Устройство для измерения временных интервалов Советский патент 1991 года по МПК G04F10/00 

Изобретение относится к импульсной техники и может быть использовано для измерения временных интервалов малой длительности.

Целью изобретения является упрощение устройства и сокращение времени измерения.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство для измерения временных интервалов содержит генераторы 1 и 2 ударного возбуждения, счетчики 3 и 4 импульсов, триггеры 5 и 6, элементы И 7 и 8, элементы 9-11 задержки, входные шины 12 и 13 и установочную шину 14. Вход запуска генератора 1 соединен с шиной 12 и входом элемента 10, вход останова - с выходом элемента 8 и входом останова генератора 2, а выход - с первым входом элемента 7 и S-входом триггера 6. Вход запуска генератора 2 соединен с шиной 13, входом элемента 9 и S-входом триггера 5, соединенного своим R-входом с шиной 14. а выходом - с вторым входом элемента 7, а выход - со счетным входом счетчика 4, первым входом элемента 8 и входом элемента 11. Входы обнуления счетчиков 3 и 4 соединены с выходами элементов 10 и 9 соответственно, а счетный вход счетчика 3 соединен с выходом элемента 7. R-вход триггера 6 соединен с выходом элемента 11, а выход - с вторым входом элемента 8.

До начала измерений на шину 14 подают импульс установки, под действием которого триггер 5 устанавлисается в такое состояние, что на его выходе и на втором входе элемента 7 устанавливается потенциал, соответствующий логической 1.

Устройство работает следующим образом.

Импульс начала измеряемого интервала с шины 12 (фиг. 2а) поступает на вход

(Л

С

о

00

м

VI

О

запуска генератора 1 и, проходя через элемент 10. имеющий незначительную задержку, достаточную для запуска генератора 1, поступает на вход установки нуля счетчика 3 (фиг. 26). Запускается генератор 1, формируя на своем выходе последовательность коротких импульсов с периодом То (фиг. 2в). Импульсы с выхода генератора 1 поступают на S-вход триггера 6, устанавливая его в такое состояние, что на его выходе и на втором входе элемента 8 появляется (или остается) потенциал, соответствующий логическому О (фиг. 2г). Кроме того, эти импульсы, проходя через элемент 7 (фиг. 2д), поступают на счетный вход счетчика 3. Счетчик 3 осуществляет счет всех импульсоа генератора 1, кроме первого, так как после поступления первого импульса генератора 1 счетчик 3 обнуляется импульсом с выхода элемента 10. Этот процесс продолжается до поступления на шину 13 импульса окончания измеряемого интервала (фиг. 2е).

Импульс окончания измеряемого интервала с шины 13 (фиг. 2е), поступает на S-вход триггера 5, на вход запуска генератора 2 и, проходя через элемент 9, имеющий незначительную задержку, достаточную для запуска генератора 2, поступает на вход установки нуля счетчика А (фиг. 2ж). Трип ер 5 перебрасывается, на его выходе и на втором входе элемента 7 устанавливается потенциал, соответствующий логическому О (фиг. 2з), и испульсы генератора 1 перестают поступать на счетный вход счетчика 3. В результате в счетчике 3 оказывается зафиксирован код целого числа N периодов То уместившихся в измеряемом интервале т х. Генератор 2 запускается, формируя на своем выходе последовательность коротких

импульсов с периодом Т0 Т0 (фиг. 2и), которые поступают на счетный вход счетчика 4, на первый вход элемента 8 и через элемент 11, имеющий незначительную задержку, достаточную для прохождения импульса генератора 2 через элемент 8, на R-вход триггера 6 (фиг. 2к). Счетчик 4 осуществляет счет всех импульсов генератора 2, кроме первого, так как после поступления первого импульса генератора 2 счетчик 4 обнуляется импульсом с выхода элемента 9.

