Цифровой измеритель временных интервалов Советский патент 1979 года по МПК G04F10/04 

Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано в цифровой измерительной технике, в частности для построения цифровых измерителей интервалов времени, а также в автоматике, вычислительной технике, радиолокации и экспериментальной физике. Известны цифровые измерители временных интервалов, использующие для измерения нониусный метод. Известные цифровые измерители временных интервалов содержат триггер, ключ, основной счетчик, основной и нониусный генераторы, элемент И, нониусный ключ и нониусный счетчик I. Недостатком его является относительно низкая точность измерений, что вызвано использованием генераторов ударного возбуждения для формирования основной и нониусной последовательностей. Наиболее близким техническим решением является измеритель временных интервалов, содержащий генераторы образцовой частоты и нониуса, главный и нониусный счетчики, электронные ключи, элементы ИЛИ, элементы И и триггер реверса. Известный измеритель имеет управляющие щины «пуск, «стоп и «сброс 2. Недостатком известного измерителя временных интервалов является низкая точность измерений, определяющаяся тем, что нониусные последовательности не связаны ни с импульсом начала, ни с импульсом конца временного интервала, а также ограниченный диапазон .измеряемых интервалов, так как минимальный измеряемый интервал не может быть меньще, чеМ девятикратная величина периода сигнала генератора нониуса. Целью изобретения является расширение диапазона измеряемых интервалов при одHOBpesleHROM повышении точности измерения цифрового измерителя временных интервалов. Поставленная цель достигается тем, что в цифровой измеритель временных интервалов, содержащий генератор образцовой частоты, выход которого соединен с первым входом первого элемента И и с первым входом электронного ключа, второй вход которого подключен к тине «пуск и к первому входу первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с щиной «стоп и третьим входом электронного ключа, выход которого подключен к счетному входу счетчика импульсов, генератор нониуса, второй элемент ИЛИ, второй элемент И, выход которого подключен к-счетному входу нониусной счетной декады, и шину «сброс, дополйительно введены блок управления реверсом, .блок формирования сдвинутых импульсов и п-идентичных блоков выделения нониусной ггоследовательности, первьге входы которых через блок формирования сдвинутых импульсов соединены с выходом генератора нониуса, а выходы п-идентичных блоков выделения нониусной последовательности через второй элемент ИЛИ подключен ко второму входу первого элемента И и к первому входу блока управления реверсом, первый выход которого соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к первому входу первого элемента И, выход которого соединен со вторым входом блока управления реверсом и со вторыми входами п-иДентичных блоков выделения нониусной последовательности, третьи входы которых подключены к выходу первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с третьим входом блока управления реверсом, второй выход которого подключен к первым входам счетчика импульсов и нониусной счетной декады, вторые входы которых подключены к третьему выходу блока управления реверсом, четвертый вход которого соединен с шиной «сброс, а выход нониусной счетной декады подключен к счетному входу счетчика импульсов. На фиг. 1 представлена структурная блок схема цифрового измерителя временных интервалов; на фиг. 2 - функциональная схема блока выделения нониусной последовательности; на фиг. 3 - функциональная схема блока управления реверсом. Цифровой измеритель временных интервалов содержит генератор 1 образцовой частоты, электронный ключ 2, шину «пуск 3, шину «стоп 4, элемент ИЛИ 5 и б, счетчик импульсов 7, состояш,ий из реверсивной декады 8 и обычной декады 9, генератор нониуса 10, блок 11 формирования сдвинутых импульсов, блок 12-1 вЕаделения нониусной последовательности, элемент И 13,и 14, блок 15 управления реверсом, нониусную счетную декаду 16 (реверсивная) и шину «сброс 17. Блок выделения нониусной последовательности 12-1 (фиг. 2) включает элементь1 И 18-20 и триггер 21. Причем вход элемента 18 соединен с выходом блока 11, вход элемента 19 - с выходом элемента 5, вход элемента 20 - с выходом элемента 13, а выход элемента 18 подключен к входу элемента 6. Блок 15 управления реверсом (фиг. 3) содержит элементы И 22-24 и триггеры 25-27У Вход элемента 22 соединен с вцходом элемента 6, один вход триггера 25 - с выходом элемента 13, а другой вход триггера 25 подключен к шине 17. Объедйнен1ные входы элементов 23 и 24 подключены к шине 4, выход триггера 27 соединен со входом элемента 14, а выходы триггера 26 служат для управления знаком счета нониусной счетной декады 16 и реверсивной декады 8 счетчика импульсов 7. Исходному состоянию измерителя времецных интервалов предшествует сигнал «сброс, подаваемый на щину 17. Под воздействием этого сигнала устанавливается в исходное нулевое состояние счетчик импульсов 7 и нониусная счетная декада 16, запирается электронный ключ 2 и триггера 27 блока 15 ставится в такое положение, при котором на его выходе, соединенном с элементом 14, сигнал отсутствует. Триггер 26 блока 15 ставится в положение, при котором высокий потенциал присутствует на его выходе, связанном с суммирующими шинами декад 16 и 8, а триггер 25 блока 15 ставится в положение, при котором элемент 24 закрыт. Генератор 1 вырабатывает короткие импульсы, следуюшие с периодом То. Генератор 10 вырабатывает периодический сигнал с. периодом TJj, соответствуюший равенству Тн 1,1 Го. Этот сигнал в блоке 11 преобразуется в девять импульсных последовательностей, период следования которых по-прежнему остается равным Т, длительность импульсов т; 0,1 Го. Импульсы на каждом последующем выходе блока 11 сдвинуты относительно импульсов на предыдушем выходе этого блока на интервал сдвига tc . В течение первых же девяти периодов генератора 10 все последовательности с выходов блока 11, пройдя через незапертые блоки 12-1 и элемент 6, совпадут на элементе 13 с импульсами генератора 1, поступят на элементы 20 и, совпав с выходными импульсами элементов 18, воздействуют на триггеры 21 так, что элементы 18 запираются. Измерение начинается с подачи на шину 3 сигнала начала измеряемого временного интервала., Под действием этого сигнала открывается электронный ключ 2, и импульсы с генератора 1 через ключ 2 начинают поступать в реверсивную декаду 8 счетчика импульсов 7, где суммируются. Одновременно сигнал «пуск через элемент 5 поступает на входы блоков 12-1 . В одном из блоков 12 этот, импульс совпадает во времени с сигналом одной из нониусных последовательностей, поступающих с выходов блока 11 В результате совпадения срабатывает триггер 21 блока 12 и подает разрешающий потенциал на вход элемента18, который начинает пропускать соответствующую нониусную последовательность с выхода блока 11 через элемент 6 на вход блока 15 и на один из входов элемента 13. Триггера 27 блока 15 находится в состоянии, при котором на выходе, соединенном со входом элемента 22, разрешающий потенциал отсутствует, а на выходе, соединенном с элементом 14, раз

