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

ов эталонной частоты подкупочёны к ходам двух элементов И, а запускаюие входы - к выходам первого и втоого триггеров, одни входы KOTOJXOX одключены соответственно к выходам ервого и второго формирователей им- . с ульсов к к первым входам третьего и четвертого триггеров, а другие входы - к вторым входам четвертого и третьего триггеров и к выходам ервого и второго доподнительнык:|Q

элементов И, первые входы которых

связаны соответственно с выходами.; первого и второго reHepiaTOpoB импульсов эталонной частоты, а вторые вхоы - с входами первого и втозрогр форЬ |. мирователей, выходы третьего и чет- вертогЪ триггеров ггодключены через элемент ИЛИ к входу генератора пило- образного напряжения и входу третьего формирователя, выход которого свя-,. зан с входе преобразователя напря- . жение-код и через третий элемент задержки - -со вторым входом генератора пилообразного напряжения, выход которого подключен к входу дифференциального усилителя, связанного 25 вторьоу вxoдo 4 с источником эталонного н апряженйя,а выходом - со вторьв4 входом преобразователя напряжениекод, выхода которого подключётш к блокузапоминания, причем входы ре- 30 гистра связагвл с блоком управления. На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на г. 2 - времен-, ныедиаграквыы, поясняющие его работу;;

Устройство содержит ключ 1, триг- 35 rep 2 управления, формирователи 3-5 импульсоЕ,,триггеры , гёнератоЕ 1 10,11 этг(Лонной частота, злементьа И 12-18, элементы ИЛИ 19-24,элементы 25-27 задержки, счетчики , блок 31 запоминания, устройство 32 управления, генератор 33 пилообразного напряжения дифференциальный усилитель 34, источник 35 эталонного н(апряжёния, преобразователь 36 напряжение- . код, регистр 37 кода дробной части.

Входом предлагаемого устройства является вход ключа 1, выход которого соединен с триггером 2 управления i и входом устройства 32 управления.

Первый выход триггера 2 управлениЯ; соединён с входом формирователя 3 импульсов и первыми входами Элементов И 12, 14,второй выход триггера 2 управления соединен с входом формиро-: вателя 4 и первыми входами элементов/55 И 13,15.

Вторые входы элементов И14, 15 подключены соответственно к выходам генераторов 11, 10 и к втогжим входгил элементов И 13, 12, выходы которых д связаны со счетными входами счетчиков 29, 28.

Входы запуска, генераторов 10, 11 подключены соответственно к выхОдам триггеров 8,9. Первый вход триггера

8 связан с выходом элемента И 15 и входом (первым) триггера 7. ; Второй вход триггера 8 подключен к выходу формирователя 4, второму входу триггера 7, входу элемента 26 задержки, входу элемента ИЛИ 20 и к первым входам группы элементов И 16, вторые входы которых рвяэаны с выходами счетчика 29, а выходы - с первыми входами группы элементов ИЛИ 19

Второй вход триггера 9 подкт&чен к выходу формирователя 3, второму входу триггера 6, элемента 25 задержки, второму входу элемента ИЛИ 20 и к первым входам группы элементов И 18, вторые входы которых связаны с выходами счетчика 28, а выходы - с вторыми входами группы злементов ИЛИ 19, выходы которых под- i

ключены к входам блока 31 запоминания.: . ;;;

Выход элемента 25 задержки соединен с входом элемента ИЛИ 23, выход которого связан с входом сброса счетчика 28 и первым входом элемента ИЛИ 21, второй вход которого подключен к выходу элемента 26 задержки и входу сброса счетчика 29, а выход к вхору сброса счетчика 30, счетный вход которого подключен к выходу элемента ШШ 22, первый и второй, вхо ды которого соединены с выходами соответственно счетч11кЪТй 28,29.

Выход элем1гнта ИЛИ 20 подключен к первьш входам группы элементов И 17, вторые входы которых соединены с выходами счетчика 30, .а выходы с другими входами блока 31 запоминания

Установочные входы счетчиков -28, 30 и регистра 37 кода дробной части связаны с выходом устройства 32 управления, второй выход которого подключен к второму входу элемента ИЛИ 23, а третий 1выход - к входу блока 31 запоминания, выхоя которого связан с вторым входом ключа 1, а другие выхода - с устройством 32

управления. ..

I , .

