Устройство для измерения временных интервалов Советский патент 1990 года по МПК G04F10/04 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения временных интервалов и непрерывно следующих друг за другом импульсных последовательностях.

Цель изобретения - повышение помехозащищенности устройства и повышение надежности устройства.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства для измерения временных интервалов; на фиг.2 - диаграммы напряжений на элементах устройства, где: а - форма напряжения на инверсном

S-входе первого триггера; б - форма напряжения на входе устройства;

в - форма напряжения на прямом выходе первого триггера; г - форма напряжения на выходе первого элемента И|

д - форма напряжения на прямом выходе второго триггера; е - форма напряжения на выходе генератора эталонных импульсов; ж - форма напряжения на выходе элемента И-НЕ;

з - форма напряжения на выходе делителя частоты;

и - форма напряжения на прямом выходе третьего триггера; к - форма напряжения на инверсном

выходе четвертого триггера; л, м, н,

о - форма напряжения на выходах регистра сдвига;

п -. форма напряжения на выходе инвертора;

р - форма напряжения на выходе второго элемента И;

с - форма напряжения на выходе одно- вибратора.

Устройство содержит первой 1, второй 2, третий 3 и четвертьй 4 триггеры, регистр 5 сдвига, счетчик 6 импульсов, генератор 7 эталонных импульсов, регистр 8 данных, одно- вибратор 9, первый 10 и второй 11 элементы И, элемент 12 И-НЕ, делитель 13 частоты, инвертор 14.

Вход устройства образован одним из входов элемента 10 И, второй вход которого соединен с прямым выходом триггера 1, а третий вход подключен к выходу одновибратора 9, выход эле- . мента 10 И соединен с С-входами триггеров 2 и 3, инверсные 5-входы

5

0

5

0

5

0

5

0

5

которых подключены к инверсному S- входу триггера 4 и D-входам триггера 2 и регистра 5 сдвига, которые соединены с положительным потенциалом источника питания, инверсный R-вход триггера 2 соединен с первым входом элемента И 11 и с инверсным R-входом триггера 1, который подключен к шине Сброс устройства, а инверсный S-вход триггера 1 соединен с шиной Пуск,- прямой выход триггера 2 соединен с D-входом триггера 3 и первым входом элемента 12 И-НЕ, прямой выход триггера 3 соединен с D-входом триггера 4, инверсный R-вход которого соединен с инверсным R-входом триггера 3 и с выходом элемента И 11, второй вход которого подключен к выходу инвертора 14, соединенного своим входом с четвертым выходом регистра 5 сдвига, третий выход которого соединен с входом сброса счетчика 6, а второй выход подключен к входу Запись регистра 8 данных и выходу устройства Запрос, выход регистра 8 данных является информационным выходом устройства, информационный вход регист7 ра 8 данных соединен с выходом счетчика 6, счетный вход которого подключен к выходу делителя 13 частоты и С-входу триггера 4, инверсный выход которого соединен с управляющим V- входом регистра 5 сдвига и входом одновибратора 9, вход делителя 13 частоты подключен к выходу элемента 12 И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом генератора 7 эталонных импульсов и подключен к С-входу регистра 5 сдвига.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом измерения производится сброс триггеров 1-4 подачей отрицательного импульса (логического нуля) на шину Сброс. При этом на прямых выходах триггеров 1 и 2 устанавливается логический нуль. На выходе элемента 11 И появляется логический нуль, который переводит триггеры 3 и 4 в состояние логического нуля. На выходе одновибратора 9 находится логическая единица, которая подается .на один из входов элемента 10 И. Положительный потенциал источника питания и связанных с ним инверсных S-входов триггеров и D-входов триггера 2 и регистра 5

сдвига соответствуют уровню логической единицы.

