Устройство для измерения временных интервалов Советский патент 1991 года по МПК G04F10/04 

(Л

С

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для преобразования в код временных интервалов, представляющих собой конечную последовательность импульсов или одиночный импульс. Целью изобретения является повышение быстродействия при измерении длительности одиночного импульса. Устройство для измерения временных интервалов содержит генератор 1 импульсов эталонной частоты, элемент И 2, элемент ИЛИ 3, счетчик 4 импульсов, элементы И 5, 10, элемент НЕ 6, одновибратор 7, формирователь 8 импульсов, одновибратор 9, формирователи 11 и 12 импульсов, ключевой элемент (ключ) 13, триггер 14 и входную шину 15. 2 ил.

о ю

00

Фиг.1

Изобретение относи :;: -: тв :н 1кй к может Сыгь гглп ,: пг5-образования s код -.. :;;. о о i, и р s ui; т з з с ; к:; i.: i- : ;л нуы посдедозате )Ь;-ог:г:: м .ч:-- р..../ мпуль;;.

ЦелгЫ .зЫЗоете-, п:н;,-.е де лСТ0У:я пр-1,-: ;, з 1ере;-;к п;л::- - hrn ноге импульса.

На Фиг, 1 прыведЕм- . уел ройства игмеэслы;, pf; теграло-з-; № ф /;г. 2 - .- ; егг рабэты

v CTpO / GTBO Д/ И 3. :;: ;.;;; i-Г Г

У1Н Р;рвйЛСК (фиг, 1) С счг г

ПУЛЬСОВ STi /iUt- HO -St i -. :

йЛ .мект ИЛУ 3, счет- ,: л м,-/;

ме-л И 5, злеменг -Ь Ь,

формирователь Б импульсе;;, с

, /ламе: И 10, фор отрс- гГ :

nv.-ibcc s, ключевой зтеллнт |л т

14, аходную шину ;5

Выход гзнерагоса .мп -г :а7; чйстогы собд нен ЧСУ: п 1 ентоЕ У; 2, 6, 9Ь хо,.:ь -;отс ,

:-;ь С СООТБ8ТС7Ву ОЩП н .1S.

H.ril f;3, iчо .едкогооогс ::гч:мл счетчика , : :-;a;,i : - Ji: н;;.чг с зтпрым лг :;.

ii;l: фП |)М Wp О fj 1 З/ -- : : , :у- равл-эияя клк:чр E,jro MC;:T i.- яторой еыходь; .с;т:рог | :,,, cerc:s BKi-:;-iO с втаиы м Oj HGBi-iDpfTopa ;}, к.плс,.- -.:г-гпо : З -ОрЬ./ :,::.jAOiV :)r.i:.-i:4T/:

.rr,.-pwivipoti Ј л ;. ibx:;o H fH с пэрьт/ --; зхзцс-г : .:. /; (;-; вха, -fcv;:;:-:г;; сэ;д /-Н Гг- ., - -. oc,at 7t;;F: °2, зых; г., - ;::.-.м .рс -:/

г т jpGro („оьдинег с .;; -; ;1;- : :

рУ, (4, S/ aw i-. i -.1 :- l .

.r-,c,&Q-- i ..-. .:овД }-.1::Н.,:-: Di. Hh ii Ci.i : HAH.:r-; i.. Dtiт,-.

зламэнтоЕ vl 2,b.

Vci jKjfiCTBC j: . ;;,;«-;P6-.,: w ггерзйлОй pa6c/r3s,i i ;V: Ay f. J

P, I /. СКОДНОЕ .- :.. jC : -i; :: .

,v, ,:i,-: ч.. :,;-,од;-;:/й ,L;rMM:. : в .шода од i J -GUS OSJC ; , J.

Л ;й :;. i s ,;; 2 KVir V - ;-;;i ..

ws,-iTc ;.-iE i- CTah:oa.;:-. : .-/ияе 4 устйноалз -; я и/., с ::с го;. ДУ (цепь уетано к ь: . : ic- f;sofc :;. :;;..

:. 3C j,-i:v-iL-f i

;.....-( с. оой име- :/ю пооледо&а- :с;--.-- ; -. fcc:ji:, которых

VOOB - ::.. :: (:. - ii у Л с ; Н Ы X НТбр:.нг: :н, ;.; . ; i-.t-ib ; разрешает

Г;.-;. -- л,0.:;/ .0 J.C -. fr,T4 i 1 2 ГфОХОКДбер-- ;;, о г -ег з з/:амен1 / ЛИ 3 им- ;oj i 0 ;Cpi TCCi- 1 ф-/г. & ; периодом Тс i ь;--:: с; ыо V - i: i ; но ем я устзновг;,: f . е ; -П 1 X :-. i- i 3 г .:: Ы / } X О Д С Ч fi ТЧ /I КЭ

eo o;;wr .. с-;евс ЛРМОНТ 13 в откры1 огт с я - - , . s: о п т ЕГ :: ; д в ю ще е исходное

j Hi-ie од- f v-5; -гор (фи. 2;,-), при

.: вь1; ;;д . о р -; i; топа ; ел я 12 (фиг, 2м)

