Устройство для допускового контроля временных интервалов Советский патент 1992 года по МПК G04F10/00 

2

Фиг

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в управляющих цифровых вычислительных системах для измерения временных интервалов допускового контроля периода следования импульсов, для формирования импульсных сигналов с заданным периодом следования, для формирования заданного интервала времени и выдачи информации о текущем времени.

Цель изобретения - повышение точности допускового контроля временных интервалов и расширение функциональных возможностей устройства.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 и 3 - временные диаграммы работы устройства соответственно в режиме измерения и контроля.

Входы Метка времени 1 и сигнала Пуск 2 соединены соответственно с первым и вторым входами первого формирователя 3, выход которого соединен с первым входом первого элемента И 4, первым входом второго элемента И 5 и вторым входом элемента l/l-HE 6. Второй вход второго элемента И 5 является входом 7 сигнала Измерение, а выход соединен с входом установки в единичное состояние третьего триггера 8, прямой выход которого соединен с первым входом элемента И-НЕ 6, выход которого соединен с входом установки в исходное состояние второго триггера 9, вход установки в единичное состояние которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ-НЕ 10, соединенным также с выходом 11 Метка времени, входом записи счетчика 12 импульсов и третьим входом третьего элемента И 13, первый вход которого соединен с прямым выходом второго триггера 9, -второй вход - с выходом второго коммутатора 14, генератора 15, соединенным также с первым управляющим входом формирователя 16 и через элемент НЕ 17 - с вторым входом установки в исходное состояние четвертого триггера 18 и третьим входом второго формирователя 16, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И 4, соединенным также с вторым входом первого элемента ИЛИ-НЕ 19, первый вход которого соединен с выходом первого коммутатора 20, соединенным также с входом установки в единичное состояние четвертого триггера 18, прямой выход которого соединен с выходом 21 сигнала Сбой и первым входом второго элемента ИЛИ-НЕ 10, второй вход которого соединен с выходом второго формирователя 16, инверсный выход первого триггера 22 соединен с вторым входом первого элемента И 4, вход установки в исходное состояние первого

триггера 22 соединен с выходом переполнения счетчика 12, счетный вход которого соединен с выходом третьего элемента И 13. Входная шина 23 и вход 24 признака

записи соединены с входами регистра 25, выход которого соединен с информационным входом счетчика 12, информационный выход которого соединен с выходной шиной 26 через второй коммутатор 14 и с входом

0 дешифратора 27, выходы которого соединены с входами первого коммутатора 20, управляющие входы которого через дешифратор 27 соединены с входами 28-30 задания допуска контроля, управляющий

5 вход второго коммутатора 14 соединен со входом 31 признака считывания.

Устройство работает в двух основных режимах: в режиме измерения интервала времени и в режиме контроля периода сле0 дования импульсов (меток времени) и имитации их при отрицательном контроле.

В режиме измерения устройство работает следующим образом, В исходном состоянии все элементы памяти находятся в

5 обнуленном состоянии. На вход 7 Измерение и на вход 2 Пуск последовательно выдаются высокие потенциалы. Принцип измерения здесь обычный - по первому импульсу с выхода формирователя 3 триггер 9

0 переводится в единичное состояние, сигналом с его выхода открывается прохождение импульсов генератора 15 через элемент И 13 на счетный вход счетчика 12, а вторым импульсом триггер 9 устанавливается в ис5 ходное состояние, элемент И 13 закрывается, счет импульсов прекращается.

По признаку считывания, поступающему на вход 31, измеренное значение со счетчика 12 поступает через второй коммутатор

0 14 на выходную шину 26 устройства. Импульсы с генератора 15 разрешают выдачу информации на выходную шину 26 после окончания переходных процессов на счетчике 12, переброс триггеров которого про5 изводится по отрицательному перепаду импульсов счета.

Первый формирователь 3 предназначен для формирования по переднему фронту входного импульса, поступающего по входу

0 1, достаточно короткого выходного импульса при наличии разрешающего сигнала Пуск по входу 2. Это позволяет устранить влияние длительности сигнала, поступающего по входу 1 на точность контроля. По5 скольку на выходе первого элемента И 4 формируется очень короткий по длительности импульс, (длительность которого определяется в основном временем задержки первого элемента ИЛИ-НЕ 19 и временем перевода первого триггера 22 в единичное

состояние), а для нормальной работы устройства необходим импульс достаточно большой длительности, да еще с определенной временной привязкой к импульсам генератора 15, поступающим на счетный вход счетчика 12, установлен второй формирователь 16.

Элементы И 5, И-НЕ 6 и триггер 8 работают только в режиме измерения. Триггер 8 по заднему фронту первого импульса с выхода формирователя 3 через элемент И 5 перебрасывается в единичное состояние, открывая тем самым прохождение второго импульса с выхода формирователя 3 через элемент И-НЕ б на установку в исходное состояние второго триггера 9. В результате чего через элемент И 13 запрещается прохождение импульсов с выхода генератора 15 на счетчик 12.

