Цифровой измеритель отношения временных интервалов Советский патент 1976 года по МПК G04F10/00 

1

Изобретение относится к области цифровой измерительной техники и может быть иснользовано, в частности, (В системах автоматики.

Известен ряд цифровых измерителей отношений вре шнных интервалов, в которых последовательно измеряется первый и второй интервалы методом последовательного счета; результаты измерений, представленные в цифровом коде, запоминаются в регистрах и в дальнейшем -производится деление двух чисЛОИМНуЛЬСНЫХ КОДОВ 1.

Известен, в частности, цифровой измеритель отношения временных интервалов, содержащий счетчик, запоминающий регистр, установочные входы которого подключены через слапань К выходу счетчика, блок сравнения кодов, счетчик результата, элемент задержки, причем выходы запоминаюшего регистра соединены с первыми входами блока сравнения кодов, а выход последнего соединен со входом счетчика результата 2.

Недостатко.м такого устройства является отсутствие возможности измерения отношения временных интервалов в следящем режиме, что ограничивает область их применения.

Целью изобретения является расширение области применения и повышение точности измерения. Для этого в схему измерителя дополнительно введены два формирователя, блок управления, блок синхронизации считывания, дополнительный счетчик и дополнительные клапаны, причем выход первого фор.мировагеля подключен к первому входу блока синхронизации считывания, выход второго формирователя подключен ко входу блока управления, 1первьп выход icoTOporo подключен ко входу счетчика и ко второму входу блока синхронизации считывания, второй выход- ко входу дополнительного счетчика, выходы которого, в свою очередь, -подключенгл ко вторым входам блока сравнения кодов, а установочный вход соединен с выходом блока сравнения кодов, третий выход блока унравлення подключен к первым входам дополнительных .клапанов л к первому блокировочному входу блока сравнения кодов «еиосредственно, а к установочному входу счетчика результата - через элемент задержки, первый выход блока синхроинзации считыва0ния -подключен ко вторым входам клапанов и ко второму блокировочному входу блОКа сравнения кодов, второй выход - к установочному входу счетч 1ка, выходы Счетчика результата подк.1ючены ко вторым входам дополнительных клапанов, тфичсм входами устройства служат входы форм)1рователей, при этом блок сипхроннзацнн считывания содержит схему выделения первой паузы, схему выделения первого импульса и интегратор, причем nepBbiii вход схемы выделения первой паузы

э

образует первый 1вход блока, второй вход последней и первый вход схемы выделения нерiBoro пмпульса соединены между собой и образуют второй вход блока, выход схемы выделения первой паузы образует первый выход блока и через интегратор подключен ко второму входу Схемы выделения первого импульса, выход которой образует второй выход блока и соединен С установочным входом схемы выделения nepBoii паузы.

На чертеже представлена схема цифрового измерителя отношения временных интервалов.

Цифровой измеритель включает в себя формирователи 1 и 2, блок управления 3, счетчик 4. Выходы счетчика 4 подключены через клапаны 5 к запоминаюпдему регистру 6, выходы которого Подключены к первым входам блочка Сравнения кодов 7. Выход блока сравнения кодов 7 соедииеи -со входом счетчика результата 8 и с установочным входом дополнительного счетчика 9. Выход первого формирователя I подключен к иервому входу 10 блока синхроиизации считывания 11, выход второго формирователя 2 подключен ко входу блока управления 3. Первый выход блока управления 3 подключен ко второму входу 12 блока синхронизации считывания 11 и iKO входу счетчика 4. Первый выход 13 блока синхронизации считывания 11 соединен со вторыми входами клапанов 5 и блокировочным входом блока сравиения кодов 7, а второй выход 14 блока Синхронизации считывания 11 подключец к установочному входу счетчика 4. Второй выход блока управления 3 подключен КО входу дополпительного счетчика 9, выходы которого подключены ко вторым входам блока сравнения кодов 7. Третий выход блока управления 3 подключен к первым входам дополнительных клапанов 15, ко второму блокировочному входу блока сравнения кодов 7 иепосредстаенно и через элемент задержки 16 - к установочному входу счетчика результата 8. Выходы счетчика результата 8 подключены ко вторым входам дополнительных клапанов 15. Блок управления 3 снабжен за1пускаюи.и-1м входом 17. Блок синхронизации считывания 11 содержит схему выделения первой паузы 18, схему выделения первого импульса 19 и интегратор 20. Индексами 21, 22 и 23 обозиачены первый вход, второй вход и выход цифрового измерителя соответственно.