I . . , - . -

Группа вхрдов блока 31 запоминани связана с выходами преобразователя 36 напряжение код, первый вход которого подключен к выходу дифференщ ального усилителя 34, а второй - к выходу формирователя 5 импульсов, связанному с входом элемента 27 задержки, вьосод которого подключен .;к |входу генератора 33 пилообразного напряжения, соединенному своим выходом с первым входом дифференциального усилителя 34, второй вход которог подклвочен к выходу источника 35 эталонного j напрй ения. Второй вход генератора 33 пилообразного напряжения соединен с входом формирователя 5 и с выходом элемента ИЛИ 24, два входа которого подключены к выходам триггеров 6,7.

Устройство работает следукицим образом.

Первый входной импульс через открьатый ключ 1 поступает на вход триггера 2 управления, устанавливая его в одно из состояний, в результате чего открывается одна из пар элементов И 12, 14 или 13, 15, например, :12, 14 (фиг. 2,6).

При этом.из перепада напряжения на выходе триггера 2 (фиг.2,в) формируется импульс на выходе формирователя 4 импульсов :(фиг.2,г), который переключает триггер 8 так, что потенциал на его выходе вызовет запуск генератора 10, причем начало генерации первого импульса происходит одновременно с переключением триггера 8 (фиг 2, д и е).

По такому принципу, в ча;стности, работают генераторы ударного воэ уждения.

. ; С этого момента времени начинается счет импульсов генератора 10 счетчиком, 28, при этом отсутствует ошибка дискретности начгша отсчёта При переполнении счетчика 28 eixj импульсы переноса поступают че|}е элемент ИЛИ 22 на .-жчетчик 30. импульс измеряемой серии, подавае «1й йа вход-ключа 1, соответствукнций концу первого и началу второго временкого интервала, переключает триггер 2 управления так, что открываются Элементы И 13, 15 и закрываются эле:менты И 12, 14 а JMiixo HOft tOimyAbc формирователя 3 (фиг. 2,6) перекл1очает триггер 9, в результате чвгч запускается генератор 11 (фиг. и м),кроме TbitK),переключается тоиггер б (фиг. 2,ж).

Очередной импульс генератора 10 пходит через открытый элемент И 15 на 9ХОЯ триггера 8 и Переключает его та что генерация импульсов генератором 10 прекращается (фиг. 2, ё и д); |фоме. то1ч, ишульс с выхода элемента И 15 тоступает на второй триггера 6, возвращая последний в исходное состояние (фиг.2,ж). Tfa КИМ Образом, яавЁ(одет{Я1ггера 6 сформировался ймпульс, длительность ; которого равна интервалу времени меж ду импульсом на входе устройства и началом следукицего за иим импульса генератора 10. , : Импульс формирователя 3 поступает на входы группы элементов И 18 и через элемент ИЛИ 20 - на входы группы элементов И 17 обеспечивая считывание кода счетчика 28 через элементы И 18 и элементы ИЛИ 19 и счетчика 30 через элементы И 17 в блок 31 згшоминания.

Импульс формирователя 3 поступает также через элемент 25 задержки и элементы ИЛИ 23 и 21 на ,входы сброса счетчиков 28, 30, устанавливая nqsjr

ледние в исходное состояние. Импульс с выхода триггера 6 через элемент ИЛИ 24 поступает на вход генератора 33 пилообразного напряжения, котогжлй формирует напряжение, пиковое эначе ние KOTOpoio ,рропорционально длительности импульса триггера б (фиг.2,и). Разрядная цепь генератора 33 имеет большую постоянную времени, и его выходное напряжение, дбетйгнув пика, достается практически постоянным. Это ,напряжение сравнивается на дифференциальном усилителе 34 с эталонньм Спряжением источйика 35, которое соответствует длительности периода генераторов 10, 11 в результате его ;на выходе дифференциального усилителя 34 формируется напряжение, пропорциональное разности его входных напряжений или разности периода импульсов генераторов 10 (11) и частиэтого периода, не всхаедшей и йзмеренныЛ интервал (длительность импульса см. фиг.2, ж и н), т.е. дробной части измеренного интервала.

