Устройство для измерения интервалов между центрами импульсов Советский патент 1991 года по МПК G04F10/04 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в автоматических измерителях параметров импульсных последовательностей.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости устройства При дроблении импульсов о

На фиг, 1 приведена структурная Јхема устройства для измерения интервалов между центрами импульсов; на фиг. 2 - функциональная схема блоков фадепхки; на фиг. 3 приведены временные диаграммы работы устройства.

Устройство содержит входы 1, 2, блоки 3, 4 задержки, блоки 5, 6 дифференцирования, счетчики 7, S импуль- cJoB, элементы 2И-ИЛИ 9, 10, задающий генератор 11 импульсов, делитель 12 Частоты, триггер 13, элемент И 14, регистр 15, выходы 16, дешифратор 17, элемент 18 задержки

Каждый блок задержки содержит счетчик 19, RS-триггер 20, формирователь 21 импульсов. Счетчик 19 блоков 3, 4 задержки содержит в первом разряде ljo-триггер 22, 1-,С-,К-входы которого подключены к первым входам первого 23 и второго 24 элементов И. Вторые последних подключены соответственно к единичному и нулевому выходам триггера 22, а выходы - к входам элемента ИЛИ 25. Выход элемента ИЛИ 25 второго разряда подключен к 1-,С-,К- входам триггера 26 последующего раз- рНда. Третьи входы первых элементов И 23, 27, 28 подключены к входу 1 убавления счетчика и к входу элемента НЕ 29, выход которого подключен к третьим входам вторых элементов И 24, 30, 31 всех разрядов. S-входы всех триггеров 22, 26, 32 подключены к входу 4 установки счетчика в единичное состояние, R-входы всех триггеров к входу 3 установки счетчика в нулевое состояние. Выходы элементов И 27 и 30 подключены к входам элемента .ИЛИ 33, выход которого соединен с Г-,С-,К-входами триггера 32. Вход 2 счетчика 19 подключен к 1-9С, дйм триггера первого разряда, входы первого элемента И последнего разряда подключены к единичным выходам всех триггеров, а выход - к выходу окончания счета на увеличение. Входы второго элемента И последнего разряда подключены к нулевым выходам всех триггеров, а выход - к выходу оконча- лия счета на уменьшение.

1661714л

На фиг. 3 а - импульсы на входе 1, б - импульсы на входе 2, в - импульсы на первом выходе блока 3 задержки, г - импульсы на первом выходе блока 4 задержки, д - импульсы на первом выходе блока 5 дифференцирования, е - импульсы на первом выходе блока 6 дифференцирования, ж - импульсы на

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

втором выходе блока 3 задержки, з - импульсы на втором выходе блока 4 задержки.

Входы 1, 2 устройства подключены соответственно к первым входам блоков 3,4 задержки и к входам блоков 5, 6 дифференцирования. Вторые выходы блоков 3, 4 задержки подключены соответственно к входам установки счетчиков 7, 8, а первые и третьи выходы блоков задержки - к первым и третьим входам элементов 2И-ИЛИ 9, 10. Выход задающего генератора 11 подключен к вторым входам блоков 3, 4 задержки, к четвертым входам элементов 2И-ИЛИ 9, 10 и к входу делителя 12 частоты, выход которого подключен к вторым входам элементов 2И-ИЛИ 9, 10, выходы которых подключены соответственно к входу элемента И 14 и к входу счетчика 8. циничный выход триггера 13 подключен к входу элемента И 14, выход которого подключен к входу счетчика 7. Выходы последнего подключены к информацией-- ным входам регистра 15, выходы которого подключены к выходам 16 устройства, а управляющий вход - к выходу дешифратора 17 и к нулевому входу , триггера 13, единичный вход Которого через элемент 18 задержки подключен к входу установки счетчика 7. Первый и второй выходы блоков 5, 6 дифференцирования подключены соответственно к третьим и четвертым входам блоков 3, 4 задержки. I

Вход 1 блока задержки подключен к входу управления счетчика 19, выходы окончания счета на ув-еличение и на уменьшение которого подключены соответственно к единичному и нулевому входам RS-триггера 20, единичный выход которого подключен к входу формирователя 21 импульсов и к выходу 1 блока задержки. Выход формирователя 21 импульсов подключен к выходу 2 блока задержки. Нулевой выход триггера 20 подключен к выходу 3 блока задержки, вход 2 блока задержки подключен к входу 1 счетчика 19, входы установки которого в нулевое и единичное

5

0

5

0

5

0

5

0

5

втором выходе блока 3 задержки, з - импульсы на втором выходе блока 4 задержки.

