Устройство для измерения временных интервалов Советский патент 1979 года по МПК G04F10/04 

ы И соединен с нулевым входом первоIo триггера, единичный выход .второго риггера подключен к нулевым входам счетчика.

На фиг. 1 изображена принципиальная хема устройства для измерения временных интервалов; на фиг. 2 даны времен-кые диаграммы, поясняющие работу устройства .

Устройство для измерения временных интервалов состоит из последовательно оединенных генератора калиброванной частоты 1, модуля задержки 2, счетчика 3, схемы опроса 4, блока запоминания 5, ключа 6, один вход которого соединен с выходом генератора 1, а выход подключён к входу первого триггера 7, выход триггера подключен к единичному входу второго триггера 8, к входам ключа, схемы опроса и схемы И 9, выход которой соединен с нулевым входом триг- гера 7, выход триггера 8 подключен к нулевым входам счетчика. Цепи начальной установки на чертеже не указаны.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии ключ 6 закрыт, триггеры 7 и 8 находятся в нулевом состоянии, счетчик 3 потенциалом с выхода триггера 8 также удерживается в нулевом состоянии.

На выходе генератора действуют им- гульсы 1/ с периодом квантования Т, На входе счетчика импульсы генератора и.) сдвинуты на величину переходных процессов в ключе. (Следует отметить, что модуль задержки необходим только лиать на высоких частотах, когда переходные процессы соизмеримы с периодом квантования. При увелигчении периода квантования модуль задержки из схемы можно исключить). При поступлении входного импульса на вход 10 ключа ключ открывается и на выходе его появляется импульс генератора калиброванной частоты l/g , зедним фронтом которого переключается первый триггер 7. Импульс с выхода первого триггера 3-f поступает на вход схемы опроса и опрашивает его нулевое состояние, одновременно этот же импульс переключает триггер 8, выключает ключ и поступает на схему И. В езультате выключения ключа на его выходе формируется только один импульс, что исключает повторное срабатывание трг ггера 7, при переключении триггера 8 снимается запрет со счетчика и следующий импульс генератора своим задним

4

фронтом переключит первый триггер счетчика и . При совпадении импульса с выхода триггера 7 и импульса генератора, действующего на втором входе схемы И, на выходе схемы И появляется импульс Ug , переключающий триггер 7 в исходное состояние. При этом схема готова к приему следующего входного импульса. Как видно из временных диаграмм импульс опроса имеет гарантированную длительность, равную расстоянию между задним и передним фронтами импульсов квантования, за вычетом длительности переходных процессов в ключе 6 и триггере 7. Модуль задержки вводитсы для того, чтобы на высоких частотах, когда длительность переходных процессов соизмерима с периодом квантования, длительность импульса опроса -не урезалась

Временные диаграммы на фиг. 2 позволяют определить зависимость составляющих погрешности ut и dt-p о момента прихода входных импульсов. Если импульс, соответствующий началу временного интервала, приходит в интервале времени от нуля до С.. - ....„, где нуль

ЦJ4UH

соответствует началу переднего фронта импульса, t. - длительность импульса генератора калиброванной частоты, мим минимальная длительность импульса, от которой срабатывает триггер 7, то первый период будет фиксироваться в момент действия заднего фронта следую- .щего импульсл, а отрезок времени от нуля до Гц мцн ® будет учитываться. Этот отрезок будет уменьшаться при перемещении входного импульса вправо до величины tjj,yj } таким образом, на интервале от О до. С„ -1..,,..образуется отриV мин,

цательная погрешность от Су до

t . При попадании входного импульса в интервал от Т - i, ао Т, тригГер 7 будет переключаться задним фронтом второго импульса, а период будет фиксироваться в момент действия заднего фронта третьего импульса, при этом появится отрицательная погрешность, меняющаяся OT-(TQ jtj yj) до при перемещении входного импульса вправо. Аналогично строится распределение погрешности в конце измеряемого интервала.

При попадании входного импульса в интервал от О до ц - IjjjyH например : по oтнoшekию к четвертому импульсу, опрос будет производиться пятым импульсом, а в счетчике зафиксируется период в момент действия заднего фронта четвертого импульса. К Истинному значению ин- тервала будет добавлятьсяотрезок д меняющийся ort.. по t.., ... При попа UWUHДании входного импульса в интервал от ty до Тр опрос будет производиться шестым импульсом, а период в счетчике будет фиксироваться в момент действия заднего фронта пятого импульса, при этом к истинному значению интервала будет добавляться величина д + Чин«° и Т, при пе- меняющаяся от IQ в кнтер импульса ремещении входного вале (Су ---ццн о tu.,u, Т„ ) вправо. Из распределения составляющих погр ностей за счет несинхронности импульсов квантования и входных импульсов в начале(д1)и в конце ) времен ных интервалов следует, что суммарная .погрешность имеет треугольное распреде ление Симпсона и не превышает величины ± TO. Из временных диаграмм видно, что схема обладает широким частотным диапазоном. Ограничений снизу нет, а свер ху частота ограничена величиной - мокс т. мин где Т - предельное быстродействие счетчика и равно 2 Т опроса. Задержки в ключе 6 и триггере 7 моншо не учитывать при определении ма симальной частоты, так как их можно| компенсировать в модуле задержки. Формула изобретения Устройство для измерения временных интервалов, содержащее ключ, два триг гера, схему И и последовательно соединенные генератор калиброванной частоты, модуль задержки, счетчик, схекгу опроса и блок запоминания, отли чающееся тем, что, с целью упрощения устройства и расширения его функциональ ных возможностей, выход ключа, один вход которого -соединен с выходом генератора калиброванной частоты, а другой вход соединен с входом устройства, подключен к входу первого триггера, единичный выход которого соединен с третьим входом ключа, с единичным входом второго триггера, с входом схемы опроса и с входом схемы И, другой вход которой подключен К выходу модуля задержки, а выход схемы И соединен с нулевым входом первого триггера, единичный выход второго триггера подключен к нулевым входам счетчика. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Гитис Э. И, Преобразователи информации для электронных цифровых вычислительных устройств, iM., Энергия) 1975, с. 207-232. 2.Авторское свидетельство СССР № 472326, кл, G 04 F 1О/00, 1973,

10

LJ

ж«я

Ч

I

%