Устройство для измерения временных интервалов Советский патент 1993 года по МПК G04F10/04 

Ё

Применение: изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано при создании частотомеров, фазометров и. цифровых измерителей временных интервалов. Устройство содержит: 1 генератор импульсов (1), 3 элемента совпадения (2), (4), (5), 1 триггер (3), 1 линию задержки (6), 1 элемент ИЛИ (7), 1 счетчик импульсов (8), 1 дополнительный разряд (9), 1 блок вывода информации (10), 1 формирователь импульсов (11). 2 ил.

00

о

СО isQ

&

Фиг.1

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано при создании цифровых измерителей временных интервалов, а также частотомеров и фазометров.

Цель изобретения - повышение надежности устройства путем его упрощения.

На фиг.1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства; на 2 фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие ра боту устройства.

Устройство (фиг. 1) для измерения временных интервалов содержит генератор 1 тактовых импульсов, выход которого соединен с первым входом первого 2 элемента совпадения, второй вход которого соединен с выходом триггера 3 и первыми входами второго 4 и третьего 5 элементов совпадения, выход третьего 5 элемента совпадения с входом линии 6 задержки, а выход второго 4 элемента совпадения соединен с первым входом элемента ИЛИ 7, выход которого соединен с фазирующими входами счетчика 8 импульсов с дополнительным 9 разрядом, единичный вход которого соединен с выхо- дом счетчика 8, другие выходы счетчика 8 и дополнительного 9 разряда соединены с входами блока 10 вывода информации, выходы которого соединены с выходами устройства, вход формирователя 11 импульсов соединен с входом устройства, выход формирователя 11 импульсов соединен с объединенными вторыми входами второго 4 и третьего 5 элементов совпадения, выход третьего 5 элемента совпадения подключен к третьему входу первого 2 элемента совпадения и другому входу блока 10 вывода информации, выход линии б задержки соединен с вторым входом элемента ИЛИ 7, выход которого соединен с входом тригге- ра 3, а выход первого 2 элемента совпадения соединен со счетным входом счетчика 8 импульсов.

Работает устройство следующим образом. При включении устройства начинает работать генератор 1 тактовых импульсов, но до поступления первого импульса (а) исследуемого импульсного процесса счетчик 8 не работает, т.к. несимметричный триггер 3, имея преобладание в нулевое состояние, после включения устройства устанавливается в нулевое состояние, а низкий потенциал с выхода (б) триггера запрещает прохождение импульсов (в) с выхода генератора 1 через элемент 2 совпадения на счет- ный вход (г) счетчика 8.

Первый импульс (а) исследуемого процесса, прошедший на вход устройства, обостряется формирователем 12 импульсов и с выхода (д) формирователя 12 импульсов поступает на входы элементов 4 и 5 совпадения, проходит через элемент 4 совпадения и элемент ИЛИ 7, поступает на фазирующие входы (е) счетчика 8 и дополнительного разряда 9 и устанавливает их исходное (нулевое) состояние, т.к. после включения устройства в счетчике 8 и дополнительном разряде 9 устанавливается произвольная (случайная) кодовая комбинация. Одновременно с выхода (е) элемента ИЛИ 7 импульс поступает на вход триггера 3 и устанавливает его в состояние 1. Высокий потенциал, соответствующий состоянию 1 триггера 3, с выхода (б) триггера открывает элементы 2 и 5 совпадения и закрывает элемент 4 совпадения. Тактовые импульсы с выхода (в) генератора 1 проходят через элемент 2 совпадения на счетный вход (2) счетчика 8 импульсов, который ведет счет числа импульсов, поступивших на его вход.

Пришедший второй импульс (а) исследуемого импульсного процесса обостряется формирователем 12 импульсов и с его (д) выхода проходит через элемент 5 совпадения на третий вход (з) первого элемента совпадения, вход (з) линии 6 задержки и вход (з) блока 10 считывания информации и считывает кодовую комбинацию (и), соответствующую числу импульсов (г) генератора 1, поступивших на вход счетчика за время между первым и вторым импульсом (а) исследуемого процесса, через блок 10 на выход (к) устройства.

