Цифровой измеритель временных интервалов Советский патент 1974 года по МПК G04F11/08 

(54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ

. I :

Изобретение относится к цифровым измерителям, предназначенным для измерения временных интервалов, ограниченньк передними фронтами импульсов, образующих од нократную последовательность, и может

быть использовано в измерительной технике.

Известны цифровые измерители временных интервалов, предназначенные для этой цели и содержащие маркерный генератор,

управляющий триггер, счетчики, накопитель информации, устройство управления, вентили

Результат измерения временного интервала, заключенного между двумя любыми соседними импульсами входной последова- тельности определяется как количество импульсов маркерного генератора в измеряеMOMj интервале, подсчитанное счетчиком, подключенным к выходу генератора. Ре зультат измерения временного интервала, заключенного между двумя любыми несоСедними импульсами входной последовательности, определяется как сумма последовательных показаний счетчиков, полученных в из-; меряемом интервале.

При этом погрешность измерения временых интервалов, ограниченных соседними импульсами входной последовательности при высокой стабильности частоты маркерного генератора и достаточной скорости переключения вентилей, связьтающих выход генератора со счетчиками, определяется практически только ошибкой дискретности отсчета.

Однако при ; измерении интервалов, ограниченных несоседними импульсами входной последовательности, возможно значительное увеличение погрешности измерения за счет одновременного прохождения (или н прохождения) импульса маркерного генератора на выходы обоих счетчиков в случае совпадения этого импульса по времени с импульсом входной последовательно сти, когда в процессе переброса триггера, управляющего вентилями, связьшаюшиьш выход маркерного генератора с входами счетчиков, возможно кратковременное появление одинаковых сигналов на обоих вь1ходах триггера и, соответственно, одно-

временное отпирание (запира1ше) обоих вентилей.

Эта погрешность тем больше, чем большим количеством импульсов разделе ны импульсы, временной интервал между которыми измеряется.

Цель изобретения - повышение точности измерения временных интервалов, ограничен ных несоседними импульсами входной последовательности.

Для этого в предлагаемое устройство введены триггер, две линии задерйоси и два вентиля, входы которых подключены к маркерному генератору и выходам ynpaflnsj- юшего триггера, а выходы через tpHrrap,-. линии задермски и первую группу вентилей соединены с входами счетчиков.

На фиг. 1 приведена схема предлагае мого измерителя; на фиг. 2 - временная диаграмма его работы.

Измеритель содернмт маркерный генера тор 1, управляющий триггер 2, подключэнный своим счетным входом к бходу 3 устройства, вентили , триггер 8, линии задержки 9 и 10, счетчики 11 и 12, накопитель информашш 13 с устройством управления 14, подключенный через вентили 15 и 16 и схему ИЛИ 17 к вьвсодам счетчиков, а также вентили ,18 и 19, связывающие управляющие входы счетчиков 11 и 12 с выходом устройства управления 14,

Выход маркерного генератора 1 подключен к входам вентяпей , вьгХоды управляющего триггера 2 к входам венгилей 4 и 5, выкоды которые подсоедике- ны к входам триггера 8, выходы триггера 8 - через линии задермски 8 к 10 - к входам вентилей 6 и 7, выходы вентилей 6 и 7 -к входам счетчиков 11 и 12 соответственно. Кроме того, выходы упраздяюшего триггера 2 подключены к входам вентилей 15, 16, 18 и 19, а вход устройства управления 14 - к входу 3 измерк1еля.

При работе устройства до момента по дачи на его вход 3 импульсной гюследова/гельности управляющий триггер 2 находит ;ся в произвольном состоянии, при-котором один из вентилей, например вентиль 4, открыт, а другой/ например зентиль 5; закрыт. При этом импульсы с выхода генератора 1, поступая на входы обоих вентилей 4 и 5, проходят через открытый вентиль 4 на вход триггера 8, удерживая его в состоянии, тфи котором один из вентилей открыт, например вентиль 6, а другой, например вентиль 7, закрыт. Далее импульсы с выхода генератора 1, поступая на ,входы вентилей 6 и 7, проходят через от крытый вентиль 6 на вход одного из счетчиков, например счетчик 11, где происходит их накопление с периодическим обну-. лением счетчика, если время поступления велико.

На фиг. 2 представлена временная диаграмма работы измерителя при постутше0 нии на вход 3 последовательности из че|ТЫрех импульсов. Здесь: 1 входная последовательность импул)

сов;

П - последовательность и шyльcoв на выходе маркерного генератора 1; Ш - изменение состожшия управляющего

триггера 2; 1У - прохождение маркерных импульсов

через вентиль 5; У гфохождение маркерных импульсов

через вентиль 4;

У1 - изменение состояния - триггера 8; У11-прохождение сигналов с выхода

триггера 8 через линии задержки 59 и 10; ,

У111-прохождение маркерных импульсов . через вентиль 7 на вход счетчика 12;

IX - прохождение маркерных импульсов чере;з вентиль 6 на вход счетчика 11.