Запуск устройства производится подачей на шину Пуск отрицательного импульса (логического нуля). (фиг.2а), после чего на прямом выходе триггера 1 появляется логическая единица (фиг.2в), поступающая на вход элемента 10 И. Первый измерительный импульс на входе устройства (фиг.26) вызывает срабатывание элемента 10 И,.на выходе которого появляется логическая единица (фиг.2г), которая поступает на С- входы триггеров 2 и 3, при этом триггер 3 остается в исходном состоянии, а на прямом выходе триггера 2 появляется логическая единица (фиг.2д), которая подается на первый вход элемента 12 И-НЕ, разрешая прохозчдение импульсов генератора 7 (фиг.2е) на вход делителя 13 частоты. Делитель 13 делит поступающую частоту на п () равных частей и с его выхода (фиг.2з) импульсы поступают на счетный вход счетчика 6 и на С-вход триггера 4. Триггер 4 не изменяет своего состояния, а счетчик 6 начинает считать импульсы с выхода делителя 13 частоты.

С поступлением на вход устройства второго измерительного импульса, отмечающего границу первого временного интервала (фиг.26) и следующего через элемент 10 И на С-входы триггеров 2 и 3, триггер 2 остается в прежнем состоянии, а на прямом выходе триггера 3 (фиг.2и) появляется логическая единица, которая поступает на D-вход триггера 4. После этого на инверсном выходе триггера 4 синхронно с первым счетным импульсом, совпадающим со следующим временным интервалом, появляется логический нуль (фиг.2к), который подается на вход одновибратора 9 и управляющий V-вход регистра 5 сдвига. При этом одновибратор 9 запускается, и на его выходе появляется логический нуль (фиг.2с), поступающий на вход элемента 10 И и запрещающий прохождение сигнала с входа устройства. Одновременно с запуском одновибратора 9 начинает работу п-разряд- ный регистр 5 сдвига, который производит сдвиг информации синхронно с импульсами генератора 7.

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Первый импульс на свободном первом выходе регистра 5 сдвига (фиг.2л) появляется синхронно с первым эталонным импульсом на его С-входе, совпадающим с первым счетным импульсом следующего временного интервала (фиг.2з).Это делает невозможным переключение какого-либо элемента устройства в момент, отстоящий от момента считывания менее, чем на период следования эталонных импульсов.

С поступлением на С-вход регистра 5 сдвига второго эталонного импульса, на его втором выходе появляется импульс (фиг.2м), который подается на вход Запись регистра 8 данных и на выход устройства Запрос. По переднему фронту этого импульса (соответствует логической единице) производится запись информации из счетчика 6 в регистр 8 данных и посылается запрос на передачу данных, после чего информация из регистра 8 данных пересылается во внешнее устройство в оставшийся до прихода второго счетного импульса промежуток времени.

Третий эталонный импульс, поступающий на С-вход регистра 5 сдвига, вызывает появление его на третьем вы- ходе импульса (фиг.2н), подаваемого на вход сброса счетчика 69 по переднему фронту которого производится обнуление счетчика.

Четвертый эталонный импульс, поступающий на С-вход регистра 5 сдвига, вызывает появление на его четвертом выходе (фиг32о) импульса (логической единицы), который подается на вход инвертора 14, на выходе которого появляется логический нуль (фиг.2п), поступающий на второй вход элемента 11 И (на его первом входе находится логическая единица). Иа. выходе элемента 11 И появляется лц- гический нуль (фиг.2р), который подается на инверсные R-входы триггеров 3 и 4 и сбрасывает их, при этом логическая единица, появившаяся на инверсном выходе триггера 4, поступает на вход одновибратора 9, состояние которого не изменяется. Элементный состав одновибратора подбирается таким образом, чтобы время его пребывания в неустойчивом состоянии было равно или немногим больше периода следования счетных импульсов, в течение которого вход устройства защищен от помех. Поэтому с поступлением на счетчик 6 второго счетного импульса, совпадающего со следующим временным интервалом, од- новибратор 9 снимает запрет на прохождение сигнала с входа устройства (фиг.2с). Третий и последующие измерительные импульсы, поступающие на вход устройства, вызывают повторение цикла считывания,-начиная с перевода триггера 3 в единичное состояние.

