Измеритель коротких интерваловВРЕМЕНи Советский патент 1981 года по МПК G04F10/04 

1

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерителям интервалов времени.

Известно устройство для измерения интервалов времени, содержащее формирователь двух сдвинутых по фазе импульсных последовательностей|Два элемента И, два триггера, схему объединения и счетчик HV-Iпульсов tn .

Недостаток известного устройства низкая точность измерения.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Эта цель достигается введением в устройство десяти элементов И-НЕ и RS-триггера, причем единичный выход первого триггера соединен через Первый и второй элементы И-НЕ с первым S-входом RS-триггера, с входом третьего элемента И-НЕ и с входом четвертого элемента И-НЕ, единичный выход второго счетного триггера соединен через пятый и шестой элементы И-НЕ с первым R-входом RS-триг гера, со входом третьего элемента И-НЕ и со входом седьмого элемента И-НЕ, нулевой выход первого счетного триггера подключен к входу восьмого элемента И-НЕ, нулевой выход второго счетного триггера подключен к второму входу восьмого элемента И-НЕ, единичньш выход RS-триггера соедиJJJ нен со вторым входом второго элемента И-НЕ, с первым входом девятого элемента И-НЕ и со вторым входом седь мого элемента И-НЕ, нулевой выход RS-триггера соединен со вторым входом шестого элемента И-НЕ, со вторым входом четвертого элемента И-НЕ и со вторым входом девятого элемента И-НЕ, выход которого подключен к третьим входам третьего и восьмого