Цифровой измеритель имеет два режима работы - старт-стопный и следящий.

В следящем режиме цифровой измеритель работает следующим образом. Первый из сравниваемых временных интервалов Ti, представленный, например, как период следования импульсов, поступает на вход 21 первого формирователя 1. На выходе последнего появляется последовательность импульсов длительностью TL и с периодом следования TI. Импульсы с выхода формирователя 1 поступают на первый вход 10 блока синхронизации считывания 11, представляющий собой первый

вход схемы выделения первой паузы 18. На второй вход 12 блока синхронизации считывания И, представляющий собой второй вход схемы выделения первой паузы 18 и первый вход схемы выделения первого импульса 19, поступают импульсы образцовой частоты foi -l/Toi с Первого выхода блока управления 3. Эти же импульсы непрерывно поступают на вход счетчика 4. Схема выделеиия

первой паззы 18 формирует на выходе 13 нмпульс каждый раз по заднему фронту имнульсов TI в паузе между импульсами образцовой частоты /01- Длительность формируемых схемой 18 илшульсов равпа иптервалу

между задним фронтом импульса TI и передним фронтом импульса образцовой частоты. Максимальная длительность импульса на выходе схемы выделения первой паузы 18 равна длительности паузы между импульсами образцсвой частоты /oi и, если последние имеют фюрму Меаидра, то эта длительность равна 7о,.

Импульс с выхода 13 блока сипхроиизации считывания 11 поступает На один из входов

клапаноВ 5, разблокируя их. Другие входы клаПанов 5 подключены к выходам счетчика 4, в результате чего в запоминающий регистр 6 по заднему фропту входных импульсов TI записывается число TJo, набранное к этому моменту счетчиком 4 и нронорциональпое временному интервалу TI. Одновременно импульс с выхода 13 поступает на первый блокирующий вход блока сравнения кодов, что исключает ощибки, обусловленные

возможными сбоями в работе этого блока в моменты записи кода Л в запоминающий регистр 6. Кроме того, импульс с выхода схемы выделения первой паузы 18 поступает через интегратор 20 на второй вход схемы выделения первого имиульса 19. Если длительность этого импульса не меньще некоторого заданного значения, выбранного так, чтобы за это время произощла уверенная запись числа Ai в регистр 6, интегратор 20 формирует на выходе импульс, подготавливающий к работе схему выделения первого импульса 19. После этого на выходе схемы 19 появляется первый после выделенной схемой 18 паузы импульс образцовой частоты Toi.12, поступающей на первый вход схемы 19 с выхода блока управления 3, который, с одной стороны, приводит в исходное состояние схему выделения первой паузы 18, а с другой.стороны, проходит на выход 14 блока синхронизации считывания 11 и сбрасывает счетчик 4 в исходное нулевое состояние, исключая младщий разряд, устанавливаемый в единичное состояние. По заднему фронту нервого импульса образцовой частоты Toi/2 блок синхронизапии считывания 11 оказывается в исходном состоянии, а счетчик 4 готов к новому счету импульсов образцовой частоты foiДалее все повторяется, каК описано выше. Если длительность импульса на выходе схемы выделения первой паузы 18 меньще заданного значения, на выходе интегратора 20 импульс не появляется, и схема выделения первого импульса 19 остается в исходном Состоянии. В результате в счетчик 4 будет записана еще одна единица, а -по заднему фронту импульса образцовой частоты на выходе схемы 18 появляется импульс, равный по длительности Tai/2, и произойдет перепись числа NI в регистр 6 и сброс счетчика 4.

Таким образом, в регистр 6 по заднему фронту каждого входного импульса TI записывается число Ni, пропорциональное закончившемуся временному интервалу.

На вход 22 второго формирователя 2 подается -второй интервал Та. В следящем режиме измерения отнощения временных интервалов на вход счетчика 9 со второго выхода блока управления 3 непрерывно поступают импульсы образцовой частоты fo2.

