Устройство для допускового контроля длительности последовательности временных интервалов Советский патент 1991 года по МПК G04F10/04 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах автоматического контроля.

Цель изобретения - повышение достоверности контроля последовательности временных интервалов.

На фиг.1 приведена функциональная схема устройства; на фиг.2 - временная диаграмма работы устройства.

Устройство для допускового контроля длительности последовательности временных интервалов содержит формирователь 1, эталонный генератор 2, счетчик 3 импульсов, дешифратор 4, переключатели 5 и 6, триггер 7, элемент ИЛИ-НЕ 8, триггеры 9 и 10, блок 11 контроля, блок 12 управления, триггер 13 сигнализации, входную информационную шину 14„ шину 15 сброса и выходную шину 16.

Выход эталонного генератора 2 соединен с первым входом блока 12 управления и со счетным входом счетчика 3 импульсов, информационные выходы которого подключены к входам дешифратора 4, первая группа выходов которого соединена с входами переключателя 5, а вторая группа подключена к входам переключателя 6. Выход переключателя 5 соединен с S-входом триггера 7, а выход переключателя 6 подключен к тактовому входу триггера 7, D-вход которого соединен с шиной логического нуля, а прямой выход подключен к первому входу блока

11контроля, D-входу триггера 9 и первому входу элемента ИЛИ-НЕ 8.

Шина 15 сброса соединена с S-входом триггера 13 сигнализации, вторым входом блока 11 контроля и со вторым входом блока

12управления, третий вход которого подключен к третьему входу блока 11 контроля

К

VI

сл о

со

и к прямому выходу триггера 9, тактовый вход которого через формирователь 1 соединен с входной информационной шиной 14 и подключен к тактовому входу триггера 10, R-вход которого соединен с R-входами триггеров 7 и 9, входом обнуления счетчика 3 импульсов и выходом блока 12 управления. Четвертый вход блока 12 управления, соединен с прямым выходом триггера 10, D-вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ-НЕ 8, второй вход которого соединен с инверсным выходом триггера 13, тактовый вход которого подключен к первому выходу блока 11 контроля, второй выход которого соединен с R-входом триггера 13 сигнализации, прямой выход которого подключен к выходной шине 16, а D-вход соединен с шиной логической единицы. Инверсный выход триггера 10 соединен с четвертым входом блока 11 контроля.

Блок 11 контроля содержит счетчики 17,

18и 19 импульсов, элементы НЕ 20 и 21, элементы И-НЕ 22. 23 и 24.

Первый вход блока 11 контроля соединен со счетным входом счетчика 17 имлуль- сов, первый вход обнуления которого подключен к первым входам счетчиков 18 и

19импульсов и соединен со вторым входом блока 11 контроля, третий вход которого подключен к счетным входам счетчиков 18 и 19 импульсов.

Выход счетчика М соединен с первым выходом блока 11 контроля и через элемент НЕ 21 подключен к первому входу элемента И-НЕ 23, второй вход которого соединен с выходом элемента И-НЕ 22, первый и второй входы которого подключены к информационным выходам счетчика 18 импульсов, второй вход обнуления которого соединен со вторым входом обнуления счетчика 17 импульсов и выходом элемента И-НЕ 23.

Второй вход обнуления счетчика 19 импульсов соединен с выходом элемента И- НЕ 24, первый вход которого подключен к четвертому входу блока 11 контроля, а второй вход соединен через элемент НЕ 20 с выходом счетчика 19 импульсов и вторым выходом блока 11 контроля. Блок 12 управления содержит элементы ИЛИ-НЕ 25 и 26.

Первый вход блока 12 управления соединен с первым входом элемента ИЛИ-НЕ 26, выход которого подключен к выходу блока управления, а второй вход соединен с выходом элемента ИЛИ-НЕ 25, первый, второй и третий входы которого подключены соответственно к третьему, второму и четвертому входам блока 12 управления.

Рввота устройства заключается в контроле длительности посылок единичного элемента сообщения частотно-модулированного сигнала.

Под единичным элементом сообщения понимается сигнал-, передаваемый в течение определенного отрезка времени Т и соответствующий одному двоичному разряду кодового слова.

Кодовые слова состоят из набора двоичных цифр, составляющих подлежащее сооб0 щению число.

