Цифровой измеритель временного положения середины видеоимпульсов Советский патент 1989 года по МПК G01R29/00 G04F10/04 

4

СО СО IO5

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в цифровых измерительных устройствах. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Цифровой измеритель временного положения середины видеоимпульсов содержит генератор 1 импульсов, RS-триг- гер 5, D-триггер 7, элементы Н 9-10, элемент Ш1И 13 и счетчик 14. Введение элементов НЕ 2,3, распределителя Д импульсов, RS-триггера 6, D-триггера 8 и элементов И 11,12 позволяет определять временное положение середины видеоимпульсов при произвольней расположении видеоимпульсов относительно друг друга и в том числе при наложении, а также сохранить возможность определения временного положения середины одиночного импульса. 3 ил.

Фиг.1

8м

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в цифровых измерительных устройствах.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей.

На фиг.1 привед ш структурная схема цифрового измерителя временного положения середины видеоимпульсов; на фиг.2 -.временные диаграммы, поясняющие его работу; на фиг.3 - структурная схема распределителя импульсов.

Измеритель содержит генератор 1 импульсов, элементы НЕ 2 и 3, распределитель 4 импульсов, RS-триггеры 5 и 6, D-триггеры 7 и 8, элементы И 9- 12, элемент ИЛИ 13 и счетчик 14, имеет первый 15 и второй 16 входы и выход 3 7.

Вход установки в единицу RS-триггера 5 объединен с входом элемента НЕ 2 и первым входом 15 измерителя. Вход установки в единицу RS-тригге- ра 6 объединен с входом элемента НЕ 3 И вторым входом 16. Выходы элементов НЕ 2 и 3 соединены с синхро- входами соответственно D-триггера 7 и D-триггера 8. Входы установки в нуль триггеров 5-8 объединены между собой, с входом сброса и выходом переполнения счетчика 14 и выходом 17 измерителя. Информационные входы триггеров 7 и 8 объединены между собой и с шиной единичного логического сигнала. Выход генератора 1 импульсов подключен к входу распределителя 4 ш-щульсов, первый выход которого соединен с вторьш входом элемента И 9,первый вход которого соединен с прямым выходом RS-триггера 5.Второй выход распределителя 4 импульсов подключен к второму входу элемента И 11 первый вход которого соединен с прямым выходом RS-триггера 6. Третий выход распределителя 4 импульсов подключен к второму входу элемента И 10, первый вход которого соединен с прямым выходом D-триггера 7. Четвертый выход распределителя 4 импульсов подключен к второму входу элемента И 12, первьп вход которого соединен с прямым выходом D-триггера 8. Вькоды элементов И 9-12 соединены, соответственно, с первым, вторым, третьим и четвертым входами элемента ИЛИ 13, выход которого подключен к счетному входу счетчика 14

5

0

Распределитель 4 импульсов имеет вход 18, выходы 19-22 и содержит в своем составе счетчик 23 импульсов, дешифратор 24 и элементы И 25-28. Вход сброса счетчика 23 импульсов подклзочен к шине нулевого логического сигнала, а счетный вход счетчика 23 импульсов объединен с вторыми входами элементов И 25-28. Выходы разрядов счетчика 23 импульсов соединены с входами дешифратора 24, выходы которого подключены к первым входам элементов И 25-28 соответственно, выходы которых образуют первый 19, второй 20, третий 2 и четвертый 22 выходы распределителя 4 импульсов соответственно.

Измеритель работает следуюрдим образом.

Согласно фиг.2 имеем

4+ ./2 +-. Г, +Т,/2

-- и .......«,,..«,.J.u.«..r --.- -

0

5

0

5

где с.а

3

- фиксированный интервал

0

времени от искомой точки середины между центрами двух прямоугольных видеоимпульсов до формируемого выходного импульса (требуется, чтобы const); мента ИЛИ.

