Цифровой измеритель интервалов времени Советский патент 1992 года по МПК G04F10/00 

сл

с

XI

О

ю ю

OS

ел

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в измерительных устройствах.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого цифрового измерителя.

Цифровой измеритель интервалов времени содержит опорный генератор 1 стабилизированных во времени прямоугольных импульсов, выход которого соединен с входом формирювателя 2 ряда частот, выходы промежуточных частот которого подключены к соответствующим информационным входам третьего мультиплексора 3, выход которого соединен с первым входом элемента ЛА. Входы управления мультиплексора 3 соединены с выходами соответствующих разрядов регистра 5 управляющего слова. Выходы второго и первого сумматоров б и 7 по модулю два подключены к тактовым входам второго Dтриггера 8 конца отсчета и первого D-триггера 9 начала отсчета соответственно, а первые входы сумматоров 6 и 7 по модулю два соединены с выходами соответствующих разрядов регистра 5 управляющего слова. D- и S-входы первого D-триггера 9 начала отсчета подключены к выходу источника 10 сигнала логической единицы. Выход первого D-триггера 9 соединен с вторым входом эдемента И 4 и первым входом логического преобразователя 11. Инверсный выход Нервого D-триггера 9 соединен с Dвходом второго D-триггера 8, выход которого соединен с третьим входом элемента И 4, а инверсный выход второго D-триггера подключен к второму входу логического преобразователя 11. Вход Сброс непосредственно подключен к входу установки счетчика 12 импульсов, а через согласователь 13 уровней сигнала Сброс соединен с R-входом первого D-триггера 9 и с S-входом второго D-триггера 8. Входы управления второго и первого мультиплексоров 14 и 15 соединены с соответствующими выходами регистра 5 управляющего слова. Выход второго мультиплексора 14 соединен с вторым входом второго сумматора 6 по модулю два непосредственно, а выход первого мультиплексора 15 соединен с вторым входом сумматора 7 по модулю два через элемент 16 задержки. Информационные входы мультиплексора 15 подключены к клеммам для подачи признаков начала интервала времени (не показаны), а информационные входы мультиплексора 14 соединены с клеммами для подачи признаков конца интервала времени. Выход переноса счетчика

12 импульсов подключен к R-входу триггера 8 конца отсчета, а тактовый вход счетчика 12 импульсов соединен с выходом элемента И 4. Выходы счетчика 12 импульсов подключены к клеммам результата измерения, а выход логического преобразователя 11 соединен с клеммой Готовность.

Опорный генератор 1 воспроизводит серию импульсов, предназначенную для за0 полиения измеряемого интервала времени. Широкий диапазон измеряемых интервалов времени при ограниченной размерности счетчика 12 импульсов требует различной частоты импульсов заполнения. Формирователь 2 ряда частот со своих выходов выдает частоты, необходимые для всего диапазона измеряемых временных интервалов. Мультиплексор 3 позволяет выбрать оптимальную для конкретного случая частоту заполнения. Элемент И 4 пропускает или не пропускает на счетчик 12 импульсов импульсы заполнения. Сигналом с входа Сброс устанавливают в состояние 00.,.0 счетчик 12 импульсов перед измерением

5 очередного интервала времени, приводят в исходное состояние D-триггеры 8 и 9 (Dтриггер 8 приводят в состояние 1. а Dтриггер 9 устанавливают в состояние О). Мультиплексор 15 коммутирует на О-триг0 гер 9 один из сигналов, задающих начало измеряемого интервала времени. Мультиплексор 14 коммутирует на D-триггер 8 один из сигналов, задающих конец измеряемого интервала времени. Сумматоры 6 и 7 по

5 модулю два обеспечивают возможность в качестве признака начала и конца измеряемого интервала времени иметь как положительный, так и отрицательный фронты сигналов. Сумматоры 6 и 7 по модулю два по

0 первым входам настраиваются таким образом, чтобы признаки начала и конца отсчета порождали на выходах сумматоров 6 и 7 по модулю два положительные фронты сигналов. D-триггер 9 предназначен для открывания элемента И 4 при появлении на его С-входе положительного фронта признака начала измеряемого интервала времени. Dтриггер 8 предназначен для закрывания элемента И 4 при появлении на его С-входе

0 положительного фронта признака конца измеряемого интервала времени. Логический преобразователь 11 формирует сигнал Готовность результата измерения по логическим условиям внутреннего состояния

5 цифрового измерителя интервалов времени.

Цифровой измеритель работает следующим образом.