..., :.; ; Т:-;; (где 3 . . П-: С .; ,,: ПЧ;-:Н:ду; С / : О рЭ 14, Г/|гг п ;л .. -:,3 ГГ .- i;, ri. т... i :,,Г- - уЛЬСЗ Е ИЗ

- j - -vr: ;;iT7 - (т 1г;дгвзте.гн -:ости .Ч::::-:: г.;,) :а.:ти-:- ч-сганавливает на

. ,: } : f po i :- ;ФИ1 . 2н) уПОВеНЬ : -..;.- 0 . : .- - -.:; ; Г .: Е ПЭДВЮЩ;- С 3S

.. . --:. о-,; ,;; ; :; i-о;) .nvr ьсэ г.ислсдова-:ос:т -. С11 к.;:- входной шино 15

vr,| пире : ,: , гтлчезой элемент 13 в

ч..;vce :..г.,;..г j.,-: i/i загое;дает ipc/ожде:.-:, -и;/ .-.,-n:;, KHhi 1 элемент

::.-i:i . .- } - од--i ; C :f-iaH -c ri-з выходе

;, доr-;. ---, r -; ;ф1::- 2-0 появляется им:r, т. : ; irr-vn ...г-Ктс-.е R зь ачение

. -;т,;иГ - .-: -,-уЛ-,:::; 3; :уСКС СД ОБИбрЗЛ 7 у 1. , - д; лтй- -iiноет- инимяль- } :;.--i,. -,пч,с - i/ртаоЕЗлз Е :.....-и s:-i:;и . ...riP.;i,;iifj- ельнэс :- : : пуль У-- р Ь и ;-ii Vy .-;.iri - С Д L3i/ifcp TOp d

-: - i-:;;;-: ;;ляг. s:; . 1 О Фиг. 2к ззпу- o:,i-::,.;;/ л v.. г. . 2 х; i lpi i ;этом

ОДНОЙ :--:Mi , С :... rir;:l---:6pavOpa Ъ ДЛИ:,:::.;-, -; , н ., :-ф .нои лри :5акры,;; ;,Q.i; :зс-У :-. 3- с - с 3 К ;; Ч а И И Ю

L -;.::. s .,;.: ,.. л ,:м1 л;, ; г; чо,:Т : .- -. К . л :; .- :.. ., - О г i, ,v. ; Л ЬСЭ

v-r -ot-- PIJ ;, a.,,;;:: : ::i-ii;r :;:, ;i : .-г;./, :.:-. S ,it, ii-. i- ;Hep2TOpa J .i -: ЧСДЫ реЗ:-1С 0, /. скч генератора

:.-. НХОД.

-.с о ipi:jt- брэ оэа 9 Ј:Y .a ,v входе

i и -ЗЫ-;ОДНОЙ ИМ- ;-.-: - „Ж) nirx

,. , --...: .;,-о :,; ;-;. uh: л а :: .змеряериой у;-:,. i -::п: /льсо; Гл.) через : fi/: if . У-;, ; ./сгакавш/вает на .-.х екс.да:- :;НУОЙ И 2.с (). ;ir ::йГ:;,о:а.,у-г кеглечс - мо от со:тояГ И:;- ,: iV; :i. Ч.,.1:, Иf-;, /ЛЬСОВ

генератора 1 через элементы И 2,5 (фиг. 2в,д) и элемент ИЛИ 3 (фиг, 2г) на счетный вход счетчика 4 на время, равное значению г в.

В момент, совпадающий с передним фронтом второго импульса последовательности ТА, на выходе формирователя 12 появ- ляется импульс (фиг. 2м), который подтверждает для триггера 14 состояние 1 на прямом выходе, а уровень 1 на входной шине 15 (фиг. 2а) переводит ключевой элемент 13 в открытое состояние, которое останавливает процесс формирования од- новибратором 9 (фиг. 2и) импульса длительностью и, в свою очередь, переводит одновибратор 9 в исходное состояние (сопротивление канала открытого ключа 13 близко нулю, следовательно, значение постоянной времени RC-цепи одновибратора 9 также близко к нулю, что и определяет собой короткий процесс восстановления исходного состояния одновибратора 9 при открытом ключе 13), т.е. в этом случае длительность выходного импульса одновибратора 9 равна длительности первого межимпульсного интервала. При этом по заднему фронту выходного импульса одновибратора 9 формирователь 11 формирует импульс (фиг. 2л), длительность которого ТРЗ имеет значение TF2 трз ТигШп (где TF2 длительность импульса формирователя 12, Tumin - минимальный период следования импульсов в измеряемой последовательности импульсов ГА). Импульс формирователя 11 устанавливаеттриггер 14 по прямому выходу в состояние О (фиг. 2н), запрещающее прохождение в дальнейшем через элемент И 10 (фиг. 2к) выходного импульса формирователя 8 (фиг. 2з).