Импульс, пришедший на вход (з) первого элемента совпадения, блокирует на время длительности импульса прохождение счетных импульсов (в) на счетный вход (г) счетчика 8 через элемент 2 совпадения. Тем самым устраняется ошибка считывания информации из счетчика 8 при одновременном опросе (з) блока 10 вывода информации и поступлении счетного импульса на вход (2) счетчика 8. После считывания информации на вход (к) устройства задержанный импульс (л) с выхода линии 6 задержки через элемент ИЛИ 7 поступает на фазирующий вход (е) счетчика и устанавливает его в нулевое состояние. С этого момента счетчик 8 снова начинает счет импульсов, поступивших на его вход в интервале между вторым и третьим импульсами (а) исследуемого процесса.

С приходом очередного импульса (а) исследуемого процесса цикл считывания информации на выход (к) устройства и возобновления счета импульсов (г) счетчиком 8 повторяется.

В исследуемом процессе (а) может оказаться межимпульсный интервал такой длины, при измерении которого счетчик 8 переполнится и начинает считать сначала. В ре- зультате кодовая комбинация, зафиксированная счетчиком в конце мерного интервала, не будет соответствовать ис- тинному значению межимпульсного интервала. Такое переполнение счетчика мфжет произойти раз при изменении межимпульсного интервала большой длительности. Для выявления таких ложных измерений счетчик 8 снабжен дополнительным 9 разрядом, который устанавливается в состояние 1 при переполнении счетчика 8 у в состояние О при сбросе счетчика 8. При считывании результата со счетчика про- ийходит маркировка (Кб) недостоверного из- мфрения. Наличие 1 на шине (Кб) указывает н4 неверность результата. Неверный результат отбрасывается при последующей обработке результатов измерения предлагаемого устройства.

Как видно из вышеизложенного, предлагаемое устройство обеспечивает измере- ние временных интервалов между сбседними сигналами импульсной последо- ва|тельности с высокой точностью (точность айалогична прототипу) и свободно от ука- за|нного недостатка прототипа, т.к. имеет бс|лее высокую надежность благодаря зна- чи;тельному упрощению по сравнению с прототипом.

I Экономический эффект может быть пол- учён от использования предлагаемого тех- н ческого решения в связи с повышением надежности устройства, что позволяет сократить время и повысить качество проведения исследований и измерений при испытаниях различных объектов, сократить количество ис- путываемых объектов, необходимых для набо- pd статистики их надежности и правильности функционирования при требуемой достовер- нфти полученных результатов.

Кроме того экономический эффект мо- жфт быть получен от использования предла- га|емого технического решения в связи с его

удешевлением из-за упрощения (число элементов предлагаемого устройства в 2 раза меньше числа элементов устройства прототипа).

5Т.о. заявленное устройство является новым, обладает существенными отличиями, а при использовании дает положительный эффект.

10

Формула изобретения

Устройство для измерения временных интервалов, содержащее генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с

первым входом первого элемента совпадения, второй вход которого соединен с выходом триггера и первыми входами второго и третьего элементов совпадения, выход третьего элемента совпадения соединен с

входом линии задержки, а выход второго элемента совпадения соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с фазирующими входами счетчика импульсов с дополнительным разрядом,

единичный вход которого соединен с выходом счетчика, другие выходы счетчика и до- полнительного разряда соединены с входами блока вывода информации, выходы которого соединены с выходами устройства,

отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства за счет его упрощения, дополнительно введен формирователь импульсов, вход которого соединен с входом устройства, а выход

соединен с объединенными вторыми входами второго и третьего элементов совпадения, выход третьего элемента совпадения подключен к третьему входу первого элемента совпадения и другому входу блока

вывода информации, выход линии задержки соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом триггера, а выход первого элемента совпадения соединен со счетным входом счетчика импульсов.

TL

Г

I I I I I I I I I I I И I I I I И I I II I I I I И И I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I

II I

I

injTjTJbnruiJ jnj

I