Между кодовыми словами передается синхронизирующая (немодулированная} частота, представляющая последовательность единиц, с периодом следования,

5 равным длительности Т единичного элемента сообщения (фиг,2б).

Один период последовательности импульсов скважностью, укладывающийся за время Т, соответствует логической единице

0 сообщения, а два периода, укладывающиеся в интервал Т, - логическому нулю.

Работа устройства состоит из двух режимов: режим подготовки, начинающийся в момент снятия сигнала Сброс и заканчи5 вающмйся в момент начала рабочего режима; рабочий режим, который начинается с момента поступления на вход устройства последовательно п (в рассматриваемом варианте устройства принято п 8) единичных

0 посылок, в которых отсутствуют временные отклонения в периодах их следования.

8 рабочем режиме устройство анализирует длительность последовательности единичных элементов сообщения.

5 В качестве критерия отсутствия временных отклонений в передаваемых фрагментах сообщения принимается наличие шести из восьми единичных сообщений, в которых отсутствуют сбои.

0 Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии на шине 15 Сброс установлен единичный уровень, который обеспечивает установку в исходное 5 нулевое состояние триггеров 7, 9 и tO, счетчиков 3, 17, 18 и 19, Q триггера-13 в единичное состояние.

После снятия единичного уровня с шины Сброс начинается формирование

0 импульса Лоле допуска, который определяет время.е течение которого ожидается завершение контролируемого временного интервала.

Если длительность контролируемого

5 временного интервала укладывается в Поле допуска, то устройство фиксирует состояние В допуске, в противном случае - Не в допуске.

Если принять за номинал длительности единичного элемента сообщения То, то передний фронт Поля допуска определяет наименьшую границу допуска Т0 - т, а задний фронт - наибольшую границу Т0 + г допуска.

Таким образом устройство подвергает допусковому контролю последовательность интервалов длительностью Т в пределах

T0-r T To-t- г,

где т-длительность половины поля допуска.

Формирование импульса Поле допуска осуществляется на выходе триггера 7 путем переключения последнего импульсами с выхода дешифратора 4 при селекции номеров выходных импульсов переключателями 5 и 6.

Передний фронт импульса Поле допуска формируется импульсом, поступающим с выхода переключателя 5, а задний - импульсом с выхода переключателя 6.

Однако если контролируемый временной интервал укладывается в поле допуска, то триггер 7 устанавливается в нулевое состояние (прекращается формирование поля допуска) импульсом с выхода блока 12 уп- равления.

Импульс Поле допуска с выхода триггера 7 (фиг.2г) поступает на D-вход триггера 9. При этом на D-входе триггера 10 формируется уровень логического нуля (фиг.2ж). Если на вход устройства поступают импульсы с периодом следования, укладывающимся в поле допуска (фиг.2в), то поступление их передних фронтов на С-вход триггера 9 совпадает по времени с наличием импульса Поле допуска на его D-входе, При этом триггер9 переключается в единичное состояние, на выходе элемента ИЛИ-НЕ 25 формируется нулевой логический уровень, поступающий на второй вход элемента ИЛИ-НЕ 26, на выходе которого при наличии паузы между импульсами эталонного генератора 2 на втором входе элемента ИЛ14-НЕ 26 формируется выходной импульс.

Этим импульсом триггеры 7 и 9 устанавливаются в нулевое состояние, т.е. прекращается формирование импульса поля допуска, подтверждается нулевое состояние триггера 10 и обнуляется счетчик 3. На выходе элемента ИЛИ-НЕ 26 блока 12 управления устанавливается нулевой уровень (фиг.2и).

В момент отсутствия импульса Поле допуска на D-входе триггера 10 устэнавли- вается уровень логической единицы (фиг.2ж) и устройство анализирует поступление импульсов, не укладывающихся в поле допуска.

В момент поступления переднего фронта импульса, не укладывающегося Р поле допуска, триггер 10 переключается в еди ничное состояние (фиг.2е) и на выходе блока 12 управления формируется импульс, устанавливающий триггеры 7, 9 и 10 в нулевое состояние и обнуляющий счетчик 3.

