Цифровой измеритель отношения временных интервалов Советский патент 1981 года по МПК G04F10/00 

Изобретение относится к цифровой измерительной технике и может быть использовано в системах автоматики. По основному авт.св. № 526853 известно устройство, содержащее первый счетчик, запоминающий регистр,устаковочные входы которого подключены через первые ключи к выходу первого счетчика, блок сравнения кодов, пер- вые входы которого соединены с вькод ми запоминающего регистра,два формирователя временных интервалов,блок управления, блок синхронизации считы вания, второй счетчик, счетчик резул тата, элемент задержки и вторые ключи. При этом выход первого формиро вателя подключен к первому входу блока синхронизации считывания,выход второго формирователя подключен ко входу блока управления, первый выход которого подключен ко входу первогосчетчика и ко второму входу блока синхронизации считывания, второй выход - ко входу.второго счетчика, выходы которого подключены ко входам блока сравнения кодов, третий выход блока управления подключен к первым входам вторых ключей непосредственно, а ко вторым входам их - че-« рез элемент задержки и счетчик резуль тата. Первый выход блока синхронизации считывания подключён ко вторым входам первых ключей, второй выход к установочному входу первого счетчика, блок синхронизации статыва я . содержит блок выделения первой паузы, блок выделения первого , импульса и интегратор, причем первый, вход блока вьщеления первой паузы образует первый вход блока синхронизации последнего и первый вход блока выделения первого импульса соеданены между собой и образуют второй вход блока синхронизаощи считывания, выход блока выделения первой паузы об разует первый выход блока синхрони.- зации считывания -и через интегратор подключен ко второму входу блока вы-Деления цервого импульса,выход которого образует второй выход блока синхронизации считывания и соединен с установочным входом блока вьщеления первой паузы р .

Недостаток известного цифрового измерителя отношения временных интервалов в том, что он имеет низкую точность и может давать сбои при некоторых условиях измерений.

Цель изобретения - повышение точности измерений в следящем реяотме.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровой измеоитель воеменных интервалов введены три элемента HJH элемент И и триггер, причем блокирующий вход блока сравнения кодов через первый элемент ИЛИ подключен к первому выхощг блока,синхронизации считыванйй, третьём Г выходу блока управления и первому входу второго элемент ИЛИ и непосредственно - к пзрвому входу элемента И, второй вход которого соединен с выходом триггера, первый выход блока сравнения кодов и выход элемента И через третий элемент ИЛИ подключены к счетному входу счетчика результата,к первому входу триггера и второму входу второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к установочному входу второго счетчи-.

ка, второй выход блока сравнения кодов соединен со вторым входом триггера.

На чертеже представлена Ьлок-схемй цифрового измерителя отношения временных интервалов.

Цифровой измеритель содержит пер вый счетчик 1, выходы которого под- ключены через первые ключи 2 к запоминаницему регистру 3, быходы которого подключены к первым входам блока 4 сравнения кодов,выход первого формирователя 5 подключен к первому входу 6 блока 7 синхронизации считывания,выход второго формирователя 8 подключен ко входу блока 9 управления. Первый выход которого подключен к входу первого счетчика I и к второму входу 10 блока 7, второй выход блока 9 управления подключен ко входу второго счетчика 11, выходы которого соединены со вторыми входами блока 4 сравнения ходов Третий выход блока 9 управления подЮ1ючен к первым входам первого 12 и второго 13 элементов РШИ, к первым входам вторых ключей 14 непосредственно, а ко вторым входам последних через последовательно соединенные элемент 15 задержки

и счетчик 16 результата, первый йыход 17-блока 7 , синхрониза1Ц1и считывания соединен со вторыми входами первых ключей 2, а второй выход через первый элемент ИЛИ 12 соединен с первым входом элемента И 18 и блокировочным входом блока 4 сравнения кодов, первый выход блока 4 сравнеш1я кодов соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ 19, а второй выход через последовательно соединенные триггер 20, элемент И 18, третай 19 и второй 13 элементы ШШ соединен с установочным входом второго счетчика

11 причем выход третьего элемента ИЛИ 19 соединен со входом счетчика 16 результата и вторым BXOAJM триггера 20. Кроме того, блок 7 синхронизации с штьшания содержит блок

21 выделения первой паузы, блок 22 выделения первого импульса, интегратор 23, и второй его выход 24 подключен к установочному входу первого счетчика 1.

