Многодиапазонный цифровой измеритель временных интервалов Советский патент 1981 года по МПК G04F10/04 

Изобретение од-носится к измерительной технике и может быть использовано в измерительных системах, тде существует большая нестабильность временных интервалов между импульсами . Известно устройство для измерения временных интервалов между соседни 4и импульсами входной последовательности импульсов, которое содержит фррмирователь входных сигналов, генв ратор квантующих импульсов, вентильсовпадения, счетчика импульсов, ключ регистратор, блок задержки, первый вход ijoTOporo соединен с. выходом клю ча, второй - с выходом формирователя, первый выход - с входом вентиля Совпадения, а второй - с выходом счетчика .импульсов 1 . Недостатком этого устройства является ограниченные фукциональные возможности. Наиболее близким TIO технической сущности к предлагаемому изобретению является цифровой измеритель одиночных временных интервалов, содержащий счетчик импульсов, вход которого через элемент совпадения подключен к выходу генератора образцовой частоты с автоподстройкой, управляющий триггер, выход которого соеди.нен с. вторым входом элемента совпадения, первый вход - с шиной Пуск и входом генератора образцовой -частоты, интерполятор, выполненный в виде секционированной линии задержки, выходы которой через первые входы группы элементо.в совпадения, подключены к триггерам, причем вход секционированной линии -задержки и первой из групп элементов совпадения подключены на выход схемы сборки. Триггер включения интерполятора первый вход которого соединен с шиной Стоп, второй вход - с вторым входом управляющего триггера и выходом схемы оборки, выход - с вторыми входами группы э.лементов совпадения, выходы которых соединены с соответствующими входами схемы сборки 2 . Недостатками известного устройства являются невозможность осуществления измерения интервалов между импульсами в широком диапазоне вреМб;д1ных интервалов и излишняя сложность, обусловленная наличием блоков задержек, счетчиков и дополнительных узлов для определения результатов измерения. .

Цель изобретения - упрощение и расширение функциональных возможностей устройства путем сообщения ему возможности определения интервалов времени между импульсами в различных диапазонах и селекции интервалов между импульсами случайного процесса.

Поставленная цель достигается тем что в многодиапазонный цифровой измеритель временных интервалов, содержащий триггер, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого подключен к шине синхроимпульсов, блок элементов И, выходы которого подключены соответственно ко входам блока триггеров и входам элемента ИЛИ, введены второй элемент И, блок сравнения и регистр сдвига, вход сдвига, вход сдвига которого соединен с выходом первого элемента И, информационный вход - с ШИНОЙ питания, вход установки в нуль - с выходом элемента ИЛИ и первым входом триггера, а выходы регистра сдвига подключены к входам блока сравнения, выходы которого соединены с первыми входами блока элементов И, вторые входы которого объединены и подключены к выходу второго элемента И, первый вход которого соединен с выходом триггера, а второй вход - с первой входной шиной, вторая входная шина соединена совторым входом триггера,

На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемого измерителя; на фиг.2 временная диаграмма.

1змеритель содержит .триггер 1, на второй вход которого поступают импульсы инвертированной измеряемой последовательности-, выход триггера 1 соединен с первыми входами первого и второго элементов 2 и 3, рыход первого элемента 2 И соединен со входом регистра 4 сдвига. Информационный вход регистра 4 подключен к шине питания, выходы регистра 4 соединены с первыми входами 5 сравнения, вторые входы блока 5 сравнения подключены к шинам питания, выходы .блока 5 сравнения соответственно подключены к первым входам блока б элементов И, вторые входы которого объединены и подключены к ВЫХОДУ второго элемента 3 И. Выход блока 6 элементов И соединены со входами блока 7 триггеров и с входами элемента 8 ИЛИ. Выход элемента 8 ИЛИ соединен со входом установки в нуль регистра 4 и с первым входом триггера 1.

В исходном состоянии на выходе триггера 1 нулевой потенциал и на выходах регистра 4 потенциалы также равны нулю. На выходах первого и второго элементрв 2 и 3 И потенциал равен нулю. На первом выходе блока. 5 сравнения присутствует высокий потенциал, на остальных выходах низкий потенциал.

На выходах блока б элементов И потенциал равен нулю. На выходах блока триггеров потенциал также равен нулю.

Интервал измерения определяется временем заполнения регистра 4 сдвига и определяется

п. т.

-ИНГ

где п - число разрядов сдвигового

регистра;

Tj, - период следования синхроимпульсов .

В общем случае интервал измерения может быть бесконечным и определяется числом п при постоянном Тс.

Весь интервал времени можно разбить на диапазоны, которые отличаются один от другого на время Тс..

Любые границы диапазонов можно произвольно устанавливать, а также устанавливать диапазоны измерений бе провалов.

