Устройство для измерения временныхиНТЕРВАлОВ Советский патент 1981 года по МПК G04F10/04 

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано в цифровых измерителях интервалов времени, а та же в системах автоматического контро ля, использунзщих широтно-импульсное преобразование параметра, так как позволяет представить длительност-ь импульса в виде цифрового кода. Известны устройства, содержащие вентиль, который открывается входными измеряемыми интервалами и пропускает на вход счетчика импульсы счетного генератора, триггеры .элементы И D..Недостаток этих устройств- - низкая точность измерения. Наиболее близким по технической сущности.к предлага емому является устройство для измерения интервалов времени, содержащее последовательно включенные триггер, на один вход кот рого подаются старт-импульсы, а на другой через пороговую схему стопимпульсы, элемент И, на второй вхид которого включен генератор квантующих импульсов, элемент ИЛИ, счетчик, с выхода которого снимается цифровой код, последовательно включенные амплитудно-временной прео64 азователь, вход которого объеданен с входом дополнительного счетчика Г23. Однако в известном устройстве не исключена основная инструментальная погрешность измерения, возникающая из-за отсутствия связи между моментами прихода старт-стоп импульсов и последовательности импульсов генератора квантующих импульсов. Цель изобретения - повьшение точности измерения устройства; Указанная цель достигается тем, что в устройство для измерения вре- , менных интервалов, содержащее последовательно соединенные основной пороговый блок, основной RS-триггер, основной элемент И и счетчик, второй вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ, а также ждущий генератор, выход которого соединен с вторым входом основного элемента И, вве дены дополнительный пороговый блок, дополнительный RS-триггер,, О-триг гер, первый и второй дополнительные элементы И, буфферный регистр и блок обнуления, первый выход которого сое динен с первым входом элемента ИЛИд второй вход последнего подключен к первому входу дополнительного RS-три гера и к выходу первого дополнительн го элемента И, первый вход котсфого соединен с первым выходом D-триггер второй выход последнего подключен к первому входу второго дополнительног элемента И, второй вход которого сое ;динен со вторым выходом основного IRS-триггера и с первым входом D -три гера, второй вход последнего подключен к выходу второго дополнительного элемента И и к первому входу буфферного регистра, остальные п входов которого соединены с п выходами сче чика и со вторым выходом блока ления, при этом выход дополнительного порогового блока подключен к второму входу основного RS-триггера, к второму входу дополнительного RSтриггера и к третьему входу D-триггера, выход дополнительного RS-триггера соединен с входом ждущего генератора, второй вход первого дополнительного элемента И подключен к третьему входу второго дополнительного элемента И и к выходу ждзпцего мульти вибратора. На чертеже изображена схема устройства для измерения временных инте валов. Устройство содержит дополнительны пороговый блок 1, дополнительный RS-триггер 2j ждущий генератор 3, D -триггер 4, дополнительные элементы И 5 и 6, основной пороговый блок 7, основной RS-триггер 8, основной элемент И 9, счетчик 10, буфферный регистр 11, блок I2 обнуления и элемент ИЛИ 13. Устройство работает следующим об- разом. После подачи питания в измеритель блок 12 вырабатывает импульс, устанавливающий буфферный регистр II и ,счетчик 10 в нулевое состояние. При измерении временного интервала из переднего фронта приходящего импульса измерения, дополнительный пороговый блок 1 формирует старт-импульс. 6 устанавливающий RS-триггеры 8 и 2 в единичное состояние. Единичный уровень напряжения.с прямого выхода RS-триггера 2 разрешает работу ждущего генератора 3. Одновременно RSтриггер 8 своим единичным уровнем напряжения с прямого выхода разрешает прохождение импульсов генератора 3 через основной элемент И 9 на счетный вход С счетчика 10, а нулевым уровнем напряжения с инверсного выхода RS-триггер 8 запрещает переключение Р -триггера 4 и прохождение импульсов генератора 3 через элементы И 6 и 5. По заднему фронту измеряемого импульса основной пороговый блок 7 формирует стоп-импульс, который устанавливает RS -триггер 8 и D -триггер 4 в нулевое состояние. Нулевой уровень напряжения с прямого выхода RS-триггера 9 запрещает прохождение импульсов через основной элемент И 9 на счетный вход С счетчика 10, а его единичный уровень и с инверсного выхода разрешает.установку S -тригг.ера 4 в единичное состояние. . и прохождение импульсов генератора 3 черзз элемент И 6. Первый импульс, импульс Запись генератора 3, сформированный им после прихода стоп-импульса, проходит через элемент И 6 и своим передним фронтом устанавливает I) -триггер 4 в единичное состояние, при этом переписывает содержимое счетчика 10 в буфферный регистр II. После этого нулевой уровень напряжения с инверсного выхода Р -триггера 4 запирает элемент И 6, а единичный уровень напряжения с его прямого выхода разрешает прохождение второго имЛульса (импульс Сброс) генератора 3 через элемент И 5. Импульс Сброс опокидывает RS-триггер 2 в нулевое состояние и обнуляет счетчик 10 через элемент ИЛИ 13 После этого нулевой уровень напряжегшя с прямого выхода RS-триггера 2 останавливает работу генератора 3. На этом цикл измерения одного временного интервала заканчивается После снятия цифрового кода с выходных шин буфферного регистра 11 возврат его в нулевое состояние возможен по импульсу сброса из блока 12, Предлагаемая схема измерителя выолняется полностью на дискретных элементах, широко распространенных герий интегральных микросхем (серии