Таким образом на выходе триггера 9 формируется импульс Допуск в случае, когда анализируемый временной интервал укладываете в поле допуска (фиг.2д), а на выходе триггера 10 формируется импульс Недопуск, еспм анализируемый интервал не укладывается в поле допуска (фиг.2к).

Блок 11 контроля осуществляет анализ информации о числе интервалов, прошедших и не прошедших допусковый контроль, и в зависимости от его результата формирует сигналы управления триггером 13 сигнализации.

В режиме, когда после снятия сигнала сброса (фиг.2а) на вход устройства поступают информационные нули,т.е за время единичного элемента сообщения длительностью Т укладывается два периода сигнала (фиг.2б), на D-входе триггера 10 устанавливается единичный уровень (фиг.2ж). При этом первым же переходом сигнала на С-входе триггера 10 из 0 в 1 на его прямом выходе формируется единичный уровень, поступающий на четвертый вход блока 12 управления.

На выходе последнего формируется выходной импульс, устанавливающий триггеры 7,9 и 10 и счетчик 3 в исходное состояние (фиг.2л), и импульс Поле допуска не формируется.

В результате на инверсном выходе триггера 10 формируется импульс (фиг.2к) Недопуск, который поступает на четвертый вход блока 11 контроля.

Через элемент И-НЕ 24 этот импульс обнуляет (или подтверждает нулевое состояние) счетчик 19.

Приход следующего переднего фронта импульса на С-вход триггера 10 вновь формирует импульс Недопуск и т.д. Так продолжается до прихода на вход устройства немодулированного сигнала с периодом следования импульса (фиг.2в) начиная с момента ti, равным длительности Т единичного элемента сообщения.

Первый передний фронт импульса в момент ti (фиг.2в) переключает триггер 10 в единичное состояние, в результате чего на выходе блока 12 управления формируется импульс, который обнуляет счетчик 3 и устанавливает триггеры 7, 9 и 10 в исходное состояние. С этого момента код в счетчике 3 начинает линейно возрастать (фиг.2л), и в

момент формирования импульса Поле допуска в результате прихода переднего фронта входного импульса на С-вход триггера 9 последний переключается в единичное состояние и формирует импульс Допуск (фиг.2г, первый импульс с момента ti).

Если длительности последующих единичных элементов укладываются в поле допуска, то триггер 10 не формирует импульсы Недопуск, а на выходе триггера 9 формируется последовательность импульсов До- пуск, поступающих на счетный вход счетчиков 18 и 19. После поступления 8 импульсов Допуск на вход счетчика 19 на его выходе формируется единичный уровень, который переключает триггер 13 в нулевое состояние и через элемент ИЛИ-НЕ 8 блокирует триггер 10. Этим же уровнем с выхода элемента И-НЕ 24 обнуляется счетчик 19, С момента установки триггера 13 в нулевое состояние начинается рабочий режим устройства, при котором на прямом выходе триггера 13, соединенном с выходной шиной 16, присутствует нулевой уровень. Триггер 13 находится в нулевом состоянии до тех пор, пока между числом импульсов Допуск и Поле допуска существует определенное соотношение. В рассматриваемом примере реализации ка 8 импульсов Поле допуска должно поступить не менее шести импульсов Допуск. Это соотношение может быть выбрано и другим в зависимости от решаемой задачи.

Если на вход устройства поступает меньше импульсов Допуск, например 5, то сброса счетчиков 17 и 18 по шестому импульсу Допуск не происходит, и восьмой импульс Поле допуска с выхода счетчика 17 переключает по С-входу триггер 13 в единичное состояние и обнуляет через элементы НЕ 21 и И-НЕ 23 счетчики 17 и 18.

На прямом выходе триггера .установившийся единичный уровень фиксирует наличие несоответствия последовательности импульсов заданным требованиям.

Если же указанное соотношение соблюдается, то каждый шестой импульс Допуск обнуляет счетчики 17, 18, и счетчик 17 не доходит до состояния формирования 8-го импульса на его выходе. Триггер 13 сигнализации находится в нулевом состоянии, фиксируя нулевым уровнем на прямом выходе состояние, когда последовательность импульсов укладывается в поле допуска с заданной достоверностью.

Если в процессе работы устройства триггер 13 вновь устанавливается в единичное состояние, то элемент ИЛИ-НЕ 8 отпирается, и устройство, анализируя входную

последовательность, селектирует момент прихода немодулированного сигнала с периодом Т.