решающий потенциал имеется. Под действием этого разрешающего потенциала элемент 14 пропускает .на счетный вход нониусной счетной декады 16 импульсы с выхода генератора 1. Нониусная счетная декада 16 суммирует эти импульсы.

Дальнейшая работа цифрового измерителя временных интервалов зависит от -длительности временного интервала и временных сдвигов между импульсами генератора 1 и моментами прихода сигналов начала и конца измеряемого интервала.

Формула изобретения

Цифровой измеритель временных интервалов, содержащий генератор образцовой частоты, выход которого соединен с первым входом первого элемента И и с первым входом электронного ключа, второй йход которого подключен к шине «пуск и к первому входу первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с щиной «стоп и третьим входом электронного ключа, выход которого подключенк счетному входу счетчика импульсов, генератор нониуса, .второй элемент ИЛИ, второй элемент И, выход которого подключен к счетному входу нониусной счетной декады, и шину «сброс, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых интервалов при одновременном повышении точности измерения, в него дополнительно введены блок управления реверсом, блок формирования сдвинутых импульсов и п-идентичных блоков выделения нониусной последовательности, первые входы которых через блок формирования сдвинутых импульсов соединены с. выходом генератора нониуса, а выходы п-идентичных блоков выделения нониусной последовательности через второй элемент ИЛИ подключены ко второму входу первого элемента И и к первому входу блока управления реверсом, первый выход которого соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к первому входу первого элемента И, выход которого соединен со вторым входом блока управления реверсом и со вторыми входами п-идентичных блоков выделения нониусной последовательности, третьи входы которых подключены к выходу первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с третьим входом блока управления реверсом, второй выход которого подключен к первым входам счетчика импульсов и нониусной счетной декады, вторые входы которыхподключены к третьему вь1ходу блока управления реверсом, четвертый вход которого соединен с шиной «сброс, а выход нониусной счетной декады подключен к счетному входу счетчика импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР № 303617, кл. Q 04 F 10/00, 30.09.69. ( -- s J .4;iC4- ft i.,-.i :;:iSA: i: ;:zir;...i И Ш Ш Ш е- ;г й Й №Э| :Ж й Ш;:# « « « -.--,.-.T«- -x-B-: -.....-.-..: ;т;.:.:.-:й;;;;; л:1.;:-ь,&.. .- , -r y i i-si;,ii----f -. . 66Ш1 ,