Устройство для измерения временных интервалов Советский патент 1978 года по МПК G04F10/00 

полнен в виде элемента задержки, трех ключей и двух триггеров, входами подключенных к выходам первого и второго ключей, одни из входов которых подключены к одному из выходов первого триггера, а вторые входы - к выходу элемента задержки п его входу, связанному с выходом формирователя стартового (стонового) импульса, одним из входов блока точного измерения времени и входом третьего ключа. Второй вход третьего ключа связан со вторым выходом первого триггера, выход второго триггера соединен с третьим входом второго ключа, четвертый вход которого соединен с выходом формирователя зон, причем выходы всех трех ключей объединены и подключены к входам блока формирования временных ворот грубого счета.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.

Генератор 1 мерных импульсов соединен со счетчиком 2 грубого счета через блок 3 формирования временных ворот грубого счета и схему 4 вычитания двух единиц грубого счета. Формирователи 5 и б формируют соответственно стартовые и стоповые импульсы. Блок 7 точного измерения отрезков времени состоит из схемы 8 выделения последующего мерного импульса после стартового и стробоскопического преобразователя 9 масштаба отрезка времени между стартовым имнульсом и носледующим мерным импульсом. Блок 10 точного измерения отрезков времени состоит из схемы 11 выделения последующего мериого импульса после стопового и стробоскопического преобразователя 12 масштаба отрезка времени между стоповым импульсом и последующим мерным импульсом. Блок 13 сложения этих отрезков времени ti и 2 состоит из триггера 14, управляющего ключом 15, счетчика 16 точного измерения отрезка времени t с емкостью TO и счетчика 17 точного измерения отрезка времени /а с емкостью 2то. Блок 18 устранения неоднозначности грубого счета для стартового импульса состоит из элемента задержки 19, трех ключей 20, 21 и 22 ц двух триггеров 23 и 24. Входы триггеров подключены к выходам ключей 20 и 21. Один вход каждого из ключей 20 и 21 подключен к одному из выходов триггера 23, второй вход ключа 20 соединен с выходом элемента задержки 19, вход которого связан с выходом формирователя 5, одним из входов блока 7, входом ключа 22 и вторым входом ключа 21. Второй вход ключа 22 соедииен со вторым выходом триггера 23. Выход триггера 24 связан с третьим входом ключа 21, четвертый вход которого соединен с выходом формирователя 25 зон. Выходы всех трех ключей объединены и подключены к входам блока 3. Блок 26 устранения неоднозначности грубого счета для стопового импульса выполнен аналогично блоку 18 и содержит элемент задержки 27, три ключа 28, 29 и 30 и два триггера 31 и 32. Формирователи 5 и 6 входами и выходами связаны с генератором 1 мерных импульсов через последовательно соединенные объект исследования 33 и схему синхронизации 34, а также с блоками 7 и 10 как неносредственно, так и через блоки 18 и 26. Блок 3 формирования временных ворот грубого счета состоит из ключей 35, 36, 37 и 38, управляющие входы которых соединены с триггерами 39, 40 и 41.

В исходном состоянии счетчики 2, 16 и 17 установлены в нуль. Триггеры 14, 23, 31, 39 и

40 держат ключи соответственно 15, 22, 30, 35 и 37 в закрытом состоянии, а триггеры 23, 24, 31, 32, 40 и 41 - соответственно ключи 20, 21, 28, 29, 36 и 38 в открытом состоянии. На ключи 21 и 29 с формирователя 25 зон ноступают импульсы запрета зоны неоднозначности синхронно с последовательностью мерных импульсов. Длительность импульсов зоны запрета выбирается из условия 0,. 3.2 (тф-f+тм), где Ти. 3. - длительность импульса зоны

запрета, TO. - период следования мерных импульсов, Тм - длительность мерного импульса ряда То, Тф - длительность фронта триггера управления временных ворот грубого счета. Импульсы с периодом следования Лто

() со схемы синхронизации 34 запускают объект исследования 33, а такж.е поступают на блок 3 формирования временных ворот грубого счета и блоки 7 и 10 точного измерения отрезков времени, устанавливая их в исходное

состояние. Исследуемый сигнал с объекта исследования 33 поступает на формирователи 5 и 6, обеспечивающие формирование стартового и стопового интервальных импульсов и ограничивающие временной интервал на фиксированных уровнях входного сигнала. Эти имнульсы поступают в блоки 7 и 10 точного измерения отрезков времени и через блоки 18 и 26 устранения неоднозначности для стартового и стопового импульсов - в блок 3 формирования временных ворот грубого счета.