ёто напряжениейреобраЗУется преобразователем 36 в цифровой код, .который считывается в сооТзветсТвую1а1ую ячейку блока 31 запоминания по :сигналу с выхода фоЕФШрователя 5 им.пульсов, (юрмиру адего 6 вой выходной 1импульс (фиг.2,к) по заднему фронту «мпульса с выхода элемента ИЛИ 24, импульс формирователя 5 задерживается элементом 27 задержки на время, необходимоедля считывания,и,поступая на второй вход генератора Г3,переключает его разрядную цепь, так что генератор 33 пилообразного напряжения возвращается в исходное состоя-. ние (Фиг.2,и). Во время прохолщения этих процессюв происходит счет импульсов генератора11 счетчиком 29. Оч едной шлтульс на входе ключа 1 вызовет прекращение счета;счетчиками 29,30, запуск генераTOpia ДО (фиг.2,е) и счетчика 28, прекращение генерации импульса генератором 11 (фйг.2,м),. формирование нмпуЛьса тфиггерсм7 (фиг.2,и), и считывания 1кода счетчикор -28,30 и преобразователя 36 и т.д.

При переполне(НИИ блока 31 запоминания сигнал с его выхода поступает на вход ключа 1 и запирает его, в результате чего поступление входных импульсов прекращается. В режиме считывания устройство 32 управления.подает через элементы ИЛИ 23, 21 сигнал сброса на счетчики 28,30. Далее устройство 32 управления формирует команды, по которым коды младших разрядов записываются черезустановочные входы в счетчик 28, коды старших разрядов аналогично в счетчик 30, коды дробной части - в регистр 37 кода дробной части. , Порле егистрации кода очередного интервала счетчики 28-30 обнуляются, и в них записываются коды следукядего интервала. Формула изобретения Устройство для измерения серии временных интервалов, содержащее генератор импульсов эталонной частоты, ключ, вход которого является входом устройства, а выход соединен с входом триггера управления, два элемента И, связанные с двумя счетчиками и выходами триггера управления, блок запоминания, связанный с запрещающим входом ключа и через группы элёментрв И и ИЛИ - с выходами трех счетчиков, выхода двух из которых через элемент ИЛИ соединены с входом треть его, цепи формирования импульсов считывания и установки в нуль счетчиков, каждая из которых содержит формирователь импульров и элемент. 3 адержки, включен ные между выходами триггера управления и установочными входами счетчиков, блок управленияу связан|)ый с выходом ключа, бло ком запоминания и други1 «и установоч HtO4H вхрда1УВ1 счетчиков, о т л и ч а ю. щ ее с я тем, что, с целью повы .шения точности измерения, дополните но введены второй генератор импульсов эталонной частоты, четыре триггера, два элемента И, элемент ИЛИ третий форкмроват1ель импульсов, третий элемент задержки, генератор 1шлоо $ра 9 и pro напряжения, дифференциальиый усилитель, источник эталон ного напряжения, преобразователь напряжение-код, регистр приэтом вьоеоды перврго и второго генераторо импульсов эталонной частоты подключены к входам двух элемейтов И, а запускающие входы к выходам первого и второго триггеров, одни входы котоЕмх подключены сротдетственно к выходам первого и второго формирователей импульсов и к первым входам третьего и четвертого триггеров, а другие входы - к вторым входам четвертого и третьего триггеров и к выходам первого и второго дополнительных элементов И, первые входы которых связаны соответственно с выходами первого и второго генераторов импульсов эталонной частоты, а вторые входы - с входами первого и второго форми рователей, выходы третьегр и четвертого триггеров подключена чёр(эз элемент ИЛИ к входу генерато- . ра вилообразного, напряжения и входу третьего формирователя, выход которого связан с входом преобразователя напряжение-код и через третий элемент задержки - VCO вторым входом генератора пилообразного напряжения, выход которого подключен к входу дифференциального усилителя, связанного вторым входом а источником эталонного напряжения, а тапсодом - со вторым входом преобразователя напряжение-код, выводы которого подключены к блоку запоминания, причем входы ; регистра рвяэаны с блоком управления/ Источннки информащси, принятые во внимание при экспертизе 1.ULnrHHRHH .В.М. Цифровые измерительные преобразователи и приборы. М., Высшая школа , 1973, с. 170. 2.АвторсйОё свидетельство СССР 479077, кл. G 64 F, 11/08, 1975 (прототип).

:: .,;У,,- .v i i tv:--.

/

690434

. К.

7

ff

fui.f