В регистр 5 управляющего слова записывают управляющее слово,в соответствии

которым на управляющие входы мультиплексора 3 подается код, обеспечивающий коммутацию на первый вход элемента И 4 частоты, оптимальной для данного измеряемого интервала времени. Разряды регистра 5 управляющего слова, соединенные с первыми входами сумматоров 6 и 7 по модулю два, задают такими, чтобы признаки начала и конца измеряемого интервала времени, преобразовались в положительные фронты сигналов на С-входах D-триггеров 9 и 8, т.е. если признак начала или конца интервала времени представляет собой положительный фронт сигнала, то на первый вход соответствующего сумматора по модулю два подают О, при котором сумматор по модулю два работает в режиме повторителя, и признак начала или конца отсчета без изме1 ения проходит на С-вход соответствующего триггера. Если признак начала или конца интервала времени задается отрицательным фронтом, то на первый вход сумматора по модулю два подают 1, при которой сумматор по модулю два работает в режиме инвертора, преобразуя входной отрицательный фронт признака начала или конца интервала времени в положительный фронт сигнала на С-входе соответствующего D-триггера. Таким образом обеспечивается возможность измерения интервала времени между различными комбинациями фронтов сигнала. Разряды регистра 5 управляющего слова, соединенные с входами управления мультиплексоров 14 и 15, обеспечивают коммутацию избранных для измерения сигналов.

Сигналом Сброс цифровой измеритель интервалов времени приводится в исходное состояние : счетчик 12 импульсов сбрасывается в состояние 00,..О, D-триггер 9 устанавливается в состояние О, закрывая по второму входу элемент И 4, D-триггер 8 приводится Б состояние 1, не закрывая элемент И 4 по третьему входу, сигнал Готовность на выходе логического преобразователя отсутствует. В момент прихода на информационный вход мультиплексора 15 признака начала интервала времени положительный фронт по С-входу записывает 1 в D-григгер 9, которая открывает по второму входу (третий вход не закрыт) элемент

4, и импульсы Заполнения с первого входа элемента И 4 начинают поступать в счетчик 12 импульсов в течение измеряемого интервала времени. Признак конца измеряемого интервала времени поступает на информационный вход мультиплексора 14, далее через сумматор 6 по модулю два положительным фронтом записывает О в D-трйггер 8 с инверсного выхода D-триггера

9, Если признак конца отсчета поступает

раньше признака начала отсчета, то в Dтриггере 8 подтверждается состояние 1, не нарушающее исходного состояния устройства. О с выхода D-триггера 8 акрывает по третьему входу элемент И 4, и поступление импульсов заполнения в счетчик 12 импульсов прекращается. Велич 1ну измеренного интервала времени определяют по содержимому счетчика 12 импульсов и известному периоду следования импульсов заполнения. Для уменьшения методической погрешности период следования импульсов выбирают минимальным с учетом модуля счета счетчиков 12 импульсов и верхнего допустимого значения измеряемого интервала времени.

После окончания измерения интервала времени логический преобразователь 11

0 выдает сигнал Готовность, который формируется при условии наличия 1 на выходе D-триггера 9 (наличие факта начала измеря-. емого интервала времени) и О в О-трмггере 8 (наличие факта конца измеряемого интервала времени). Сигнал Готовность служит командой внешней вычислительной среде на начало обработки содержимого счетчика 12 импульсов.

При измерении длительности сигнала

0 на одной линии (длительности положительного, отрицательного импульсов, периода следования импульсов) сигнал одновременно подают на информационные входы мультиплексоров 14 и 15, а сигналы на входы

5 управления мультиплексоров 14 и 15 подают такие, чтобы измеряемый сигнал переходил на выходы мультиплексоров. При иг1мерении длительности положительного импульса на первые входы сумматоров 7 и 6

0 по модулю два подают от регистра 5 управляющего слова О и 1. соответственно. Начало отсчета инициируется 1, записываемой положительным фронтом измеряемого импульса, без инверсии приходящего

5 через сумматор 7 по модулю два на С-вход D-триггера 9. Конец отсчета интервала времени пррисходит при записи О в D-триггер 8 отрицательным фронтом измеряемого импульса, инвертированным сумматором 6 по

0 модулю два. Остальные процессы происходят аналогично описанному.

При измерении периода следования импульсов признак начала совпадает с признаком конца временного интервала.

5 Функционирование цифрового измерителя интервалов времени в этом случае происходит следующим образом. Внешние соединения D-триггера 8 выполнены таким образом, что закрывание элемента И 4 по третьему входу возможно-только при наличии факта

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано визмерительных устройствах. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей. Цифровой измеритель интервалов времени содержит генератор 1 импульсов, счетчик 12 импульсов, элемент 16 задержки. В устройство введены три мультиплексора 3, 14. 15, формирователь 2 ряда частот, два сумматора б, 1 по модулю два, О-триггеры 8, 9, логический преобразователь 11Гзлемент И 4, регистр 5 управляющего слова, источник 10 сигнала "1". Введение новых элементов и образование новых связей приводят к достижению цели изобретения. 1 ил.