Входы 1, 2 устройства подключены соответственно к первым входам блоков 3,4 задержки и к входам блоков 5, 6 дифференцирования. Вторые выходы блоков 3, 4 задержки подключены соответственно к входам установки счетчиков 7, 8, а первые и третьи выходы блоков задержки - к первым и третьим входам элементов 2И-ИЛИ 9, 10. Выход задающего генератора 11 подключен к вторым входам блоков 3, 4 задержки, к четвертым входам элементов 2И-ИЛИ 9, 10 и к входу делителя 12 частоты, выход которого подключен к вторым входам элементов 2И-ИЛИ 9, 10, выходы которых подключены соответственно к входу элемента И 14 и к входу счетчика 8. циничный выход триггера 13 подключен к входу элемента И 14, выход которого подключен к входу счетчика 7. Выходы последнего подключены к информацией-- ным входам регистра 15, выходы которого подключены к выходам 16 устройства, а управляющий вход - к выходу дешифратора 17 и к нулевому входу , триггера 13, единичный вход Которого через элемент 18 задержки подключен к входу установки счетчика 7. Первый и второй выходы блоков 5, 6 дифференцирования подключены соответственно к третьим и четвертым входам блоков 3, 4 задержки. I

Вход 1 блока задержки подключен к входу управления счетчика 19, выходы окончания счета на ув-еличение и на уменьшение которого подключены соответственно к единичному и нулевому входам RS-триггера 20, единичный выход которого подключен к входу формирователя 21 импульсов и к выходу 1 блока задержки. Выход формирователя 21 импульсов подключен к выходу 2 блока задержки. Нулевой выход триггера 20 подключен к выходу 3 блока задержки, вход 2 блока задержки подключен к входу 1 счетчика 19, входы установки которого в нулевое и единичное

состояние подключены соответственно к выходам 3 и 4 блока задержки.

Все узлы и элементы устройства реализованы на ИМС серии 155.

Работа устройства описана для случая , т.е. для случая, когда время задержки элемента 18 равно нулю На вход 1 устройства в момент tt подается импульс длительностью Ј, (фиг. За). На вход 2 устройства в момент t подается другой импульс длительностью . 36). Входные импульсы могут быть подвержены дроблению с известной максимальной дли- тельностью разрыва.

Задающий генератор 11 вырабатывает непрерывную последовательность импульсов, следующих с периодом .

Первый входной импульс поступает на первый вход блока 3 задержки и на вход блока 5 дифференцирования, который формирует на первом выходе импуль по переднему фронту (фиг. Зд), поступающий на третий вход блока 3 задерж- ки. Этот импульс поступает на вход установки R реверсивного счетчика 19 в нулевое состояние. Входной импульс поступает с входа 1 блока задержки на вход управления реверсивного счет- чика 19, который начинает работать в режиме счета на увеличение. Модуль счетчика NIЈJ выбирается исходя из длительности дцакс

к 9-максТЧГ

+ 1

Спустя время г

Щ

N„-1,

счетчик

19 заполняется и им пульс с выхода окочания счета на увеличение переключает триггер 20 в 1 При этом формирователь 21 выдает на выход 2 блока 3 задержки импульс (фиг. Зж), устанавливающий в 1 триггер 13 и в исходное состояние счетчик 7. На выходах 1 и 3 блока соответственно устанавливаются единичный и нулевой уровни, разрешающие пропуск элементом 2И-ИЛИ 9 и элементом И 14 импульсов с выхода делителя t2, следующих с периодом 2Т на вход счетчика 7. На время разрывов входного импульса (фиг. За) счетчик 19 блока 3 работает в режиме счета на уменьшение, причем при разрывах блок 5 дифференцирования формирует на втором выходе импульсы по задним фронтам входного импульса, устанавливающие счетчик 19 по входу S в состояние 11... 1. За разрывов

Ј; макс счетчик

на уменьшение и, спустя врем , выдает импульс, устанавливаю19 не успевает сформировать импульс конца счета на уменьшение и триггер 20 остается в 1. По окончании первого входного импульса счетчик 19 блока 3 начинает считать

