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

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в радиотехнике, экспериментальной физике.

Известно устройство, реализующее способ измерения длительности одиночных импульсов и содержащее блок циркуляции, элементы совпадения, управляемую линию задержки, блок управления, генератор импульсов, элемент ИЛИ, блок переписи, блок выделения заднего фронта, счетчик и блок сброса.

Недостатком данного устройства является измерение с погрешностью, определяемой периодом квантующей последовательности.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, которое содержит последовательно соединенные циркулятор, вход которого является входом устройства, распределитель импульсов, первый элемент И, первый RS-триггер, второй элемент И и первый счетчик, последовательно соединенные третий элемент И, второй RS-триггер, четвертый элемент И и второй счетчик, последовательно соединенные пятый элемент И, третий RS-триггер, шесте и элемент И и третий счетчик, генератор квантующих импульсов.

Цепь изобретения - повышение быстродействия достигается тем, что в устройство для измерения одинсчных интервалов времени, содержащее последовательно соединенные циркулятор, вход которого является входом устройства распределитель импульсов, первый элемент И первый RS-триггер, второй элемент И и первый счетчик послео

а ел

NJ

довательно соединенные третий элемент И, второй RS-триггер, четвертый элемент И и аторой счетчик, последовательно соединенные пятый элемент И, третий RS-триггер, шестой элемент И и третий счетчик, генератор квантующих импульсов, вход которого соединён с объединенными вторыми входами первого, третьего, четвертого, плтогс и шестого элементов И, первый и третий входы которого, соответственно, объединены с соответствующими входами седьмого элемента И, выход которого соединен с входом четвертого счетчика, при этэмтретьи входы третьего и четвертого элемзнтов И объединены с первым входов второго элемента I/I, второй и третий входы которого, соответственно, подключены к первому входу четвертого элемента И и к первому выходу распределителя импульсов, второй ЕЫХОД которого соединен с первым входом третьего элемента И, при эгом R-зходы всех триггеров и счетчиков подключены к шине начальной установки, введены последовательно соединенные восьмой элемент И, первый и второй входы которого, соответственно, соединены с соответствующими входами третьего элемента И, и четвертый RS-триггер, оыход которого соединен о объединенными третьими входами шестого я пятого элементов И, пераый вход которого объединен с соответствующим входом первого элемента И, при этом первый вход восьмого элемента И объединен с вторым входом седьмого элементе И. при этом R- вход четвертого RS-триггера подключен к шине начальной установки.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема устройства длл измерения одиночных интервалов времени; на фиг, 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу; на фиг, 3 - блок-схема алгоритма вычислений.

Устройство для измерения одиночных интервалов времени содержит циркулятор 1, распределитель, 2 импульсов (РИ), первый элемент И 3, первый RS-триггер 4, второй элемент И 5, первый счетчик 6, третий элемент И 7, второй RS-триггео I, четвертый элемент И 9, второй счетчик 10, пятый элемент И 11, третий RS-триггер 12, шестой элемент И 13, третий счетчик 14. седьмой элемент И 15, четвертый RS-триггер 16, восьмой элемент И 17, четвертый счетчик 18 и генератор 19 квантующих импульсов (ГКИ).

Циркулятор 1 содержит элемент ИЛИ 20 и линию 21 задержки. Распределитель 2 импульсов содержит JK-трштер 22 и первый 23 и второй 24 элементы И, 5пок 25 вычислений содержит первый - четвертый RS-триг- геры 26-2 Э и микропроцессор 30.

Устройство для измерения одиночных интервалеD времени работает следующим

образом.

На вход устройства для измерения одиночных интервалов времени, которым является вход цмркуллтора 1, поступают импульсы начала (Имп. 1) и конца (Имп, 2)

0 измеряемого временного интервала Тх. Циркулятор 1, входом которого является первый вход элемента ИЛИ 20, формирует на своем выходе, которым является выход линии 21 задержки, последовательность им5 пульсов (фиг. 2а), при этом выход линии 21 задержки соединен с вторым входом элемента ИЛИ 20. Период циркуляции Тц Тх+

-fly.

