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

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕННЫХ

ИНТЕРВАЛсе

Изобретение относится к области ав томатики и вычислительной техники и может быть использовано в аппаратуре автоматического контроля и измерения временных интервалов, образованных непрерывной последовательностью импульсов. Известны устройства для измерения временных интервалов, обеспечивающие допусковый контроль- ril . Недостатком таких устройств является невысокая точность измерения непрерывной импульсной последовательнос ти и невозможность измерения длительности прямоугольных импульсов и пауз между ними. Наиболее близким техническим решением является устройство для измерени временных интервалов, содержащее генератор эталонной частоты, соединенный своим выходом со счетными входами первого и второго счетчика импульсов, три триггера, схему И и формирователь Недостатком устройства является невозможность допускового контроля непрерывной последовательности прямоугольных импульсов и пауз межау ними и низкое быстродействие. Целью изобретения является повышение точности и быстродействия при измерении непрерывной последовательности прямоугольных импульсов и пауз между ними. Указанная цель достигается тем, что в устройство введены четыре дешифратора, формирователь, две схемы ИЛИ, триггер, индикатор, причем вход устройства соединен с первыми входами первого и второго счетчиков, каждый из которых своим первым выходом соединен с входом каждого из двух дешифраторов нижних пределов, выходы которых соединены с S -входами первого и второго триггеров, а вторые выходы обоих счетчиков соединены с входами каждого из двух дешифраторов верхних пределов, выходы которых соединены соотвотственно с первым и вторым входом схемы И, два других входа соединены с одиночным выходом каждой из двух сх.ем ИЛИ, а первый вход одной из них соединен с выходом третьего триггера, второй вход соединен с выходом первого триггера и входом первого формирователя, выход которого связан с прямым входом второго триггера, а второй выход первого т|эиггера соединен с прямым входом тре тьего триггера, первый вход второй схем №1И -с выходом второго триггера и входом формирователя, выход которого соединен с прямым входом первого триг гера, а второй вход второй схемы ИЛИ соединен с входом устройства и счетными входами третьего триггера, первого и второго счетчика, причем вход установки нупя соединен с R -входом первого и второго счетч ов, первого, второго, третьего и четвертого триггеров, второй вход последнего соединен с выходом схемы И, а выход - с входом индикатора.. На чертеже приведена функциональная схема описываемого устройства. Устройство содержит генератор эталонной частоты 1, соединенный с первым 2 и вторым 3 счетчиками импульсов, каждый из которых связан со свои ми дешифраторами 4, 5, 6 и 7 выбора нижнего и верхнего допусков; первый 8 и второй 9 триггеры, соединенные по входу S со своими дешифраторами выбора допуска; первый 10 и второй 11 формирователи импульсов, входы которых подключены соответсвен но к прямым выходам первого 8 и второго 9 триггеров, а инверсные выходы этих формирователей импульсов подключены к одному из входов установки нуля соответственно второго 9 и первого 8 триггеров; третий триггер 12, соедин ный одним из входов установки нуля с шшерсным выходом первого триггера 8 первый 13 и второй 14 элементы ИЛИ, соединенные одним из входов с прямыми выходами соответственно первого 8 и второго 9 триггеров; элемент И. 15, подключенный своими входами к выходам элементов ИЛИ 13, 14 и выходам дешифраторов 6, 7 выбора верхнего допуска ; четвертый триггер 16, соединенный входом S с выходом элемента И 15 ; блок индикации 17, соединенный с инверсным выхоаом четвертого тригге-ч ра 16 J вход 18 устройства, подключенный к одному из инверсных входов усановки нуля первого счетчика 2, прямому ходу установки нуля второго счетчика , счетному входу третьего триггера 12 инверсному входу элемента ИЛИ 14; шину установки нуля 19, соединенную вторым инверсным входом установки уля первого счетчика 2, инверсным вхоом установки нуля второго счетчика 3, торыми