Цифровой измеритель может работать в двух режимах - стартс- опном и следящем.

В следящем режиме цифровой измеритель pa6cSTaeT следукяцим образом.

Первый из сравниваемых временных интервалов Tj , представленный, например , как период следования импуль :сов, поступает на вход фop в poвaтeля 5. На выходе последнего появляется ,

последовательность импульсов длительностью Т и с периодом следования Тд . Импульсы с выхода фop в poвaтeля 5 поступают на первый вход 6 блока 7 синхронизации считывания, представлянйций собой первый вход блока 21 выделения первой паузы.На второй вход 10 блока 7, представляющий собой второй вход блока 21 выделения первой паузы, и первш вход блока 22 выделения первого импульса поступают импульсы эбразцовой частоты TQ /Te-f с первого выхода блока 9 управления. Эти (Же импульсы непрерывно поступают .на вход счетчика I. Блок 21 выдепения

первой паузы формируют на выходе 17 импульс каждый раз по спаду импульсов f. в паузе между импульсами образцовой частоты Хдф Длительность формируемых блоком 21 импульсов равна ин

тервалу между спадом импульса и фронтом импульса образцовой частоты. Мак сймальная длительность импульса на выходе блока 21 выделения первой паузы равна длительности паузы между импульсами образцовой частоты , если последние имеют форму меандера то эта длительность равна . Импульс с выхода 17 .блока 7 синхронизации считывания поступает на один КЗ входов ключей 2, разблокируя их. Другие входы ключей 2 подключены к выходам счетчика 1, в результате чего в запоминающий регистр 3 по спаду входных импульсов записывается число N Т fo, набранное к этому моменту счетчиком f и пропорциональное временному интервалу Т , Одновременно импульс с вых да I 7 поступает через элемент ИЛИ 12 на бУюкировочный вход блока сра не.ния кодов, что исключает ошибки, обусловленные возможными сбоями в работе этого блока в моменты записи кода N в запоминаюияй регистр 3. Кроме того, импульс с выхода блока 21 выделения первой паузы поступает через интегратор 23 на второй вход блока 22 выделения первого импульса. Если длительность этого импульса не меньше некоторого заданного значения, выбранного так, чтобы за это время произошла уверенная запись числа N ,в регистре 3, интегратор 23 формирует на выходе импульс, подготавливающий к работе блок 22 выделения первого импульса. После этого на выходе блока 22 появляется первый после выделения блоком 21 паузы импульс образцовой частоты , посту пающий на первый вход блока 22 с выхода блока 9 управления, который,с одной стороны, приводит в исходное состояние блок 21 выделения первой паузы, а с другой стороны, проходит на выход 24 блока 7 и сбрасывает счетчик 1 в исходное нулевое состояние, исключая младший разряд, устанавливаемый в единичное состояние. По спаду первого импульса образцовой частоты TQ /2 блок 7 оказывается в исходном состоянии, а счетчик 1 готов к новому счету импульсов образ цовой частоты 0, Далее все повторяется, как описано вьште, Если длительность импульса на выходе блока 21 выделения первой паузы меньше заданного значения, на выходе интегратора 23 импульс не по является, и блок 22 выделения первог импульса остается в исходном состоя|Л1И, В результате в счетчик 1 записы дается еще одна единица, а по спаду импульса образцовой частоты на выходе блока 21 появляется импульс. равный по длительности /2, и происходит перезаписБ числа N. в регистр 3 и сброс счетчика I. Таким образом, в регистр 3 по спаду каждого выходного импульса С записывается число N ,пропорщ{онапьное закончившемуся временному интервалу. Нв; входвторого-формирователя 8 подается второй интервал Т. В следящем режиме измерения отношения временных интервалов на вход счетчика 11 со второго выхода блок 9 управ Т ления непрерывно поступают импульсы образцовой частоты. В процессе заполнения счетчика 11 импульсами образцовой частоты р2выбираемыйв нем код непрерывно сравнивается с числом N , записанным в регистре 3. В момент достижения равенства на первом выходе блока 4 сравнения кодо.в .появляется: импульс,поступающий через элемент ИЛИ 19 на вход счетчика 16 результата и.