В процессе заполнения счетчика 9 импульсами образцовой частоты /02 набираемый в «ем код непрерывно сравнивается с числом .Vi, записанным в регистре 6. В момент достижения равенства блок сравнения кодов 7 формирует импульс, который, с одной стороны, сбрасывает счетчик 9 в исходное нулевое состояние, а € другой стороны, поступает на вход счетчика результата 8. После этого заполнение счетчика 9 продолжается снова от нуля до момента достижения равенства. Затем процесс повторяется. Каждый импульс с третьего выхода блока управления 3, соответствующий концу интервала TZ, поступает на один из входов клапанов 15, разблокируя их, в результате чего на выходе 23 появляется число Лз, которое подсчитает счетчик результата 8 за время TZ. Через время, задаваемое элементом задержки 16 и достаточное для считывания результата, счетчик 8 сбрасывается в нулевое исходное состояние. За время TZ на вход счетчика 9 поступит NZ Tzfoz импульсов. Блок сравнения кодов 7 сформирует столько импульсов на выходе, сколько раз число NI содержится в числе NzСледовательно, результатом измерения, снимаемым через клапаны 15 с выхода счетчика результата 8, будет число

Д/

V д . - ,

/01

JVi

Это выражение показывает, что результатом измерения является число, пропорциональное отношению двух временных интервалов. Причем на выход 23 результат измерения выдается по концу каждого нредыдущего временного интервала TZ, а тем самым в измерителе реализуется непрерывный или следящий режим измерения отношения временных интервалов.

Для исключения ошибок, обусловленных возможными переключениями в счетчике результата 8 в моменты считывания результата на выход 23, на второй блокирующий вход блока сравнения кодов 7 подаются импульсы с третьего вы.хода блока управления 3, запрещая формирование выходного импульса на время считывания результата.

Прн работе цифрового измерителя в стартстопном режиме временной интервал TI измеряется точно так, как изложено выше.

По команде «Запуск, подаваемой на запускающий вход 17 блока управления 3, последний выдает импульсы образцовой частоты fo2 на вход счетчика 9 только в течение

вре.мени, равного интервалу TZ. В остальном работа измерителя не отличается от работы в следящем режиме. Результат измерения может быть считан на выход 23 по концу временного интервала или снимается непосредственно с выхода счетчика результата 8.

Формула изобретения

1. Цифровой измеритель отношения временных интервалов, содерл ащий счетчик, запоминающий регистр, установочные входы которого подключены через клапаны к выходу счетчика, блок .сравнения кодов, счетчик результата, элемент задержки, причем выходы

запоминающего регистра соединены с первыми входами блока сравнения кодов, а выход последнего соединен со входом счетчика результата, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью расширения области применения и повыщения точности измерения, в схему измерителя дополнительно введены два формирователя, блок управления, блок синхронизации считывания, дополнительный счетчик и дополнительные клапаны, причем выход первого формирователя подключен к первому входу блока синхронизации считывания, выход второго формирователя подключеи ко входу блока управления, первый выход которого подключен ко входу счетчика и ко второму входу

блока синхронизации считывания, второй выход-ко входу дополнительного счетчика, выходы которого в свою очередь подключены ко вторым входам блока сравнения -кодов, а установочный .вход соединен с выходом блока сравнения кодов, третий выход блока управления подключен к первым входам дополнптельных клапанов и к первому блокировочному входу блока сравнения кодов непосредственно, а к установочному входу счетчика результата через элемент задержки, первый выход :блока синхронизации считывания нодключен ко вторым входам клапанов и ко второму блокировочному входу блока сравнения кодов, второй выход к установочно.му входу счетчика, выходы счетчика результата подключены ко вторым входам дополннтельных клапанов, тфичем входами устройства служат входы формирователей, при этом блок синхронизации считывания содержит

схему выделения первой паузы, схему выделения первого импульса и интегратор, причем первый вход схемы выделения первой паузы образует первый вход блока, второй вход носледней и первый вход схемы выделения первого импульса соединены между собой и

образуют второй вход блока, выход схемы выделения первой паузы образует переый выход блока и через интегратор подключен ко второму входу Схемы выделения первого импульса, выход которой образует второй выход блока и соедипен с установочным входом схемы выделения первой паузы.

Источники информации, принятые во в нимание при экспертизе:

1.Журнал «Приборы и системы управления, 1969, № 6, стр. 47 («Цифровой измеритель отношений временных интервалов).

2.Авт. св. СССР N° 391728, G 04F 10/00, 17.06.71.

2f

ОН