Если стартовый или стоповый импульс не входит в зону запрета, то он проходит через открытый ключ, соответственно 21 или 29, и перебрасывает соответствующий триггер 39

или 40 и 41 в состояние, разрещающее или занрещающее нрохождение мерных импульсов через ключи 35, 36, 38 или 36, 38 и схему вычитания 4 на счетчик 2 и разрешающее прохождение мериых импульсов через ключ 35

пли 37 на блоки 7 или 10, а триггеры 23 и 31 перебрас.ывает в состояние, закрывающее ключи 20, 21 или 28, 29 и отпирающее ключ 22 или 30. Ири этом в последующих циклах воспроизведения в процессе стробирования стартовый

или стоповый импульс будет проходить на триггеры 39 или 40, 41 через отк)ытые ключи 22 или 30.

Если стартовый или стоповый импульс попадает в зону запрета, то он не проходит через ключ 21 или 29, но задержанный линией 18 или 27 на 4. н(к) 0,5то ноступает через открытый ключ 20 или 28 и перебрасывает триггер 39 или 40, 41 в состояние, разрешающее или запрещающее прохождение мерных импульсов через ключи 35, 36, 38 или 36, 38 и

схему вычитания 4 на счетчик 2 и разрешающее прохождение мерных импульсов через ключи 35 или 37 на блоки 7 и 10, а триггеры 24 или 32 перебрасывает в состояние, закрывающее ключи 21 и 29. При этом в последующих циклах воспроизведения в процессе стробирования стартовый или стоповый импульс будет проходить на триггеры 39 или 40, 41 через линию задержки 18 или 27 и открытый ключ 28 или 29.

В блоках 7 и 10 временной интервал, ограниченный стартовым или стоповым импульсом и первым прощедщим через ключ 35 или 37 мерным импульсом, выделеиным при помощи схемы 8 или И, поступает на преобразователь 9 или 12, где за л циклов воспроизведения в процессе стробирования для стробоскопического метода происходит линейная растяжка отрезков времени в к раз. При этом «трансформированный отрезок времени квантуется и фиксируется счетчиком 16 или 17. В случае переполнения счетчика 16 возникает импульс переноса, который через схему вычитания 4 заносится в счетчик 2.

После измерения отрезков времени происходит их сложение, начинающееся с нриходом импульса сброса, устанавливающего триггеры 24, 39, 40, 41, 23, 31 и 32 в исходное состояние, а триггер 14 в состояние, разрешающее прохождение мерных импульсов через ключ 15 па счетчики 16 и 17. При переполнении счетчика 17 возникает импульс переноса, который перебрасывает триггер 14 в состояиие, запрещающее прохождение мерных импульсов на счетчики 16 и 17. Таким образом, в счетчике 16 происходит суммирование импульсов, составляющих отрезки времени, неучтенные методом последовательного счета, а так как эта сумма импульсов больше периода следования мерных импульсов, то в счетчике 16 возникает импульс переноса, который через схему вычитания 4 поступает па счетчик 2.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения временных интервалов, содержащее генератор мерных импульсов, соедииениый со счетчиком грубого счета через блок формирования временных ворот грубого счета и схему вычитания двух единиц грубого счета, формирователи стартового (стопового) импульсов, блоки точного измерения отрезков времени и блок сложения этих

отрезков, отличающееся тем, что, с целью расширения динамического диапазона измерения временных интервалов и повыщения точности измерения, оно снабжено двумя блоками устранения неоднозначности, схемой синхронизации и формирователем зон, причем формирователи стартового (стопового) импульса своими входами и выходами соединены с генератором мерных импульсов через последовательно соединенные объект исследования и схему синхронизации, а также через блоки устранения неоднозначности импульса и формирователь зон - с блоками точного измерения отрезков времени как непосредственно, так и через блоки устранения неоднозначности грубого счета для стартового (стопового) импульса и блок формирования временных ворот грубого счета.

2. Устройство но п. 1, отличающееся тем, что блок устранения неоднозначности

грубого счета для стартового (стопового) импульса выполнен в виде элемента задержки, трех ключей и двух триггеров, своими входами подключенных к выходам первого и второго ключей, одни из входов которых подключены к одному из выходов первого триггера, вторые входы - к выходу элемента задержки и его входу, одновременно связанному с выходом формирователя стартового (стопового) импульса, одним из входов блока точного измерения времени и входом третьего ключа, второй вход третьего ключа - со вторым выходом первого триггера, выход второго триггера соединен с третьим входом второго ключа, четвертый вход которого соединен

с выходом формирователя зон, причем выходы всех трех ключей объединены и подключены к входам блока формирования временных ворот грубого счета.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Ковтун и Шкуро. Измеритель вре.менных интервалов. ПТЭ. № 1, 1973.

2.Авторское свидетельство СССР Хд 323761, кл. G 04F 10/00, 1972.

п r

18

2

ITI

L