Распределитель 2 импульсов, входом

0 которого явпяются объединенные первые входы первого и второго элементов И 23 и 24 и тактовый вход JK-триггера 22, J- и К-вы- ходы которого объединены и соединены с. уровнем логической 1, формирует на

5 своих первом и втором выходах (ими соответственно являются выходы первого 23 и второго 24 элементов И, вторые входы которых соответственно соединены с прямым и инверсным в; .щами JK-триггера 22}

0 импульснь е лослед. стельности, соответствен но состоящие и j Имп. 1 (фиг.2б)иИмп, 2 (фиг. 2в), поскольку JK-триггер 22 изменяет свое состояние при поступлении на его тактовый вход переднего фронта импульса

5 (начальное состояние JK-триггера 22 соот- ветствуе наличию на прямом выходе урооня логического О, при этом шина начальной установки для триггеров, счетчиков и микропроцессора на фиг. 1 не пока1 зана).

При совпадении одного из импульсов последовательности Имп, 1, которая поступает на первый вход первого элемента И 3, с из импульсов, сформированных

5 ГКИ 19 и поступающих на второй вход этого же элемента И 3, первый RS-триггер 4 формирует на своем выходе сигнал с уровнем логической 1. Этот сигнал поступает на объединенные первшй вход второго и

0 третьи входы третьего и четвертого элементов И 5, 7 и 9, при этом второй элемент И 5 пропускает импульсы из последовательности Имп. 1 на вход первого счетчика, а четвертый элемент И 9 пропускает импульсы,

5 сформированные ГКИ 19, на вход второго счетчика 10.

При повторном совпадении одного из импульсов последовательности Имп, 1, которая поступает на первый вход пятого элементе Л 11, с одним из импульсов, сформированиых ГКИ 19 и поступающих на второй вход этого же элемента И 11, третий RS-триггер 12 соответственно формирует сигналы с уровнем логической 1 и логического О на прямом и инверсном выходах. Первый из этих сигналов поступает на соответствующий вход блока 25 вычислений, а второй - на объединенные первые входы шестого и седьмого элементов И 13 и 17, при этом шестой и седьмой элементы И 13 и 17 прекращают пропускать соответствующие импульсы на входы счэтчиков 14 и 18.

Первый 6, второй 10, третий 14 и четвертый 18 счетчики 6, 10, 14 и 18 соответственно формируют значения величин N, L, К и М, используемых в выражении для определения Тх.

При совпадении одного из импульсов последовательности Имп. 2, которая поступает на первый вход восьмого элемента И 15, с одним из импульсов, сформированных ГКИ 19 и поступающих на второй вход этого же элемента И 15, четвертый RS-триггер 16 формирует на своем выходе сигнал с уровнем логической 1. Этот сигнал поступает на объединенные третьи входы пятого, шестого и седьмого элементов И 11,13,17, при этом четвертый элемент И 17 пропускает импульсы из последовательности Имп. 2 на вход четвертого счетчика 18, а шестой элемент И 13 пропускает импульсы, сформированные ГКИ 19, на вход третьего счетчика 14.

При повторном совпадении одного из импульсов последовательности Имп. 2, которая поступает на первый вход третьего элемента И 7. с одним из импульсов, сформированных ГКИ 19 и поступающих на второй вход этого же элемента И 7, второй RS-триггер 8 соответственно формирует сигнал с уровнем логической 1 и логического О на прямом и инверсном выходах. Первый из этих сигналов поступает на соответствующий вход блока 25 вычислений, а второй - на объединенные второй вход второго 5 и первый вход четвертого 9 элементов И, при этом второй 5 и четвертый 9 элементы И прекращают пропускать соответствующие импульсы на входы счетчиков би 10

т М L-N К + L

Тх tk ,

М +N + 1

где 1к - величина периида в последовательности импульсов на выходе ГКИ 19;

М и N - числа, определяющие количество соответственно Имп. 2 и Имп. 1, поступивших на входы четвертого и первого счетчиков 18 и б;

К-числа, определяющие количество импульсов, сформированных ГКИ 19 и соответственно поступивших на входы второго и третьего счетчиков 10 и 14.

