Цифровое устройство измерения времени Советский патент 1979 года по МПК G04G3/00 G04F10/04 

(54) ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕНИ

Изобретение относится к области электронной хронометрии и может быть использовано в радиоэлектронике, измерительной технике как для индикации текущего времени, так и для измерения интервалов времени, т. е. для построения электронных часов, секундомеров с цифровой индикацией. Известны цифровые устройства измерения времени с переключением пределов измерения, в которых переключение пределов измерения происходит за счет изменения коэффициента деления делителя частоты, а отсчет происходит в десятичной системе 1 Наиболее близким по технической сущности является цифровое устройство измерения времени, содержащее задающий кварцевый генератор, делители частоты, коммутатор, схемы совпадения, схему И, формирователь пачек импульсов, формирователь калиброванных по длительности импульсов, схему ИЛИ, декадный счетчик импульсов, .дещифратор, цифровые индикаторы, счетчик прямого счета, причем первый выход задающего кварцевого генератора подключен к входу формирователя пачек импульсов.и входам синхронизации счетчика прямого счета, второй выход задающего кварцевого генератора - к последовательно соединенным делителям частоты и коммутатору, вход первого делителя частоты соединен с первым входом схемы И, второй в.ход которой подключен к входу «Запрет дещифратора и к объединенным входам схем совпадения, при этом с первыми входами схем совпадения соединены выходы счетчика прямого счета, со вторыми входами схем совпаденя - соответствующие выходы коммутатора, а третьи входы - с формирователем калиброванных по длительности импульсов, входы которого соединены с соответствующими выходами де лителей частоты, выходы схемы совпадения через схему ИЛИ подключены ко входу «Сброс декадного счетчика импульсов, счетный вход которого соединен с выходом схемы И, выходы декадного счетчика импульсов через дещифратор подключены к соответственно объединенным входам цифровых индикаторов 2. Недостатком известного устройства является отсутсвие переключения пределов измерения. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства

путем обеспечения переключения пределов измерения.

Для этого цифровое устройство измерения времени снабжено дополнительной схемой совпадения, схемой управления, регистром сдвига, переключателем предела измерения, причем входы переключателя предела измерения соединены с соответствующими выходами коммутатора, а его выход подключен ко входу «Запись регистра сдвига, тактовый вхоп, которого подключен к выходу формирователя калиброванных по длительности импульсов, а выходы регистра сдвига соединены с входами цифровых индикаторов, при этом вход схемы управления соединен с выходом второго делителя частоты, а первый выход схемы управления - с управляющим входом дополнительной схемы совпадения, выход которой связан со счетным входом счетчика прямого счета, второй выход схемы управления соединен со входами «Сброс счетчика прямого счета.

На фиг. 1 представлена структурная схема цифрового устройства измерения времени на фиг. 2 и 3 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство состоит из задающего квар/цевого генератора 1, делителей 2 и 3 частоты, коммутатора 4, схемы совпадения 5, счетчика 6 прямого счета, включающего пересчетные схемы 7, работающие в фазоимпульсном коде. Первый выход кварцевого генератора 1 подсоединен ко входам синхронизации декадных пересчетных и к одному входу формирователя 8 пачек импульсов, второй вход которого соединен с делителем 2 частоты. Выход формирователя 8, вырабатывающего щесть импульсов в пачке, соединен со входами синхронизации пересчетных схем 7, коэффициент пересчета которых - «щесть (две последние четные схемы), обеспечивая тем самым их работу в фазоимпульсном режиме. Вход и выход делителя 3 соединен со входами формирователя 9 калиброванных по длительности импульсов, выход которого связан с первым входом схемы И 10, входами схем совпадения 1, со входом «Запрет индикации дещифратора 12, второй вход схемы И 10 соединен со входом делителя частоты 2. Выход схемы И 10 подключен к счетному входу декадного счетчика 13. Выходы счетчика 13 через дешифратор 12 подсоединены к соответственно объединенным знаковым электродам цифровых индикаторов 14, общие электроды которых соответственно соединены с выходами регистра сдвига 15. Выходы схем 7 через схемы совпадения 11 подсоединены к схеме ИЛИ 16, выход которой подключен к входу «Сброс счетчика 13. Третьи входы схем совпадения 11 подсоединены к соответствующим выходам коммутатора 4. Несколько выходов коммутатора 4, например первые четыре, опращивающие младщие разряды схем 7, через переключатель 17 предела измерения подключают к входу записи регистра 15, а тактовый вход регистра 15 подсоединен к выходу делителя 3. Этот же выход делителя 3 подсоединен ко входу схемы управления 18, один выход которого связан с управляющим входом схемы совпадения 5, а другой выход - со входами «Сброс схем 7.

