Измеритель временного интервала Советский патент 1981 года по МПК G04F10/04 

(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕННОГО ИНТЕРВАЛА

1

Предлагаемое устройство относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении длительностей временных интервалов.

Известны измерители временных интервалов, применяемые в измерительной технике, содержащие основной канал измерения, включающий в себя временной селектор и основной счетчик импульсов, и дополнительных каналов (т - число, показывающее, во сколько раз надо повысить точность измерения), каждый из которых содержит последовательно соединенные временной селектор и счетный триггер 1.

Данное устройство недостаточно надежно, так как на результат измерения влияют сбои счетных триггеров в течение всего измеряемого интервала.

Недостатком этого устройства является также необходимость обязательного фазирования генератора тактовых импульсов началом измеряемого временного интервала.

Наиболее близок к предлагаемому -измеритель временного интервала, реализующий способ измерения длительности однократных временных интервалов и содержащий основнойсчетчик, дещифратор и п каналов, каждыи из которых содержит последовательно соединенные временной селектор и два элемента памяти, выходы которых подключены ко входам дешифратора, управляющего двух разрядным дополнительным счетчиком 2.

Это устройство малонадежно из-за влияния на результат измерения сбоев элементов памяти в течение всего измеряемого интервала, а также из-за больщого времени обработки результатов измерения.

Цель изобретения - повыщение надежности работы измерителя временного интервала.

Поставленная цель достигается тем, что в измеритель временного интервала, содержащий счетчик, дешифратор и п каналов, каждый из которых состоит из первого триггера и временного селектора, выход которого связан со входом второго RS-триггера, выход которого подключен к соответствующему входу дещифратора, при этом шина измеряемого временного интервала соединена с первыми входами временных селекторов всех каналов, вторые входы которых подсоединены к соответствующи.м п шинам равносдвинутых по фазе последовательностей импульсов, дополнительно введены элемент ИЛИ, а в каждый канал - элемент И и элемент ИЛИ-НЕ, при этом R-входы первых RS-триггёров всех каналов соединены между собой и подключены ко входу сброса счетчика, счетный вход которого соединен с R-входами вторых RS-триггеров всех каналов и с выходом элемента ИЛИ, входы которого соединены с S-входами первых RSтриггеров всех каналов и с выходами элементов И этих же каналов, причем в каждом j канале (1 j п) S-вход второго RSтриггера соединен с выходом временного селектора, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым входами элемента И, выход которого соединен с S-входом первого RS-триггера, а третий вход - с выходом элемента ИЛИ- НЕ, первый вход которого соединен с выходом первого RS-триггера этого же канала и с входами элементов ИЛИ-НЕ последующих п-2 каналов. На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого измерителя временного интервала, на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу предлагаемого устройства. Измеритель временного интервала содержит счетчик 1, дещифратор 2 и п каналов п, каждый из которых содержит RS-триггеры 4 и 5, элемент ИЛИ 6, временной селектор 7, элемент И 8, шину 9 измеряемого временного интервала, п щин 10 1 -10 п равносдвинутых по фазе последовательностей импульсов, элемент ИЛИ НЕ 11 и шину 12 начальной установки. На фиг. 2 обозначено; 13 - измеряемый временной интервал; 14-17 - равносдвинутые по фазе импульсные последовательности на входах первого-четвертого каналов; 18-21 - сигналы на выходах RS-триггеров 5 первого-четвертого каналов; 22 - сигналы на выходе элемента ИЛИ. Работает измеритель временного интервала следующим образом. После поступления на щину 12 импульса начальной установки обнуляются счетчик 1 и RS-триггеры 4 всех п каналов 3 1-3 п; при этом элементы ИЛИ-НЕ 11 всех каналов открывают по третьему входу элементы И 8 этих же каналов. С приходом измеряемого временного интервала элементы И 8 всех каналов открываются по первому входу; кроме того, открываются по первому входу временные селекторы 7. Импульс одной из последовательностей (в данном слу чае последовательности с шины 10 2) расположен на временной оси ближе других к началу измеряемого временного интервала. Этот импульс пройдет через элемент И 8 канала 3 2 (в общем случае j-того канала) на S-вход RS-триггера 4 и установит его в единичное состояние. При этом на выходах элементов ИЛИ-НЕ 11 всех каналов, кроме первого (в общем случае - кроме J-1), формируется сигнал, отключающий по третьему входу элемент И 8 этого же канала, и через элемент ИЛИ 6 на счетный вход счетчика 1 будет подключена импульсная последовательность с шины 10-1, т. е. таким образом выбирается одна из п последовательностей, импульс которой расположен во времени дальще всех других от начала измеряемого временного интервала. С помощью счетчика 1 подсчитывается количество импульсов NO выбранной последовательности на щине 10-1, находящихся внутри измеряемого временного интервала (в данном случае NO- 2). Полученное число определяет целую часть результата измерения. В течение всего измеряемого интервала через открытые временные селекторы 7 на S-входы RS-триггеров 5 всех каналов поступают импульсы равносдвинутых импульсных последовательностей, переводя RS-триггеры 5 в единичное состояние, а обнуляются эти триггеры импульсами с элемента ИЛИ 6, т. е. фактически импульсами выбранной последовательности (в данном случае последовательности с шины 10-1). К моменту окончания измеряемого временного интервала часть RS-триггеров 5 будет находиться в единичном состоянии, а часть - в нулевом, т. е. фактически для каждой из п-I оставшихся последовательностей определяется количеством импульсов NI, находящихся внутри измеряемого временного интервала по модулю No. Очевидно (см. фиг. 2), что Nt О (mod No), либо NL 1 (mod NO). Количество К RS-триг геров 5, находящихся в единичном состоянии, или, что то же самое, количество последовательностей с Ni 1 (mod NO), определяется дещифратором 2, и, таким образом, определяется уточняющая часть результата измерения, равная - TQ. В рассматриваемом случае к 2, т. е. окончательный результат измерения t (No+-)To (2 + )То 2,5Т , где к - количество RS-триггеров 5, находящихся в единичном состоянии в рассматриваемый момент времени; TO- период следования импульсов в и.мпульсной последовательности. Надежность работы предлагаемого измерителя временного интервала выше, чем у прототипа. Очевидно, что в предлагаемом устройстве сбои в работе RS-триггеров5 в интервале времени от начала измеряемого временного интервала до последнего импульса из выбранной последовательности, находящегося внутри измеряемого вре.менного интервала, не влияют на конечный результат измерения, поскольку каждым и.мпульсом этой последовательности происходит их обнуление. В прототипе сбои RS-триггеров 4 и 5 на всем протяжении измеряемого временного интервала влияют на конечный результат измерения.