Установление требуемых диапазонов осуществляется подключением первых входов блока 5 сравнения к соответствующим выходам регистра 4. Вторые входы блоков сравнения подключены либо к корпусу, либо к источнику питания.

Значение интервала времени между двумя импульсами в общем случае определяется :

а)для первого диапазона .

Т 1 - п . I

гле п - число разрядов регистра 4 сдвига первого диапазона;с,

б)для второго диапазона

)TC

Тл

п

где () - число разрядов регистр 4 для второго диапазона;

в) для третьего диапазона Т,, (,j) -Т (

где () - число разрядов регистра 4 для третьего диапазона.

Устройство работает следующим образом.

На вход установки в нуль регистра 4 поступает импульс, который устанавливает его в исходное состояниеь

На второй вход триггера 1 поступают импульсы измеряемой последовательности отрицательной полярности (фиг.2а;, на второй вход второго элемента 3 И импульсы измеряемой последовательности положительной полярности (фиг.2б), а на второй вход первого элемента 2 И поступают импульсы синхрочастоты с периодом следования Т. фиг.2в .

Импульс из измеряемой последовательности задним фронтом устанавливает триггер 1 в единичное состояние (фиг.2г;. Высокий потенциал с выхода триггера 1 поступает на первый

вход первого элемента 2 И, разрешая прохождение импульсов синхрочастоты. Этот же высокий потенциал поступает на первый вход второго элемента 3 И, разрешая прохождение импульсов измеряемой последовательности через него.

Импульсы синхрочастоты с выхода первого элемента 2 И поступают на вход сдвига регистра 4. С этого .момента начинается измерение интервала времени между импульсами измеряемой последовательности. С каждым импульсом сдвига в разряды регистра 4 записывается высокий потенциал (фиг.28). В течение времени Т на одном из выходов блока 5 сравнения присутствует высокий потенциал.

Если второй импульс измеряемой последовательности поступает через время ,TO он выделяется на: выходе второго элемента 3 И фиг.2г поступает на вторые входы блока 6, элементов И, ас его ,вЕлхода записывется в блок 7 триггеров и одновремено через элемент 8 ИЛИ (фиг.2е поступает на вход установки в нуль регистра 4. Регистр 4 устанавливается в исходное состояние. Далее процесс измерения повторяется.

Результат измерения интервала меду импульсами в импульсной последовательности выдается в позиционном коде, поэтому дополнительных устройств для обработки результатов не требуется.

Если второй импульс в измеряемой последовательности поступает через время п. Т +п) , то с первого выхода блока 5 сравнения для первого диапазона выдается низкий потенциал, а с второго выхода блока

5сравнения для второго диапазона выдается высокий потенциал. Поступивший в течение интервала t импульс измеряемой последовательности появляется на втором выходе блока

6элементов И и он фиксируется во втором триггере блока 7 триггеров. Одновременно этот импульс через элемент 8 ИЛИ поступает на вход установки в нуль регистра 4 сдвига.

Результат измерения также выдается в позиционном коде.

Таким образом, для любого 11 процесс измерения протекает аналогично. Данный многодиапазонный цифровой измеритель временных интервалов по

сравнениюС известным позволяет рас,ширить область его использования в технике измерений, так как обладает способностью осуществлять селекцию импульсов в широком диапазоне времени, что делает его универсальным устройством. Кроме того,, предлагаемый измеритель в отличие от известного позволяет фиксировать временной интервал между импульсами случайного процесса, т.е. выпадение импульсов ..

Использование изобретения позволяет существенно уменьшить объем оборудования, увеличить егб. надежность, уменьшить стоимость, потребляг емую .мощность и габариты.

Формула изобретения

0

Многодиапазонный цифровой измеритель временных интервалов, содержащий триггер, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого под5ключен к шине синхроимпульсов блок элементов И, выходы которого подклюг чены соответственно ко входам блока триггеров и входам элемента ИЛИ, отличающийся тем, что, с целью упрощения и расширения функци0ональных возможностей устройства, в него .введены второй элемент И, блок сравнения и регистр сдвига, вход : сдвига которого соединен с выходом первого элемента И, информационный

5 вход - с шиной питания, вход уста-, новки в нуль - с выходом элемента ИЛИ и первым входом триггера, а выходы регистра сдвига подключевал к входам блока сравнения, выходы ко0торого соединены с первыми входами блока элементов И, вторые входы которого объединены и подключены к выходу второго элемента И, первый вход которого соединен с выходом тригпэра, а второй вход - с первой вход5ной шиной, вторая входная шина соединена, со вторым входом триггера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 334542, кл. G ОЛ F 10/04, 1970.

2,Авторское свидетельство СССР № 620937, кл. G 0 Г 10/04, 1977

(прототип.