Цифровое устройство измерения времени работает следующим образом.

При включении прибора импульсы с одного выхода генератора 1 поступают на входы синхронизации декадных пересчетных схем 7 и к одному входу формирователя 8 пачек импульсов, который выдает пачки импульсов по щесть импульсов в пачке (фиг. 2,6). Выход формирователя 8 подключен

5 к входам синхронизации пересчетных схем 7, имеющих коэффициент пересчета «6 (две последние четные схемы 7). Таким образом создается фазоимпульсный режим работы пересчетных схем 7 счетчика 6. Со второго

о выхода задающего кварцевого генератора I частота следования импульсов (фиг. 2,а), не совпадающих по фазе с импульсами с первого выхода генератора 1, делится делителями частоты 2, 3 и коммутатором 4 до частоть; например 100 Гц. Делители частоты 2,3 и

5 коммутатор 4 выполнены по схеме делителей частоты со сквозным переносом. Кроме того, делитель частоты 2 - декадный и имеет один промежуточный выход для формирования пачек из щести импульсов (фиг. 2,6)

0 совместно с формирователем 8, а коммутатор 4 имеет дополнительно выходы по числу пересчетных схем 7 (в описываемом случае семь выходов), на которых поочередно появляются импульсы с частотой 100 Гц.

5

Перед началом измерения интервала времени схема управления 18 закрывает схему совпадения 5 и сбрасывает схемы 7 в нулевое состояние импульсами с фазой «О с делителя 3 частоты (фиг. г).

0

При поступлении извне на схему 18 сигнала «Пуск последняя открывает схему совпадения 5 и пропускает импульсы с выхода переноса коммутатора 4, следующие с частотой 100 Гц, на счетный вход первой пересчетной

5 схемы 7 счетчика 6. Так как эти импульсы по фазе не совпадают с импульсами, поступающими на вход синхронизации схем 7, то каждый импульс, приходящий со схемы совпадения 5, вызывает сдвиг фазы выходного сигнала первой пересчетной схемы 7 на одну

0 дискретность. При этом первая декадная пересчетная схема 7 проходит ряд состояний от «О до «9, выдавая сигнал переноса на следующую декаду с приходом каждого десятого импульса со схемы совпадения 5.

5

Таким образом, счетчик 6 накапливает информацию об измеряемом интервале времени до прихода на схему управления 18 сигнала «Стоп. При этом схема 18 закрывает

схему совпадения 5, и измерение интервала времени на этом заканчивается. Счетчик 6 хранит информацию об измеренном интервале времени до следующего измерения.

Выходные сигналы со схем 7, несущие информацию об их состоянии в виде имцульсов, сдвинутых по фазе относительно импульсов с делителя 2 (фиг. 2.,в), поступают на одни входы схем совпадения 11. На вторые объединенные вх т.ы схем совпадения 11 поступают калиброванные по длительности импульсы (фиг. Яд) с формирователя 9, а на третьи входы схем совпадения 11 - поочередно импульсы с выходов коммутатора 4 (фиг. 3,6). Так как длительность калиброванных импульсов (фиг. д), вырабатываемых формирователем 9, равна десяти периодам следования импульсов с одного из выходов генератора 1, а их скважность - коэффициенту деления делителя 3, то через схемы совпадения 1Г на схему ИЛИ 16 за один цикл опроса коммутатором 4 проходит только по одному импульсу с пересчетных схем 7, которые поступают на вход «Сброс декадного счетчика 13. На счетный вход этого счетчика поступают пачки из десяти импульсов (фиг. ), сформированных схемой И 10 с помощью формирователя 9 из импульсов с генератора 1. Счетчик 13 после прихода на его вход «Сброс каждого информационного импульса со схемы ИЛИ 16 подсчитывает оставшееся количество импульсов в пачке, поступающих на его счетный вход. Этим самым преобразуется фазоимпульсный код пересчетных схем 7 в двоично-десятичный потенциальный код, поступающий затем через дешифратор 12 на соответственно объединенные знаковые электроды цифровых индикаторов 14. Другими словами, на счетчик 13 поочередно выводится информация со всех схем 7, а с помощью регистра сдвига 15 и переключателя 17 эта информация может быть выведена на четыре цифровых индикатора 14. Для этого на тактовый вход регистра сдвига 15 с формирователя 9 поступают импульсы (фиг. 3,а или 2,д - рисунки в разных масштабах) с периодом следования, равным периоду следования входных импульсов коммутатора 4. На вход записи регистра 15 через переключатель 17 поступает импульс с одного из выходов коммутатора 4, например со второго выхода (фиг. 3,в), который продвигается по регистру. В результате на выходах регистра 15, соединенных с общими электродами цифровых индикаторов 14, поочередно появляются импульсы (фиг. 3,г), которые подключают цифровые индикаторы к источнику питания, на которых будет последовательно высвечиваться информация об измеренном интервале со второй по пятую пересчетные схемы. А так как частота опроса пересчетных схем 7 выбирается не ниже 25 Гц из-за инерционности человеческого глаза, быстрое