Г, - длительность первого входного импульса, поступающего на вход 15;

2 j - длительность второго входного импульса, поступающего на вход 16;

Tj - интервал времени между

задним фронтом первого и передним фронто м второго входных импульсов;

Г. - интервал времени между

задним фронтом последнего в рассматриваемом случае второго импульса и формируемым импульсом. Преобразуем выражение (1):

55

. -t|- -4- г,. I- г,.

-4-г, -1-, const

- 9 1 f

где n - число разрядов счетчика Тогда

f 2

4f +

- , -2f с, 4- f.

Операция умножения временного интервала на частоту следования импульсов эквивалента заполнению этого временного интервала импульсами соответствующей частоты.

Кар следует из (3), временное положение формируемого счетчиком 14 вы;:одного импульса строго (с точностью до одного дискрета) фиксировано относительно середины между центрами двух исходных прямоугольных видеоимпульсов.

В исходном положении RS-триггеры 5 и 6, D-триггеры 7 и 8, и счетчик 14 находятся в нулевых состояниях. Импульсы с выхода генератора 1 им- пульсов воздействуют на вход распределителя 4 импульсов, который вырабатывает четыре серии импульсов, сдвинутых друг относительно друга во. времени. Так как на первые входы элементов И 9-12 поступают нулевые логические сигналы (все триггеры 5-8 обнулены), то эти элементы не пропускают импульсы на входы элемента ИЛИ 13 и далее на счетный вход счетчика 14.

С появлением первого импульса на входе 15 (фиг.2) по его переднему фронту RS-триггер 5 устанавливается в единичное состояние. При этом на выходе элемента НЕ 2 устанавливаетс нулевой логический сигнал, но D-тригер 7 осевого состояния не изменяет т.е. остается в нулевом состоянии. RS-триггер 6 и D-триггер 8 также сохраняют нулевые состояния. В результате того, что на первый вход элемента И 9 поступает единичный логический сигнал с прямого выхода RS-триггера 5 и на второй вход элемента И 9 поступают импульсы с первого выхода распределителя 4 импульсов, на выходе элемента И 9 формируются импульсы с частотой 1/4if, которые через элемент ИЛИ 13 прохо(3)

. - , 49937

дят на счетный вход счетчика 14 и суммируются в нем.-Остальные элементы И 10 - 12 импульсы не пропус(. кают.

По заднему фронту первого импульса на выходе элемента НЕ 2 формируетг ся положительный перепад напряжения и D-триггер 7 устанавливается в еди10 ничное состояние.В результате эле- мент И 10 также начинает пропускать импульсы частотой l/4.f с третьего выхода распределителя 4 импульсов на вход элемента ИЛИ 13 и далее на

15 счетный вход счетчика 1А. При таком состоянии схемы счетчик 14 заполняется импульсами с частотой l/2-f.

С появлением второго импульса на входе 16 по его переднему фронту

20 RS-триггер 6 устанавливается в единичное состояние и разрешает прохождение импульсов с второго выхода рас- :пределителя 4 импульсов через элемент И 1I на третий вход элемента

25 ИЛИ 13 и далее на счетный вход счетчика 14. На выходе элемента НЕ 3 устанавливается нулевой логический сигнал. D-триггер 8 своего состояния не изменяет и остается в нулевом

30 состоянии. При таком состоянии схе- ,. мы счетчик 14 заполняется импульсами с частотой 3/4 f.

По заднему фронту второго импульса (вход 16) D-триггер8 устанавливается

35 в единичное состояние и разрешает прохождение импульсов с частотой 1/4-f с четвертого выхода распределителя 4 импульсов через элемент И 12 на чет- вертьп вход элемента ИЛИ 13 и далее

40 на счетный вход счетчика 14. При этом состоянии схемы (все триггеры 5-8 находятся в единичных состояниях) счетчик 14 заполняется импульсами с частотой f.

45 Импульсом переполнения счетчика 14 все триггеры 5-8 ебрасьшаются в нулевое состояние, счетчик .14 также переходит в нулевое состояние и на выход 17 выдается рабочий импульс,

50 временное положение которого сдвинуто относительно искомой точки между центрами первого и второго импульсов на время

-зад

„ч 1 f

const.