Рассмотрим работу устройства в режиме контроля. Если частота генератора и период следования контролируемых импульсов могут меняться, то потребуется очень сложная схема дешифратора и коммутаторов, практически обрабатывающие все значения счетчика. Упрощение и сокращение объема оборудования дешифратора и коммутаторов приведет к ухудшению точности работы устройства.

С целью устранения указанных недостатков предлагается следующее. Пояснение проведем на предыдущем примере. Если на счетчике при поступлении первого импульса метки установить значение

N-(n- Ai) 32-(20-1) 13, где N - максимальная-емкость счетчика импульсов;

п - период следования импульсов; А1 - величина допуска контроля,

тогда при поступлении 19-го импульса счетчик переполнится. По этому сигналу переполнения открывается элемент И, разрешающий прохождение следующего импульса метки, а досчитав далее до двух, т.е. фактически до 21-го импульса по сигналу с дешифратора сформируется сигнал на закрытие элемента И. Импульс метки, прошедший в указанные ворота закроет элемент И, снова установит на счетчике значение N - (п - AI ) и все повторится. В случае неприхода импульса метки в указанных пределах по срабатыванию дешифратора сформируется имитационный импульс метки.

Таким образом, значительно упрощается схема коммутатора и дешифратора, их нужно настраивать на несколько значений допуска контроля, в предлагаемом варианте на три (2,4,6), а изменение частоты и ее

нестабильность, как генератора, так и импульсов метки, позволяет использовать предлагаемое устройство без его схемной переделки. Точность же, которая обеспечивается тем, что величину допуска контроля всегда можно установить минимальную для данного момента времени работы устройства, так как допуск устанавливается относительно реального измеренного значения, а

не рассчетного, в котором должны учитываться возможные уходы частоты, точность настройки генератора и т.д.

В режиме контроля устройство работает следующим образом. По входу 23 при

наличии признака записи на входе 24 устройства на регистр 25 записывается значение N - (п - А1), затем выдается по одному из входов 28, 29 или 30 высокий потенциал, разрешающий прохождение через первый

коммутатор 20 сигнала с соответствующего выхода дешифратора 27 и выдается сигнал Пуск по входу 2.

Первый импульс метки, поступивший по входу 1, с выхода первого формирователя 3

проходит через первый элемент И 4 на вход второго формирователя 16 и, кроме того, через элемент ИЛИ-НЕ 19 - на единичный вход первого триггера 22. Последний перебрасывается, с инверсного выхода его снимается высокий потенциал, элемент И 4 закрывается.

Импульс метки с выхода формирователя 16 через второй элемент ИЛИ-НЕ 10 поступает на выход 11 устройства, по переднему

фронту осуществляет переброс второго триггера 9 в единичное состояние (в результате по первому входу открывается третий элемент И 13) и осуществляется запись на счетчик 12 значений с регистра 25. На время

записи импульсы с генератора 15 на счетный вход счетчика 12 не поступают, так как элемент И 13 закрыт по третьему входу отрицательным импульсом метки с выхода ИЛИ-НЕ 10. По окончании импульса метки

сигнал записи снимается, элемент И 13 открывается, импульсы с. генератора 15 начинают поступать на счетчик.

По сигналу переполнения со счетчика 12 триггер 22 переводится в исходное состояние, элемент И 4 открывается, а счетчик 12 продолжает счет сначала. По достижении значения А на счетчике 12 с соответствующего выхода дешифратора 27 через коммутатор 29 поступит сигнал, по которому

триггер 22 (через элемент ИЛИ-НЕ 19) и триггер 18 установятся в единичное состояние. В результате этого элемент И 4 закроется, а по первому же положительному перепаду импульса с генератора 15 с выхода элемента НЕ 17 триггер 18 установится в исходное состояние, т.е. будет сформирован имитационный импульс метки времени. Имитационный импульс поступит на выход Сбой 21, сигнализирующий об отрицательном результате контроля периода следования и далее через элемент ИЛИ-НЕ 10 выдается наружу с выхода 11 и воздействует на остальные элементы устройства, как импульс метки, прошедший контроль.

Если следующая метка пришла в тот момент времени, когда элемент И 4 открыт, т.е. в пределах контролируемого допуска, она запустит второй формирователь 16 и через элемент ИЛИ-НЕ 19 установит триггер 22 в единичное состояние, в результате чего элемент И 4 закроется. Импульс метки с выхода формирователя 16 через элемент ИЛИ-НЕ 10 поступает на выход 11 и далее снова записывается значение с регистра 25 на счетчик 12, по концу импульса метки начинается счет импульсов генератора 15 и т.д.