В момент, совпадающий с задним фронтом второго импульса последовательности, ключевой элемент 13 переводится в закрытое состояние, на втором входе элемента И 2 устанавливается уровень О, а на втором входе элемента И 5 - уровень 1, так как выходной импульс формирователя 8 осуществляет запуск одновибратора 9 в момент, совпадающий с передним фронтом третьего импульса последовательности, ключевой элемент 13 переводится в открытое состояние, на втором входе элемента И 2 устанавливается уровень 1, а на втором входе элемента И 5 - уровень О, так как ключевой элемент 13 переводит одновибратор 9 в исходное состояние, причем выходные импульсы формирователей 12 и 11, поступающие соответственно на второй и первый входы триггера 14, оставят триггер 14 в состоянии О на прямом выходе, запрещающее (в дальнейшем) прохождение через

элемент И 10 выходного импульса формирователя 8, сформированного по заднему фронту третьего импульса последовательности. Такой алгоритм работы повторяется 5 для моментов времени, совпадающих с задним и передним фронтами каждого следующего импульса последовательности, кроме момента времени, совпадающего с задним фронтом последнего импульса по0 следовательности, когда выходной импульс формирователя 8 запускает одновибратор 9, который при закрытом ключевом элементе 13 осуществляет формирование импульса длительностью гв; по заднему фронту зтого

5 импульса формирователь 11 формирует импульс, подтверждающий для триггера 14 состояние О на прямом выходе.

Таким образом, в процессе измерений на выходе одновибратора 9 будет сформи0 рована последовательность импульсов, состоящая из импульсов, длительности которых равны длительностям соответствующих межимпульсных интервалов, и одного (последнего) импульса, длительность кото5 рого равна значению г в- Поскольку по заднему фронту первого импульса конечной последовательности импульсов был осуществлен запрет эпемон ов И 2 и 5 (по тре гьик входам) на интервал времени гв. то через

0 элемент ИЛИ 3 (фиг. 2г) на счетный вход счетчика 4 поступит две пачки импульсов генератора 1, следующих друг за другом через интервал времени гв. Количество им- пульсоз в первой пачке импульсов

5 пропорционально длительности первого импульса ГИ1 конечной последовательности импульсов, а количество импульсов во второй пачке импульсов пропорционально интервалу времени

0 Д t ТА + г в - ты - гв ГА - ти i ,

причем общее количество импульсов генератора 1, которое в процессе измерения поступит на счетный вход счетчика 4, пропорционально временному интервалу

5TA TU1 +(Гд-Ги1 ) .

Таким образом, за время преобразования временного интервала в код ( ГА - г в) в счетчике 4 импульсов будет в цифровой форме зафиксировано значение дли0 тельности ТА временного интервала, представляющего собой конечную последовательность импульсов (индикация результата выполнения измерений может осуществляться, например, на цифровом

5 индикаторе через преобразователь кода).

Алгоритм работы устройства при выполнении измерений временного интервала, представляющего собой одиночный импульс, для момента времени, совпадающего

г средним .1 Э4 iiw ir. fs ii/югичеь Јлгс ругозу рзтг - з момент- ii i

1Ј ДНЙМ фрП iТОМ ПС| :Ч 1n

jaS последовател :с m i 11 v В моменч ape«i t и ) i i2

ЦНЛМ 4 pOHtOSWl ОДОНО М ИМ

эоЛ элемечг 3 переjf; inf - tonoFM e А ьа B opciM - /с анааливаегся VOOE 131 k 1 поз 3Ha4eiMJOT p, из at з)8: И Зустзнзаливаетср VD ЕЙ мь 1 pjBuoe значению гз я и т« мантов И hS-уоом;и О нгй импулвС us ля

VI VCK CAHORM6pSTDfti3 l т

i( - зггуск однопиЬсг м

Д ему фрОНТу ИМГ5У iLi-Ji ,J П

фсрмирователь 11 фг() MJ v

1атавл ва1Ю1Дий трп з

П

wlО

Тао/м сбразс J | McOf 18эез элемент И t иг и , а/« ч с будут поступг ,, i ; 1 так как начэние i тзо tB , s «еррз эяеаде . u J s к чзрез JV ПИ ricttvrwj ля) Л1 «нераторо 1, -poroj: чзы

Г ЛЬНОСТМ 1.Д У ОМ8рЯг1-|С О uft

пульса, прибей рс:з

и мерй1 «ч гз цифзэвси о з« -

сь ровс EI v 9eT4i itfeiР jo

в падающий с зз( чп,ч

so 1/ мпулс а хот ч , г

гремеиногс нитеиг 11-t HI д

ЧИП СОХРАНИ .-5- 8 iЈ t Ц

5 -I j и г -

fJs-f

ДО «М Ь 1 Г с Р

ri ч i i

с« Of M

- i tыг

V5

Q g

6 2

23

a 5

e 6

m 7

38 u 9

л п

N П

Фиг 2