20 элементов И-НЕ, выходы которых через десятый элемент И-НЕ соединены с первым выходом измерителя, выходы четвертого и седьмого элементов И-НЕ череЪ схему объединения соединены со ВХОДОМ счетчика и со вторым выходом измерителя, выход первого элемента И подключен к второму входу первого элемента И-НЕ, выход второго элемента И подсоединен к второму входу пятого элемента И-НЕ, вторые R н S-входы RS-триггера подключены к шине Сброс. Ка фиг.1 приведена принципиальная электрическая схема устройства; на фиг. 2 - временные .диаграммы напряжеьшй в различных точках схемы. Устройство состоит из формировате ля сдвинутых по фазе последовательностей импульсов, содержащего генера тор 1 импульсов и фазосдвигающую цепочку 2, элементов ИЗ и 4, двух сче ньк триггеров 5 и 6, элементов И-НЕ 7-16, схемы объединения 17, RS-триггёра 18 и счетчика 19. Измеритель коротких интервалов времени работает следующим образом. Перед измерением на вход Сброс подается нулевой логический сигнал, устанавливающий счетные триггеры 5, 6 и счетчик 19-в нулевое состояние. Одновременно сигнал, воздействуя на вторые Я и S - входы RS-триггера 18, устанавливает последний в состоя ние, при котором Tia его выходах при сутствуют единичные логические сигналы. Нулевые логические сигналы с единичных выходов счетных триггеров 5 и 6 устанавливают на выходах пер вого и пятого элементов И-НЕ 10 и 12 единичные логические сигналы, а на выходах второго и шестого элементов И-НЕ 11 и 13 нулевые логические сигналы, так как на два других входа элементов И-НЕ 11 и 13 также пoc пают единичные логические сигналы с выходов RS-триггера 18. Нулевые логические сигналы с выходов элементо И-НЕ 11, 13 поступают на первые R и S-входы RS-триггера 18, удерживают его в исходном состоянии, при котором, на- двух его выходах присутству ют единичные логические сигналы. В результате измеритель оказывается в исходном состоянии и сигнал Сброс снимается. В качестве примера (фиг. 2) рассмотрен процесс измерения интервала времени длительностью 4,5 TQ, где Тр - период частоты кварцевого гене ратора 1, а также приведены временные диаграм напряжений на лыходе генератора 1, на выходе фазосдвига34ющей цепочки 2, на входе lixl., на единичном выходе счет)п.1х -Ipuricpon 5и 6, на единичном RS-триг-. гера (или на входе седьмого элемента И-НЕ 16) на .нулевом выходе RS-T)nr гера (или на входе четвертого элемента И-НЕ 15), на входе осиовного счетчика, и на выходе Вых.1 измерителя . При поступлении сигнала Старт на вход Вх1 измерителя, элементы И 3-, 4 открываются и обе последовательности импульсов поступают на счетные входы счетных триггеров 5, 6и на входы элементов И-НЕ 10, 12 (точка а фиг. 2). Одна из последовательностей импульсов, которая начинается первой, опрокидывает соответствующий счетный триггер 5 и 6. Если первой начинается последовательность с выхода генератора 1, то первый импульс последовательности опроки дывает триггер 5 (точка б иг.2) в единичное состояние.чЕдиничный логический сигнал с нулевого выхода счетного триггера 5 разрешает прохождение сигнала с выхода элемента И 3 через элемент И-НЕ 10, на вход элемента И-НЕ 11. Однако сигнал на выходе элемента И-НЕ 10 не изменяется, так как на выходе элемента И 3 присутствует нулевой логический сигнал. Второй импульс, с выхода генератора 1 (точка в фиг. 2)j изменяет сигнал на выходе элемента И-НЕ 10 с единичного на нулевой. В результате чего, сигнал на выходе элемента И-НЕ 11 изменяется с нулевого на единичный. Так как на первом R-входе RS-триггера 18 сигнал имеет нулевое значение (триггер 6 опрокинулся на выходе элемента 4, а следовательно, и на выходе элемента И-НЕ 13 - нулевой логический сигнал), RS-триггер 18 устанавливается в такое состояние, при котором на его единичном выходе сигнал имеет iryлевой логический уровень (точка г фиг, 2), а на нулевом - единичный, (нулевое состояние). Нулевой логический сигнал с единичного, выхода RS-триггера 18, поступает на вход элемента И-НЕ II, устанавливает на его выходе единичный логический, сигнал и RS-триггер 18 остаетс51 в дальнейшем в указанном состоянии (в нулевом. , так как нулевые импульсы, которые поступают на первый R-вход RS-триггера 18 подтверходают его нулевое состояние. Нулевой сигЕ1ал с единичного выхода RS-триггера 18 закрывает элемент И-НЕ 16 и импульсы с счетного триггера 6 не нройдут на вход счетчика 19. В это время, импульсы с счетного триггера 5, т.е. триггера, который срабатывает первым, через открытьш элемент И-НЕ 15, поступают на вход счетчика 19. Таким образом RS-триггер 18, элементы И-НЕ 10-16 и схема объединения 17 выполняют функцию приоритетного ключа, подключая к счетчику 19 тот из счетных триггеров 5 или 6, который срабатывает первым. На выходе Вых.1 измерителя импульсы принимают единичное значение каждый раз, когда состояния счет ных триггеров 5 и 6 совпадают (фиг.2 Если счетные триггеры 5 и 6 находятся в нулевом состоянии, то на входы восьмого элемента 8 поступают единичные логические сигналы, так как на выходе элемента 14 единичный логический сигнал, а следовательно, и на выходе измерителя будет единичный логический сигнал. Если счетные триггеры 5 и6 находятся в единичном состоянии, то на входы третьего элемента И-НЕ 7 поступают единичные логические сигналы, а следовательно, и на выходе десятого элемента И-НЕ 9, т.е. на выходе измерителя единичный логический сигнал. Таким образом, элементы И-НЕ 7-9 производят текущее сравнение состояний счетных триггеров 5 и 6 и пр каждом совпадении их состояний, создают на выходе измерителя единичный логический сигнал. При поступлении на вход Вх1 измерителя сигнала окончания измеряемого интервала времени (точка д фиг элементы И 3, 4 закрываются и поступ ление импульсов на счетные входы счетных триггеров 5, 6 и счетчика 19 заканчивается. При этом, на выходе измерителя находится информация о до лях периода измеряемого временного интервала, на выходе Вых.2 измерителя - информация о единицах период, а в счетчике 19 - информация старших разрядов двоичного числа. Таким образом, измеряемый временной интервал Т найден по формуле 4(.V2-VJ Т,. Т,с(0,5 логическая информация на выходе BbTxl измерителя; логическая информация на Вб1)(2 выходе Vc число импульсов, записанное в счетчике 19; период генератора 1 . Измеряемый временной интервал Т. равен 4,5 Т. Логическая информация на выходе Вых1 измерителя равна единице (точка е фиг.2), на выходе Вых2 равна нулю (точка ж фиг.2) и число импульсов, поступившее на вход счетчика 19, равно двум (фиг. 2). Согласно формуле TX (0,5 1 -ь О + 2 2) Т,, 4,5 Т„ Формула изобретения Измеритель коротких интервалов времеш, содержащий формирователь двух сдвинутых по фазе импульсных последовательностей, подключенный к первому и второму элементам И, два триггера, соединенных с выходами элементов И, счетчик и myльcoв и схему объединения, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности измерения, в него введеггы десять элементов И-НЕ и RS-триггер, причем единичньй выход первого триггера coeдиней через первый и второй элемент И-НЕ с первым S-входом RS-триггера, со входом третьего элемента И-НЕ и со входом четвертого элемента -И-НЕ, единичный выход второго счетного триггера соединен через пятый и шестой элементы H-IiE с первым R-входом RS.триггера, со входом третьего элемента И-НЕ и со входом седьмого элемента И-НЕ, нулевой выход первого счетного триггера подключен к входу восьмого элемента И-НЕ, нулевой выход второго счетного триггера подключен к второму входу восьмого элемента И-НЕ, единичный выход RS-триггера соединен . со вторым входом второго элемента И-НЕ, с первым входом девятого элемента И-НЕ и со вторым входом седьмого элемента И-НЕ, нулевой выход RSгриггера соединен со вторым входом шестого элемента И-НЕ, со вторым входом четвертого элемента И-НЕ и со вторым входом девятого элемеита И-НЕ, выход которого подключен к третьим входам третьего и восьмого элементов И-НЕ, выходы которых через десятьй 7847 элемент И-НЕ соединены с первым выходом измерителя, выходы четвертого и седьмого элементов И-НЕ через схему объединения соединены со входом счетчика и со вторым выходом измерителя, выход первого элемента И подключен к второму входу первого элемента И-НЕ, выход второго элемента И подсоединен к второму входу пятог-о о.г емента И-НЕ, вторые R и S - входы RS-триггера подключены к шине Сброс. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР ,№433444, кл. G 04 F 10/04, 31.01.72. frE