерения интервалов времени, содержащее первый и второй формирователь импульсов, управляющий триггер, первый секциони- 30 рованный селектор, первый блок триггеров и индикатор, первые входы первого и второго формирователей являются соответственно входами Стоп и Старт устройства, а их выходы формируются путем осуществления one- „j. подключены соответственно к R- и S- рации логического умножения импульсов, .входам управляющего триггера, о т - поступающих на первые входы элементов личающееся тем, что, с И 28, и, соответственно, импульсов, целью расширения функциональных воз- поступающих на их вторые входы с вы- можностей путем расширения диапазона хода элемента 23 задержки.40 Длительностей измеряемых временных

Посредством инвертора 25 формиру- 1штервалов, в него введены генератор ют импульсы (фиг. 4д, к, п) из импуль- парафазных последовательностей им- сов, поступающих на входы инверторов пульсов, первый и второй элементы с выхода элементов 23 задержки. Им- И, второй блок триггеров, первый и пульсы на входах инверторов 26 (фиг. s второй шифраторы, первый и второй 4в,з,н) инвертируются в импульсы сумматоры, элемент ИЛИ, счетчик, блок

(фиг, 4е, л,р).

Информационные импульсы (фиг. 4с) формируются на выходе элемента ИЛИ-НЕ 27 первого блока логических фильтров, первом выходе секционированного селектора, при поступлении на его вход импульсов длительностью

л / 1 о о Ivl-H iS/.

50

умножения и дешифратор, причем выходы парафазного генератора подключены к первым входам первого и второго элементов И, вторые входы которых объединены и соединены с прямым выходом управляющего триггера, а выходы подключены соответственно к входам первого и второго секционированных

Информационные импульсы на выходе селекторов, выходы первого секциониэлемента ИЛИ-НЕ 27 блока 22.2 логи-. рованного селектора, кроме последческих фильтров (фиг. 4т) формируют-него выхода, через первый шифратор

ся при поступлении на вход селекто-и первый блок триггеров соединены

ра импульсов длительностью 31с первой группой входов первого сум25

умножения и дешифратор, причем выходы парафазного генератора подключены к первым входам первого и второго элементов И, вторые входы которых объединены и соединены с прямым выходом управляющего триггера, а выходы подключены соответственно к входам первого и второго секционированных

714

матора, а выходы второго секциони- - рованного селектора, кроме последнего выхода, через второй шифратор и второй блок триггеров подключены к второй группе входов первого сумматора, выходы которого соединены с первой группой входов второго сумматора, вторая группа входов которого через схему умножения подключена к информационным выходам счетчика,счетный вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, входы которого подключены к последним выходам первого и второго секционированных селекторов, выход второго формирователя соединен с установочными., входами, первого и второго блоков триггеров, входы индикатора через дешифратор подключены к выходам второго сумматора, а вторы входы формирователей подключены к входным шинам опорных напряжений,

2, Устройство по Пв1, о тл и - ч а ю щ,е .е с я тем, что секционированный селектор содержит N блоков логических фильтров, причем входом секциониро ванного селектора является первый вход первого блока логических фильтров, первые выходы каждого предьздущего блока логических фильтров соединены.с первыми входами каждого последующего блока логических

17028

фильтров, а каждый второй выход последующего блока логических фильтров подключен к второму входу предвдуще- го блока логических фильтров, третьи выходы всех блоков логических фильтров являются выходами секций секционированного селектора.

И, через первый инвертор к первому входу элемента ИЛИ-НЕ и входу второго элемента задержки, выход которого соединен с вторым выходом блока логических фильтров и через второй инвертор с вторым входом элемента ИЛИ-НЕ, третий вход которого подключен к выходу элемента Ник первому выходу блока логических фильтров, второй вход которого соединен с четвертым

входом элемента ИЛИ-НЕ, выход которого является третьим выходом блока логических фильтров.

Риг.Ъ