первый вход триггера 20, с одной стороны, а с другой стороны, через элемент ИЛИ 13 сбрасывает счетчик 11 в исход#тое нулевое состояние. После этого заполнение счетчика 1I продолжается снова от нуля до момента достижения равенства. Затем процесс повторяется. Каждый импульс с третьего выхода блока 9 управления, соответствующий концу интервала Т, поступает на один из вхот дов ключей 14, разблокируя их, в результате чего на выходе последнего появляется число N- , которое подсчитывает счетчик 16 результата за.время Tj, Через время, задаваемое элементом 15 задержки и достаточное для считывания результата, счетчик 16 сбрасывается в нулевое состояние. За время Т а. на вход счетчик 11 поступает Nj Т 02 импульсов. Кпок 4 сравнения кодов сформирует столько импульсов па первом выходе, сколько раз число N содержится в числе N. Следовательно, результатом измерения, снимаемым через ключи 14 с выхода счетчика 16 результата, будет число .N,,--H2/N(,).(). Это выражение показывает, что результатом измерения является число, пропорциональное отношению двух временных интервалов, причем выходной результа- измерения выдается по концу каждого предыдущего временного интервала Tji , a тем самым в измерителе реализ ется непрерывный или следящий режим измерения отношения временных интервалов. Для исключения ошибок, обусловленных возможньп и переключениями в счетчике 16 результата в моменты считывания результата , с третьего выхода блока 9 управления подаются импульсы на второй вход элемента ИЛИ 21, импульс с которого, поступая на блокировочный вход блока 4 сравнения кодов, запрещает формирование выходного импульса на время считывания результата. Поскольку возможны ошибки в работе измерителя как обусловленные возможными сбоями в работе блока 4 срав нения кодов в моменты записи кода N. в запоминаю1ций регистр 3, так и воз можными переключениями в счетчике 16 результата в моменты считывания результата на выход устройства,на блокирующий вход блока 4 через элемент ИЛИ 12 поступают сигналы в первом случае с выхода 17 блока, а во втором случае с третьего выхода блок 9 управления. Но длительности этих сигналов достаточно велики. Так длительность блокирующего импульса на выходе Г/ достигает периода после довательности Т . на первом выходе блока 9 управления, а за это время со второго выхода блока 9 на счетчик 11 могут поступать (оУ импульсов, среди которых вполце может быть и тот, который сравняет код счетчика 11 с кодом запоминающег регистра 3, Если блокирующий импульс пройдет до того, как разностькодов станет равной п, то триггер 20 останется в нулевом состоянии и блокировочный импульс на вход счетчика 16 не прохо дит через закрытый элемент И 18. Тогда при достижении кодами п триггер 20 открывает элемент И 18 через п периодов последовательности Oii срабатывает блок 4 сравнения кодов, вырабатывая на своем основном выходе сигнал. Этот сигнал через эле мент ИЛИ 19 поступает на счетчик 16 результатов, а также переводит триггер 20 в исходное нулевое состояние и через элемент ИЛИ 13 производит установку счетчика 11. При работе цифрового измерителя в стартстопном режиме временный ; интервал Т измеряется изложенным вьппе образом. По команде Запуск подаваемой на вход запуска блока 9 управления,последний формирует импульсы образцовой частоты fo2 поступающие на вход счетчика 1I только в течение времени, равного интервалу Тл , В остальном работа измерителя не отличается от работы в следящем режиме. Формула изобретения Цифровой измеритель отношения временных интервалов, по авт,св, № 526853, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений в следящем режиме, в него введены три элемента ИЛИ, элемент И и триггер, причем блокирующий вход , блока сравнения кодов через первый элемент ИЛИ подключен к первому выходу блока синхронизации считывания, третьему выходу блока управления и первому входу второго элемента ИЛИ и непосредственно - к первому входу элемента И, второй вход которого соединен с выходом триггера,первый выход блока сравнения кодов и выход элемента И через третий элемент ИЛИ подключен к счетному входу счетчика результата,к первому входу триггера и второму входу второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к установочному входу второго счетчика, второй выход блока сравнения ко«див соединен со вторым входом триггера. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР № 526853, кл. G 04 F 10/00, 1975.

-j g

up

exoffJt

fS