Останов устройства производится подачей отрицательного импульса (логического нуля) на шину Сброс, который переводит все триггеры в состояние логического нуля, ведущее к прекращению счета и запрету прохождения сигнала через входной элемент 10 И.

Таким образом, в предлагаемом устройстве проведено разделение каналов измерения и считывания, что обеспечивает высокую помехозащищенность при одновременном упрощении схемы считывания.

В случае появления в момент считывания в этом устройстве помехи в виде деформированного фронта единичного эталонного импульса, приводящего к отсутствию считывания, результат измерения не искажается, так как считывание производится с приходом следующего эталонного импульса на С-вход регистра 5 сдвига,,

Поскольку переключение всех элементов устройства-отстоит от момента считывания не менее чем на,период следования эталонных импульсов9 .то при любом сочетании моментов прихода измерительного импульса на вход элемента 10 И и - счетного импульса на вход триггера 4 исключается возможность возникновения помехи для считывания„

Формула изобретения

Устройство для измерения временных интервалов5 содержзщее первый, второй, третий, четвертый триггеры, инвертор, элемент Й-НЕ, регистр данных, счетчик импульсов, генератор эталонных импульсов, подключенный своим выходом к первому входу элемента И-НЕ5 к второму входу которого подключен прямой выход первого

5

0

5

0

5

0

5

0

5

триггера, отличающееся тем, что, с целью повышения помехо- защитности и повышения надежности, введены делитель частоты, регистр сдвига, одновибратор, два элемента И, при этом вход устройства является первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с прямым выходом первого триггера, а третий вход подключен к выходу одновиб- ратора, выход первого элемента И соединен с синхронными С-входами второго и третьего триггеров, инверсные установочные S-входы которых подключены к инверсному установочному S- входу четвертого триггера и информационным D-входам второго триггера и регистра сдвига и соединены с положительным потенциалом источника питания, инверсный R-вход сброса второго триггера соединен с первым входом второго элемента И и с инверсным R- входом сброса первого триггера, который подключен к шине Сброс устройства, а инверсный установочный S-вход первого триггера соединен с шиной Пуск, прямой выход второго триггера соединен с информационным D-входом третьего триггера и первым входом элемента И-НЕ, прямой выход третьего триггера соединен с информационным D-входом четвертого триггера , инверсный R-вход сброса которого соединен с инверсным R-входом сброса третьего триггера и с выходом второго элемента И9 второй вход которого подключен к выходу инвертора соединенного своим входом с четвертым выходом регистра сдвига, третий выход которого соединен с входом сброса счетчика, а второй выход подключен к входу Запись регистра данных, соединенному с выходом устройства Запрос, выход регистра данных является информационным выходом устройства, информационный вход регистра данных соединен с выходом счетчика импульсов, счетный вход которого подключен к вькоду делителя частоты и синхронному С-входу четвертого триггера, инверсный выход которого соединен с управляющим V-входом регистра сдвига и входом.одновибрато- ра, вход делителя частоты подключен к выходу элемента И-НЕ, второй вход которого подключен к тактовому счетному С-входу регистра сдвига.

Фм.2

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения временных интервалов в непрерывно следующих друг за другом импульсных последовательностях. Целью изобретения является повышение помехозащищенности устройства и упрощение схемы считывания. Устройство для измерения временных интервалов содержит триггеры 1-4, счетчик 6 импульсов, генератор 7 эталонных импульсов, регистр данных 8, элемент И-НЕ 11, инвертор 13. Для достижения цели изобретения в устройство введены регистр 5 сдвига, одновибратор 9, первый элемент И 10, делитель частоты 12, второй элемент И 14. Благодаря введению новых элементов и образованию новых связей в устройстве созданы раздельные каналы измерения и считывания, что обеспечивает высокую помехозащищенность устройства. 2 ил.