При поступлении на вход 3 измерителя первого импульса входной последовательности происходит переброс управляющего триггера 2, после чего вентиль 4 закрывается, а вентиль 5 открьшается. Первым же импульсом маркерного генератора 1, прощедшим через вентиль 5, опрокидывается триггер 8. Сигналы с вйходов последне1Ч)

через время , определяемое параметj

рами линий задержи 9 и 10, закрывают вентиль 6 и открывают вентиль 7. После .этого поступление маркерных импульсов в

5 ;счетчик 11 прекращ,ается и начинается их , поступление в счетчшс 12. Одновременно с перебросом триггера 2 устанавливается ; разрешающий сигнал на входе вентиля 15 И запрещающий на входе вентиля 16, ПосQ яе этого выход счетчика 11 оказывается подключенным через схему ИЛИ 17 к вхо: ду накопителя информации 13, Тем же вход. :ным импульсом запускается устройство упраеления 14, которое через время за:Держки, необходимое для окончания всех переходных процессов в счетчике 11, производит запись его содержимого в накопи-. тель 13, а зг1тем обнуление счетчика 11При поступлении на вход 3 второго импульса входной последовательности происходит обратный переброс триггеров 2 и 8, после чего вентили 4, 6, 16 и 19 оказывеются открытыми, а вентили 5, 7, 15 и 18 - закрытыми, вход счетчика 11 - подключенным к выходу маркерного генератора 1, а выход счетчика 12 - к входу накопителя 13, и затем запись содержимого счетчика 12 в накопитель информации 13 и обнуление счетчика 12.

Аналогичным образом происходит работа ; измерителя и при поступлении на вход 3 остальных импульсов входной последоват льности.

Поскольку переброс триггера 8 синхронизирован маркерными импульсами, а отпирание (запирание) вентилей 6 и 7 осуществляется с задержкой по отношению к моменту переброса триггера 8, возможность одновременного нахождения вентилей 6 и 7 в момент поступления на их входы маркерных импульсов в закрь1том или открытом состоянии исключена, а значит исключена возможность одновременного прохождения маркерногх) импульса на входы счетчиков, 11 и 12 или его потери. При этом время задержкидолжно быть больше шштельности маркерного импульса и меньше периода следования этих импульсов.

На фиг. 2 приведен пример работы измерителя в случае совпадения одного и маркерных импульсов с одним из импульсов входной последовательности (в данном случае с третьим). Поскольку переброс триггера 2 в этом случае осуществляется одновременно с поступлением на входы вентилей 4 и 5 маркерного импульса, на выходах этих вентилей могут одновременно появиться импульсы, поступающие на входы триггера 8. При этом в зависимости от со; отношения амплитуд н длительностей этих : импульсов триггер 8 либо останется в ; прежнем состоянии (как это показано на фиг. 2), либо перебросится, В первом случае переброс триггера 8 будет произведен следующим маркерным импульсом , который одновременно поступит на вход c eтчикa H и войдет в результат измерения временно-

между вторым и третьим

го интервала

2

импульсом входной послед9вательности. Во втором случае этот маркерный импульс по6

ступит на вход счетчика 12 и войдет в результат измерения временного интервала Т между третьими и .четвертыми импуль. сами входной последовательности. В любом случае этот импульс не будет потерян и в результат измерения временного интерва па Т , определяемого как сумма результатов измерения интервалов Т , Т. и Т ,

не будет внесено дополнительной погрешности.

Минимальная длительность временного интервала, которая может быть измерена измерителем, определяется временем, необходимым для записи результата предыдущего измерения в накопитель и обнуления счетчика, максимальная - екжостью счетчиков и частотой следования маркерных импульсов.

Для задержки сигнала на выходах триг20гера 8 может быть использован сам триг- тер, вьшолненный без ускоряющих элемен.тов.

25

П р е д мет изобретения

Цифровой измеритель временных интерЗQвaлoв, содержащий маркерный генератор, управляющий триггер, два счетчика, входы которых через первую.группу вентилей соеднены с маркерным генератором, накопитель информапии, один вход которого нерез вто2д;рую группу вентилей соединен с выходами счетчиков, а другой - с устройством управления, выход которого через третью i pynny .вентилей подключен к установочным входам счетчиков, а вход - к входу управляющего

IQ триггера, выходы которого соединены с вторичными входами двух вентилей второй группы и с вторыми входами третьей группы, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения вреJ5 менных интервалов, ограниченных несоседни ми импульсами импульсной последовательности, он снабжен триггером, двумя линия|мн задержки и двумя вентилями, щходы ко торых подключены к маркерному генератору

5Q и выходам управляющего триггера, а выхощ через триггер, линии задержки и первую группу вентилей соединены с входами счет :чнков.

f3

ял«II «