134, 133 и 155), что позволяет использовать прогрессивные технологии с использованием HeqeTkoro монтажа.

Повышение точности достигнуто за счет того, что генератор 3 формирует передний фронт первого счетного импульса по появлению старт-импульса, а формирование последнего счетного импульса происходит на выходе основного элемента И 9 при наличии вершинь импульса генератора 3 в момент переключения из единичного в нулевое состояние RS-триггера 8, Следовательно, максимально возможная ошибка измерения временного интервала не более половины периода следования квантующих импульсов.

Использование предлагаемого устройства для измерения временных интервалов позволяет перейти полностью к функциональным устройствам на интегральных микросхемах Это позволяет получить малогабаритное устройство, обладающее широкими функциональными возможностями одновременно с высокой точностью,

iФормула изобретения

Устройство для измерения временных интервалов, содержащее последовательно соединенные основной пороговый блок, основной RS-триггер, основной элемент И и счетчик, второй вход кото,рого подключен к выходу элемента ИЛИ, а таюте ждущий генератор, выход которого соединен с вторым входом ос. новного элемента И, отличаю.щ е ё с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введе№г дополнительный пороговый блок, дополнительный Я5-триггер D -триггер, первый и второй дополнительные элементы И, буфферный регистр и блок обнуления, первый выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход последнего подключен к первому входу дополнительного RSтрйггера и к выходу первого дополнительного элемента И, первый вход которого соединен с первым выходом D-триггера, второй выход последнего подключен к первому входу второго дополнительного элемента И, вторсй , вход которого соединен со вторым выходом основного RS-триггера и с первым входом D-триггера, второй вхо последнего подключен к выходу второго дополнительного элемента Ник первому входу буфферного регистра, остапывле п входов которого соединены с п выходами счетчика и со вторым выходом блока обнуления, при это выход дополнительного порогового блока подключен к второму входу основного RS-триггера, к второму входу дополнительного RS-триггера и к третьему входу D-триггера, выход дополнительного RS-триггера соединен с входом ждущего генератора, второй вход первого дополнительного, элемента И подключен к третьему входу второго дополнительного элемента И и к выходу ждущего мультивибратора.

Источники информации, принятые .во внимание при экспертизе

1,Авторское свидетельство СССР № 590692, Ю1. (ч 04 F 10/04, 1977,

2,Авторстсое свидетельство СССР № 570026, кл. G 04 F 10/04, 1976.