°эаа

щйй триггер 20 в О. Таким образом,

все время нахождения триггера 20 в 1, равное ф, , (фиг. Зв) счетчик 7 заполняется импульсами, следующими с периодом 2ТJf. После переключения триггера 20 блока 3 в О счетчик 7 начинает заполняться импульсами, следующими с периодом , так как элемент 2И-ИЛИ 9 закрывается по первому входу и открывается по третьему входу. Заполнение счетчика 7 продолжается до поступления импульса с выхода дешифратора 17, сбрасывающего триггер 13. Этот же импульс своим задним фронтом производит перепись кода N. счетчика в момент его остановки в регистр 15. Допустим, что сброс триггера 13 и прекращение поступления импульсов на вход счетчика 7 происходит в момент t-j (Лиг.За).

Тогда в счетчике 7 число

20 25зо

35

40

45

„ N

Л И

( NHOM +2f

Л л t-b - t , - И -Ivi

)(2)

1W

где NHfl4 j - начальный код в счетчике 7.

Второй входной импульс подается с входа 2 (фиг. 36) на вход блока 6 дифференцирования и на первый вход блока 4 задержки, счетчик 19 которого устанавливается в состояние 00,.,О импульсом с первого выхода блока 6. Счетчик 19 начинает считать импульсы, следукмчие с периодом T5if. и, спустя время Ј, Nrt-T,r, выдает импульс конца счета на увеличение, устанавливающий триггер 20 в 1 (фиг.Зг). При наличии разрывов Јы макс

счетчик 19 блока 4 не формирует выходных импульсов и триггер 20 в течение времени Јg остается в 1. разрешая пропуск импульсов, следующих с периодом 2Т3|Г, через элемент 2И-ИЛИ 10 на вход счетчика 8. Спустя время jao, после окончания второго входного импульса счетчик 19 блока 4 вы- дает импульс конца счета на уменыпе- ние, триггер 13 переключается в О и элемент 2И-ИЛИ 10 начинает подавать на вход счетчика 3 импульсы,

следующие с периодом Если предположить, что импульс на выходе дешифратора 17 появляется в момент t3 и соответствует состоянию счетчика 8, равному N-y,, то момент ts можно определить из выражения

Л

3 « tz + Сщ + Ьг +

(N

ис иац.г

ъ

2тГ,

)-т

(3)

где Лцдцл- начальный код в счетчике 8,

Подставляя выражение (3) в выражение (2) получим, что состояние рчетчика 7 в момент t3 равно

,

Ј

мноч. 2т

э.г

А

J5f

Т3.г

Ч.г

Ф4

Ч + . + °2 (NPC ычач.г 2тГг

Y J С fc ( + Т J t2 T 2 3Q

tvje t и tL - моменты времени, соответствующие центру соответственно Первого и второго входного импульса. Таким образом, состояние счетчика 7 в момент остановки t3 пропорциональ- йо разности между центрами первого И второго импульсов. Постоянное смещение, равное Икач., - Миач.г+ Nj,c, учитывается при последующей обработке Полученного на выходах 16 результата.

Работа устройства не зависит от взаимного расположения на оси времени входных импульсов. Для нормального функционирования устройства момент ti останова счетчика 7 должен находиться правее по оси времени заднего фронта первого входного импульса. При известных параметрах Тма(сс ,ЦмакС

можно выбрать величину Nj - . ,

i

Определяющую tg, из отношения

Ј

NT, Nuni, I vTunl/n /

иач.2

2 /- Т3/

где ТМ01КС - ожидаемое максимальное расстояние ежду центрами первого Я второго входных импульсов; ЧмаксГ

максимальная допустимая длительность первого входного импульса.

Начальное состояние счетчика 7 определяется его состоянием, выбранным для нулевого сдвига между центрами первого и второго входных импульсов. Для случая, когда нулевой сдвиг соответствует состоянию 2 , где N 10 число разрядов счетчика 7,

N

иачл

2N. N

иоч.г NDC

5

0

5

Q

35 40

45

50

5

В этом случае состояние последнего разряда счетчика 7 определяет знак временного сдвига между центрами входных импульсов, а значение младших (2 - 1) разрядов - абсолютную величину сдвига,

В том случае, если Npg выбирается больше 2 , что может быть обусловлено наличием дополнительных требований на величинами Nj, результате расчета начальное состояние счетчика 7 оказывается отрицательным. В этом случае запуск триггера 13 необходимо производить с задержкой. При О величина задержки, выраженная в числе импульсов, поступающих на вход счетчика 7, равна

N К 2Н,

задержку обеспечивает элемент 18, включенный между единичным входом триггера 13 и вторым выходом блока 3 задержки.