Изобретение позволяет осуществлять допусковый контроль частотно-модулированного сигнала с заданной достоверно- стью.выделяя из входного сигнала участки со сбоями в передаче.

10

Формула изобретения

1. Устройство для допускового контроля длительности последовательности временных интерзалов, содержащее формирователь, эталонный генератор, счетчик импульсов, дешифратор, переключатель, триггер, блок управления, входную инфор мационную шину и входную шину Сброс, причем выход эталонного генератора соедииен со счетным входом счетчика импульсов, информационные выходы которого подключены к входам дешифратора, первая группа выходов которого соединена с входами первого переключателя, выход которого подключей к входу установки в единицу первого триггера, вход установки в ноль которого соединен с выходом блока управления, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности контроля последовательности временных интервалов, а него дополнительно введены переключатель, три триггера, элемент ИЛИ-НЕ, блок контроля и входная шина, причем прямой выход первого триггера соединен с информационным

входом второго триггера, с первым входом элемента ИЛИ-НЕ и с первым входом блока контроля, второй вход которого подключен к входной шине Сброс устройства, которая соединена со вторым входом блока управления, третий вход которого соединен с третьим входом блока контроля и прямым выходом второго триггера, тактовый вход которого через формирователь подключен к входной информационной шине устройства

и соединен с тактовым входом третьего триггера, прямой и инверсный выходы которого подключены к четвертым входам соответственно блока управления и блока контроля, первый и второй выходы которого

соединены соответственно с тактовым и входом установки в ноль четвертого триггера, прямой выход которого подключен к выходном шине устройства, а инверсный соединен со вторым входом элемента ИЛИНЕ, выход, которого подключен к информационному входу третьего триггера, вход установки в ноль которого соединен с входами установки в ноль первого и второго триггеров и подключен к входу обнуления счетчика, счетный вход которого соединен с

первым входом блока управления, входная шина Сброс устройства подключена к входу установки в единицу четвертого триггера, информационный вход которого соединен с шиной логической единицы, шина логического нуля подключена к информационному входу первого триггера, тактовый вход которого соединен с выходом второго переключателя, выходы которого подключены ко второй группе выходов дешифратора.

2. Устройство по п.1, в т л и ч а ю щ е е- с я тем, что блок контроля содержит три счетчикз, два элемента Н€ и три элемента И-НЕ, причем первый вход блока контроля соединен со счетным входом первого счетчика, первый ежой обнуления которого подключен к первым входам обнуления второго м третьего счетчиков и ко второму входу блока контроля, третий вход которого соединен со счетными входами второго и третьего счетчиков, выход первого счетчика соединен с первым выходом блока контроля и через первый элемент НЕ с первым входом третьего элемента 1Ф-НЕ, второй вход

которого подключен к выходу второго элемента И-НЕ, первый и второй входы которого соединены с выходами второго счетчика, а выход третьего элемента И-НЕ подключен

ко вторым входам обнуления первого и второго счетчиков, выход третьего счетчика соединен со вторым выходом блока контроля и через второй элемент НЕ подключен ко второму входу первого элемента И-НЕ, первый вход которого соединен с четвертым входом блока контроля, а выход подключен ко второму входу обнуления третьего счетчика.

3. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем. что блок управления содержит два элемента ИЛИ-НЕ, причем первый вход блока управления соединен с первым входом второго элемента ИЛИ-НЕ, выход которого подключен к выходу блока управления,

а второй вход соединен с выходом первого элемента ИЛИ-НЕ, первый, второй и третий входы которого подключены соответственно к третьему, второму и четвертому входам блока управления.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах автоматического контроля. Цель изобретения - повышение достоверности контроля последовательности временных интервалов. Это достигается введением в устройство для допускового контроля длительности последовательности временных интервалов переключателя 6, элемента ИЛИ-НЕ 8, триггеров 9, 10, 13 и блока 11 контроля. Кроме того, устройство содержит формирователь 1, эталонный генератор 2, счетчик 3 импульсов, дешифратор 4, переключатель 5, триггер 7, блок 12 управления. 2 з,п.ф-лы, 2 ил.

Г

Сброс.

ФигЛ