мелькание цифр наблюдателем воспринимается как непрерывное свечение. В момент времени, когда в счетчик 13 записывается информация (фиг. 2,д), на дешифратор 12 с выхода формирователя 9 подаются запрещающие импульсы для устранения подсветки цифровых индикаторов 14.

Таким образом, изменяя положение переключателя 17, можно изменять момент начала вывода информации на индикаторы. В описываемом случае емкость счетчика 6 равна 9 час. 59 мин., 59, 99с., а на цифровых индикаторах 14 этот результат можно высветить в четыре этапа:

59,99 сек 9 мин.,59,9 сек 59 мин.,59 сек.

9 час., 59 мин., 5 сек.

Это соответствует четырем пределам измерения.

Использование предложенного цифрового устройства измерения времени позволит осуществлять переключение пределов измерения и производить отсчет результата измерения в часовом коде, что повышает экономичность, так как основная потребляемая мощность приходится на цифровые индикаторы.

Формула изобретения

Цифровое устройство измерения времени, содержащее задающий кварцевый генератор, делители частоты, коммутатор, схемы совпадения, схему И, формирователь пачек импульсов, формирователь калиброванных по длительности импульсов, схему ИЛИ, декадный счетчик импульсов, дешифратор, цифровые индикаторы, счетчик прямого счета, причем первый выход задающего кварцевого генератора подключен к входу

формирователя пачек импульсов и входам синхронизации счетчика прямого счета, второй выход задающего кварцевого генератора к последовательно соединенным делителям частоты и коммутатору, вход первого делителя частоты соединен с первым

входом схемы И, второй вход которой подключен к входу «Запрет дешифратора и к объединенным входам схем совпадения, при этом с первыми входами схем совпадения соединены выходы счетчика прямого счета, со вторыми входами схем совпадения -соответствующие выходы коммутатора, а третьи входы - с формирователем калиброванных по длительности импульсов, входы которого соединены с соответствующими выходами делителей частоты, выходы схем совпадения

через схему ИЛИ подключены ко входу «Сброс декадного счетчика импульсов, счетный вход которого соединен с выходом схемы И, выходы декадного счетчика импульсов

через дешифратор подключены к соответственно объединенным цифровым индикаторам отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей нутем обеснечения переключения пределов измерения, устройство снабжено дополнительной схемойсовпадения, схемой управления, регистром сдвига, переключателем предела измерения, причем входы переключателя предела измерения соединены с соответствующкми выходами коммутатора, а его выход подключей ко входу «Запись регистра сдвига, тактовый вход которого подключен к выходу формирователя калиброванных по длительности импульсов, а выходы регистра сдвига соединены с входами цифровых индикаторов Пуск Ост о, I

при этом вход схемы управления соединен с выходом второго делителя частоты, а первый выход схемы управления - с управляющим входом дополнительной схемы совпадения, выход которой связан со счетным входом счетчика прямого счета, второй выход схемы управления соединен со входами «Сброс счетчика прямого счета.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1975,Л 8, с. 73-76

1976,по которой принято решение о выдаче авторского свидетельства. анов, о

s

г

п п п

Фиг.З