Распределитель 4 импульсов работает следующим образом.

I Иа вход 18 непрерывно подаются имIпульсы от генератора 1 импульсов, а двухразрядный двоичный счетчик 23 импульсов непрерьшно работает в режиме счета с коэффициентом пересчета 4. Дешифратор 24 выделяет последо|вательно повторяющиеся четыре состояния счетчика 23 импульсов и управляет элементами И 25-28, которые стро- бируются входными импульсами, в результате чего на выходах 19-22 формируется четыре последовательности, сдвинутых друг относительно друга во времени, импульсов с частотой l/4.f.

Как видно из фиг.15 схема цифрового измерителя временного положения середины видеоимпульсов симметрична относительно входов 16 и 15,, в резухЕЬтате чего .исходные импульсы могут располагаться во времени произвольно, т.е. второй импульс (по входу 16) может опережать первый, импульсы могут накладываться друг на друга произвольным образом. Таким образом, схема инвариантна отIносительно временного расположения

I исходных импульсов.

I Измеритель может работать ив режиме гзпределенил временного положения середины одного прямоугольного видеоимпульса, подаваемого на любой из двух его входов 15 или 16. Дпя этого на один (любой) вход подается исходный импульс , а на другой вход - нулевой логический сигнал,, Работа измерителя Е этом режиме аналогична предьщущему режиму, только Соответствующие RS-триггер и D-три-ггер, подключенные к входу, па которьш подается логический О, все время находиться в нулевых состояниях и счетчик 14 будет заполняться им:пульсами с частотой l/4 f и l/2 f

;В соотвэтствующие интервалы времени Временное положение выходного импульса (выход 17) сдвинуто относительно середины исходного импульса на постоянное время задержки б зад

h

2 -т- const.

Возможен еще один режим определения временного положения середины одного прямоугольного видеоимпульса Для этого необходимо объединить входы 15 и б и подать на них исходный имптльс. В результате на выходе 17 сформируется выходной импульс

BjieMeHHoe положение которого сдвинуто относительно середины исходного Импульса на постоянное время зажержки cjoij 2

--- const.

Использование измерителя позволяет определить временное положение середины между центрами двух прямоугольных видеоимпульсов при сохранении возможности определения временного положения середины одного прямоугольного видеоимпульса, т. е. достичь расширения функциональных возможностей. Формула изобретения

Цифровой измеритель временного положения середины видеоимпульсов, содержащий последовательно соединенные RS-триггер, первый элемент И, элемент ИЛИ и счетчик, выход переполнения которого объедине . с выходом измерителя и входом ус. гановки в О первого RS-триггера, о также генератор импульсов, первый D-триг- гер и второй элемент И, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ, отличающийся тем, что, с цель:.э расширения функциональных возможностей, в него введены третий и четвертый элементы И, второй RS-Tpnrrep и второй D-триггер, входы установки в О которых объединены с -выходом измерителя входом установки в О первого D-триггера

н входом сброса счетчика, два элемента НЕ и распределитель импульсов, вход которого подключен к выходу генератора импульсов, а четыре выхода - к вторым входам соответствуюЩих четырех элементов И, причем вход первого элемента НЕ объединен с входом установки в 1 первого ЕБ-триг - гера и первым входом измерителя, а выход - с синхровходом первого

D-триггера, вход второго эпамента НЕ объединен с вторым входом измерителя и вхс;дом установки в 1 второго RS-триггера, а выход соединен с синхровходом второго D-триггера, выход первого D-триггера подключен к первому входу второго элемента И, выход второго RS-триггера подключен к первому входу третьего элемента И, выход которого соединен с третьим

входом элемента ИЛИ, выход второго D-триггера подключен к первому входу четвертого элемента И, выход которо- JO соединен с четвертым входом элемента ИЛИ.

Фи&.2