Таким образом, устройство по сравнению с известными обладает более высокой помехоустойчивостью, что достигнуто введением двух блоков задержки, функцией которых являются задержка и селекция входных импульсов по длительности с целью устранения дробления. Это позволяет повысить достоверность результатов измерения.

Формула изобретения

1, Устройство для измерения интервалов между центрами импульсов, содержащее задающий генератор, выход которого подключен к входу делителя частоты и к четвертым входам элементов 2И-ИЛИ, вторые входы которых подключены к выходу делителя частоты, выход первого элемента 2И-ИЛИ подключен к входу элемента И, другой вход которого подключен к единичному выходу триггера, а выход - к входу

первого счетчика, выходы которого подключены к информационным входам регистра, управляющий вход которого подключен к R-входу триггера и к выходу дешифратора, входы которого под

ключены к выходам второго счетчика, вход которого подключен к выходу второго элемента 2И-ИЛИ, вход установки первого счетчика через элемент задерж

ки подключен к единичному входу триггера, первый и второй входы устройства подключены соответственно к входам первого и второго блоков дифференцирования, выходы регистра являются выходами устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в него введены два блока задержки, причем их первые входы подключены соответственно к первому и второму входам устройства, вторые входы - к выходу задающег генератора, первые и вторые выходы первого и второго блоков дифференцирования подключены соответственно к третьим и четвертым входам первого и второго блоков задержки, первые и третьи выходы которых подключены соответственно к первым и третьим входам первого и второго элементов 2И-ИЛИ, вторые выходы первого и второго, блоков задержки подключены соответственно к входам установки первого и второго счетчиков.

2 Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каждый блок задержки содержит счетчик, вход управления которого подключен к первому входу блока, второй вход подключен к входу счетчика, выходы окончания счета на увеличение и уменьшение которого подключены соответственно к единичному и нулевому входам триггера, единичный выход которого под

5

10

. 5 20о 25,п

5 40

ключен к первому выходу блока и к вхо- ду формирователя импульсов, выход которого подключен к второму выходу блока, третий выход которого подключен к нулевому выходу триггера, третий и четвертый входы блока подключены соответственно к входу установки счетчика в нулевое состояние и к входу установки счетчика в единичное состояние.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что счетчик блока задержки содержит в каждом разряде IK-триггер, 1-,С-,К-входы которого, подключены к первым входам первого и второго элементов И, иторые входы которых подключены соответственно к единичному и нулевому выходам триггера, а выходы которых подключены к входам элемента ИЛИ, выход элемента ИЛИ каждого разряда подключен к I-, С-, К-входам триггера последующего разряда, третьи входы первых элементов И разрядов подключены к входу управления счетчика и к входу элемента НЕ, выход которого подключен к третьим входам вторых элементов И всех разрядов, S-входы всех триггеров подключены к входу установки счетчика в единичное состояние, R-входы всех триггеров подключены к входу установки счетчика в нулевое состояние, вход счетчика подключен к I-,С,-К-входам триггера первого разряда, входы первого элемента И последнего разряда подключены к единичным выходам всех триггеров, а выход - к выходу окончания счета на увеличение, входы второго элемента И последнего разряда подключены к нулевым входам всех триггеров, а выход - к выходу окончания счета на уменьшение.

ВыхоНг

Вьиодз

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться в автоматических измерителях параметров импульсных последовательностей. Целью изобретения является повышение помехоустойчивости устройства. Устройство для измерения интервалов между центрами импульсов содержит входы 1, 2, блоки 3, 4 задержки, блоки 5, 6 дифференцирования, счетчики 7, 8 импульсов, элементы 2И-ИЛИ 9, 10, задающий генератор 11 импульсов, делитель 12 частоты, триггер 13, элемент И 14, регистр 15, выходы 16, дешифратор 17, элемент 18 задержки. Блоки задержки содержат счетчик импульсов, RS-триггер, формирователь импульсов. Счетчик импульсов содержит в каждом разряде JK-триггер, два элемента И, элемент ИЛИ. Введение блоков 3, 4 задержки, обеспечивающих задержку входных сигналов на время большее, чем максимальная длительность провалов в импульсах, позволяет достичь цель изобретения. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.