При формировании одним из четырех счетчиков на выходе старшего разряда импульса, соответствующего наступлению переполнения этого счетчика, соответствующий ему один из четырех RS-триггеров 26-29 формирует сигнал запроса обработки внешнего прерывания в микропроцессоре

30. Программы обработки прерываний 1мл-4 (фиг. 3) корректируют значения N, L, M и К и формируют сигнал сброса, который поступает на R-вход соответствующего RS-тригге- ра. Основная программа микропроцессора

30 циклически анализирует уровень сигналов на прямых выходах второго 8 и третьего 12 RS-триггеров, при одновременных значениях логических 1 которых формируются значения N, L, М и К и выполняется вычислениеТх.

Формула изобретения Устройство для измерения одиночных интервалов времени, содержащее последовательно соединенные циркулятор, вход ко- торого является входом устройства, распределитель импульсов, первый элемент И, первый RS-триггер, второй элемент И и первый счетчик, последовательно соединенные третий элемент И, второй RS-триггер, четвертый элемент И и второй счетчик, последовательно соединенные пятый элемент И, третий RS-триггер, шестой элемент И и третий счетчик, генератор квантующих

импульсов, выход которого соединен с объединенными вторыми входами первого, третьего, четвертого, пятого и шестого элементов И, первый и третий входы которого соответственно объединены с соответствующими входами седьмого элемента И. выход которого соединен с входом четвертого счетчика, при этом третьи входы третьего и четвертого элементов И объединены с первым входом второго элемента И, второй и

третий входы которого соответственно подключены к первому входу четвертого элемента И и к первому выходу распределителя импульсов, второй выход которого соединен с первым входом третьего элемента И,

при этом RS-входы всех триггеров и счетчиков подключены к шине начальной установки, отличающееся тем. что, с целью повышения быстродействия, введены последовательно соединенные восьмой элемент И, первый и второй входы которого соответственно соединены с соответствующими входами третьего элемента И, и четвертый RS-триггер, выход которого соединен с объединенными третьими входами шестого и пятого элементов И. первый

вход которого объединен с соответствую- нем с вторым входом седьмого элемента И, щим входом первого элемента И, при этом при этом R-вход четвертого RS-триггера первый вход восьмого элемента И обьеди- подключен к шине начальной установки.

( IN71 )

I

#LM +2 -1 Cfyoc 26

У

lMrix.5

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в радиотехнике и экспериментальной физике. Цель изобретения - повышение быстродействия. Устройство для измерений одиночных интервалов еремзни содержит циркуля- TOD, распределитель импульсов, первый элемент И, первый RS-триггер, второй элемент И, первый счотчик, третий элемент И, второй RS-триггер, четвертый элемент И, второй гчетчик, пятый элемент И, третий RS-триггер, шестой элемент И, третей счег- чик, седьмой элемент И, четвертый RS-триггер, восьмой элемент И, четвертый счетчик и генератор квантующих импульсов Цирку- лятор содержит элемент ИЛИ и линию задержки Распределитель импульсов содержит JK-триггер и первый и второй элементы И. Величину одиночного интервала времени определяют путем использования совпадений импульсов его начала и конца с квантующими импульсами, период которых известен 3 ил. in

CfffLJ

Г 7/V7-2

Lr Lr+2-1 cSpoc 27

Ж.

)

()

С

e/7

с/

)

С 7/УГ J Ј

Сброс 23

.5

У

+N /. / L

K

- ML-NK + L , I . jM+N+ 1

H

{end )