Благодаря введению в измеритель элемента ИЛИ и в каждый канал элементов ИЛИ-НЕ и элементов И, а также использованию в качестве элементов памяти RSтриггеров, предлагаемый измеритель временного интервала обладает повыпленной надеж ностью.

Формула изобретения Измеритель временного интервала, содержаш.ий счетчик, дешифратор и п каналов, каждый из которых состоит из RS-триггера и временного cevieKTOpa, выход которого связан со входом второго RS-триггера, выход которого подключен к соответствующему входу дешифратора, при этом шина измеряемого временного интервала соединена с первыми входами временных селекторов всех каналов, вторые входы которых подсоединены к соответствуюш.им п шинам равносдвинутых по фазе последовательностей импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности его работы, в него введен элемент ИЛИ, а в каждый канал - элемент-J I и элемент ИЛИ-НЕ, при этом

R-входы первых R-S-триггеров всех каналов соединены между собой и подключены к входу сброса счетчика, счетный вход которого соединен с R-входами вторых RS-триггеров всех каналов и с выходом элемента ИЛИ, входы которого соединены с S-входами первых RS-триггеров всех каналов и с выходами элементов И этих же каналов, причем в каждом канале первый и второй входы временного селектора соединены соответственно с первым и вторым входами элемента И, выход которого соединен с S-вхо дом первого RS-триггера, а третий вход элемента И соединен с выходом элемента ИЛИ - НЕ, первый вход которого соединен с выходом первого RS-триггера этого же канала и с входами элементов ИЛИ-гНЕ последующих п-2 каналов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Шляндин В. М. Цифровые измерительные преобразователи и приборы, «Высшая школа, М., 1973, с. 170, рис. 3.20. 2. Авторское свидетельство СССР № Зд0501, кл. G 04 F П/ОО, 1973 (прототип).

г/г.