С каждым импульсом генератора 2, прошедшим через элемент 11, триггер 6 перебрасывается, а с каждым импульсом генератора 1, поступающим на его S-вход, возвращается в исходное состоите (фиг.2г). Поскольку T O Т0, то промежуток времени между очередными импульслми генераторов 1 и 2, пс.раонйчильно равный Дгх г - N каждым импульсом генератора 2 сокраща0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

отся на величину Л t Т0 -- 0. При этом импупьсы генератора 2 не проходят через элемент 0, так как в момент поступления этих импульсов на первый вход элемента О он оказывается закрытым по второму входу. Этот процесс продолжается до тех пор, пока указанный промежуток времени не сократится до нуля или пока в промежуток времени между двумя очередными импульсами генератора 1 поступят доа импульса генератора 2. В этом случае с очередным импульсом генератора 2 триггерб не перебросится, элемент 8 останется открытым по второму входу, и импульс генератора 2 пройдет че- оез элемент 8 на вхо/;ы останова генераторов 1 и 2 (фиг. 2л). Генераторы 1 и 2 перестают формировать импульсы. При этом в счетчике 4 зафиксируется код целого число п интервалов времени Л t, уместившихся в интервале Дгх.

Измеряемый интервал 7 х с погрешностью дискретности, не превышающей At, определится

гх N То f n Д t.

Пусть, например, Дх 0,1 Т0 игх 2,5Т0.

В этом случае в предлагаемом устройстве продолжительность полного цикла измерения составит 7 То (2 То до запуска генератора 2 и 5 Т0 при работе генератора 2). В устройстве-прототипе в этих же условиях продолжительность интервала времени от начала измерения до первого срабатывания блока сравнения кодов составит

ГхЈ-25Т0.

Таким образом, в предлагаемом устройстве время измерения как минимум в 3-4 раза меньше, чем в устройстве-прототипе. С ростом тх и уменьшением Д t выигрыш во времени измерения предлагаемого устройства по сравнению с прототипом еще более увеличивается.

Другим преимуществом предлагаемого устройства го сравнению с прототипом является его большая простота, обусловленная отсутствием в его составе таких сложных присущих прототипу элементов, как третий счетчик импульсов и блок сравнения кодов.

Формула изобретения Устройство для измерения временных интервалов, содержащее первый и второй генераторы ударного возбуждения, первый и второй счетчики импульсов, первый и второй элементы задержки и элемент И, в котором вход запуска первого генератора ударного возбуждения соединен с первой шиной, вход останова - с входом останова

второго генератора ударного возбуждения, вход запуска которого соединен с второй входной шиной, вход установки нуля первого счетчика импульсов соединен с выходом первого элемента задержки, а выход второго генератора ударного возбуждения соединен со счетным входом второго счетчика импульсов, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства и сокращения времени измерения, в него введены первый и второй триггеры, третий элемент задержки и второй элемент И, вход первого элемента задержки соединен с первой входной шиной, выход первого генератора ударного возбуждения соединен с первым входом первого триггера и первым входом первого

0

элемента И, первый вход второго триггера соединен с второй входной шиной, второй - с установочной шиной, а выход - с вторым входом первого элемента И, соединенного своим выходом со счетным входом первого счетчика импульсов, второй элемент задержки включен между второй входной шиной и входом установки нуля второго счетчика импульсов, третий элемент задержки включен между выходом второго генератора ударного возбуждения и вторым входом первого триггера, первый вход второго элемента И соединен с выходом второго генератора ударного возбуждения, второй - с выходом второго триггера, а выход - с входами останова генераторов ударного возбуждения.

Изобретение относится к импульсной технике и может использоваться для измерения временных интервалов малой длительности. Цель изобретения - упрощение устройства и сокращение времени измерения. Устройство для измерения временных интервалов содержит два генератора 1, 2 ударного возбуждения, два счетчика 3. 4 импульсов, два элемента задержки 9. 10 элемент И 7. В устройство введены два триггера 5, 6, элемент 11 задержки, элемент И 8. Введение новых элементов с образованием новых связей позволяет достичь цели изобретения.2 ил.