Указанное устройство может работать как генератор импульсов с заданным периодом следования, при этом также, как и в режиме контроля, записывает соответствующее значение на регистр 25, выдается сигнал по соответствующему входу 28-30, сигнал Пуск по входу 2, а затем по входу 1 сигнал, который запустит устройство в режим генератора. Осуществляя счет меток, поступающих с выхода 11 (например, в ЦВМ по прерыванию) и опрашивая значение счетчика 12 через коммутатор 14с помощью устройства обеспечивается счет текущего времени.

Возможна работа устройства в качестве счетчика относительного времени, т.е. формирование заданного интервала времени от любого момента времени, в данном случае от момента выдачи сигнала по входу 1 до формирования сигнала с выхода 11.

Таким образом, предлагаемое устройство за счет введения регистра, третьего и четвертого триггера, первого и второго элемента ИЛИ-НЕ, элементов И-НЕ и НЕ и введения дополнительных связей обеспечивается более высокая точность допускового контроля периода следования импульсов и значительное расширение функциональных возможностей, а именно: формирование импульсной последовательности с заданным периодом; формирование заданного интервала времени относительно произвольного момента времени; счет текущего времени; измерение интервала времени между двумя соседними импульсами.

Формула изобретения Устройство для допускового контроля временных интервалов, содержащее генератор импульсов, счетчик импульсов, дешифратор, первый и второй коммутаторы, первый и второй формирователи импульсов, первый и второй триггеры, первый, второй и третий элементы И, причем первый и второй входы первого формирователя импуль0 сов являются входами Метка времени и Пуск соответственно устройства, а выход первого формирователя импульсов соединен с первыми входами первого и второго элементов И, второй вход первого элемента

5 И соединен с выходом первого триггера, группа информационных выходов счетчика соединена с группой информационных входов дешифратора, выход второго триггера соединен с первым входом третьего элемен0 та И, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля и расширения функциональных возможностей, в него введены входной регистр, третий и четвертый триггеры, первый и второй элементы

5 ИЛИ-НЕ, элемент И-НЕ, элемент НЕ, причем группа входов входного регистра подключена к входной информационной шине устройства, вход регистра является входом Признак записи устройства, группа ин0 формационных выходов входного регистра соединена с группой информационных входов счетчика импульсов, первый вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ-НЕ, второй вход соединен с выходом

5 третьего элемента И, выход Переполнение соединен с входом Установка исходного состояния первого триггера, а группа выходов счетчика импульсов соединена также с группой входов второго коммутатора,

0 выход генератора импульсов соединен с вторым входом третьего элемента И, первыми входами второго формирователя импул,- сов и второго коммутатора и входом элемента НЕ, вход второго коммутатора яв5 ляется входом Признак считывания устройства, а группа выходов второго коммутатора подключена к выходной информационной шине устройства, второй вход второго элемента И является входом

0 Измерение устройства, а выход второго элемента И соединен с входом Установка единицы, третьего триггера, выход которого соединен с первым входом элемента И- НЕ, второй вход которого соединен с

5 выходом первого формирователя импульсов, а выход соединен с входом Установка исходного состояния второго триггера, вход Установка единицы которого, а также третий вход третьего элемента И соединены с выходом второго элемента ИЛИ-НЕ, являющегося также выходом Метка времени устройства, вторая группа входов дешифратора является группой входов Задания величины допуска контроля устройства, а группа выходов дешифратора соединена с группой входов Задания величины допуска контроля первого коммутатора, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ-НЕ и входом Установка единицы 1 четвертого триггера, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ-НЕ и является выходом

0

Сбой устройства, второй вход первого элемента ИЛИ-НЕ соединен с выходом первого элемента И, соединенным также с вторым входом второго формирователя импульсов, а выход первого элемента ИЛИ-НЕ соединен с входом Установка единицы первого триггера, выход элемента НЕ соединен с входом Установка исходного состояния четвертого триггера и третьим входом второго формирователя импульсов, выход которого соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ-НЕ.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в цифровых вычислительных системах для измерения временных интервалов, допусково- го контроля периода следования импульсов, для формирования заданного интервала времени. Целью изобретения является повышение точности допускового контроля временных интервалов и расширение функциональных возможностей устройства. Устройство для допускового контроля временных интервалов содержит генератор 15 импульсов, счетчик 12 импульсов, дешифратор 27, два коммутатора 20, 14, два формирователя 3,10 импульсов, два триггера 22,9, три элемента И 4,5,13. В устройстве введены регистр 25, два триггера 8,18, два элемента ИЛИ-НЕ 19,10, элемент И-НЕ 6, элемент НЕ 17. Введение новых элементов и возникновение новых связей в устройстве ведут к достижению цели. 3 ил.1

В од 26.измерение Вход 25.Пуск

Вход 14 .Метка

Вход форпироВатею 1 р

Вход Q триггера 5

Выход И 2

Выход формирователя 11 Выход енера тора.

Выход Q триггера 6

ПППППППППППППППППППП

ппппппппп

i

Выход И-НЕ 12

г

31.