входами R первого 8, второго и третьего 12 тр1п геров, а также с ходом R четвертого триггера 16, Устройство работает следующим образом.. На шину установки нуля подается импульс, устанавливающий счетчики и все триггеры в нулевое состояние. Блок индикации 17 информирует НОРМА длительности временного интервала. Момент окончания действия импульса установки нуля совпадает с началом формирования на входе 18 устройства первого измеряемого временного интервала импульс ной последовательности с потенциалом О, и импульсы с генератора эталонной частоты 1 начинают заполнять второй счетчик 3. Первый счетчик 2 будет удерживаться в нулевом состоянии потенциалом О по инверсному входу установки нуля, соединенному с входом 18 устройства. Если длительность временных интервалов импульсной последовательности находится в допуске, второй счетчик 3 в момент прохождения числа импульсов, соответсвуюшего нижнему допуску первого временного интервала, выдает команду на дешифратор 5, на выходе которого произойдет изменение потенциала с 1 на О. Перепадом с 1 на О с выхода дешифратора 5 переключается триггер 9, который в момент переключения в единичное состояние перепадом с О на 1 запустит второй формирователь импульса 11, на выходе которого сформируется одиночный импульс потенциала О, повторно подтверждающий нулевое состояние триггера 8; после переключения выдает 1, на прямой второго элемента ИЛИ 14, не вызывая изменения на его выходе. В момент окончания первого и начала формирования второго временных интервалов потенциал на входе 18 устройства изменится с О на 1, после чего импульсы с генератора эталонной частоты 1 начнут заполнять первый счетчик 2, а второй счетчик 3 установится в нулевое состояние потенциалом 1 no прямому входу установки нуля и будет удерживаться в этом состоянии до момента окончания второго временного интервала. Перепад с О на I на входе 18 устройства не переключит третий триггер 12, ас установкой в нулевое состояние второго счетчика 3 на выходе дешифратора 5 вновь падвляется 1. Так как длительность первого временного интервала находится в допуске, то установка второго счетчика 5 в нулевое состояние про- изойдет раньше, чем на него поступит количество импульсов, соответствующее выходу этого временного интервала эа верхний допуск, и на выходе дешифратора выбора верхнего допуска 7 потенциал 1 не изменится, следовательно, не изменится и выходной потенциал эле мента И 15, управляющий четвертым триггером 16. Блок индикации 17 будет информировать НОРМА длительности временного интервала, В момент прохождения числа импульсов, соответствующего нижнему допуску второго временного интервала, первый счетчик 2 аналогично второму счетчику 3 выдаст команду на дешн ратор 4, на выходе которого произойдет изменение потенциала с на О Перепадом с 1 на О с выхода деши ратора 4 переключится триггер 8, который перепадом с О на на прямом выходе запустит первый формирователь импульса 10, на выходе которо. го формируется одиночный импульс нулевого потенциала, устанавливакяций триггер 9 в нулевое состояние; выдаст I на один из входов первого элемента ИЛИ 13, не вызывая изменения его выходного потенциала; потенциалом О с инверсного выхода удерживает третий триггер 12 в нулевом состоянии. В момент окончания второго временного интервала потенциал на входе 18 устройства изменится с I на О, не вызывая изменения на выходе второго элемента ИЛИ 14 и не переключая трет триггер 12, так как последний удерживается в нулевом состоянии. Импульсы с генератора 1 начинают заполнять второй счетчик 3, а первый счетчик 2 устанавливается в нулевое состояние потенциалом О по инверсному входу установки нуля, соединенному с входом 18 устройства, и будет уд живаться в 3TONt состоянии до момента окончания третьего временного интервала, равного по длительности первому. С установкой в нулевое состояние первого счетчика 2 на выходе дешифратора Ш |бора нижнего допуска 4 вновь появит ся . Так как длительность второго временного интервала находится в допуске, то установка первого счетчика 2 в нулевое состояние произойдет раньше, чем на него поступит количество импульсов, соответсвующее выходу этого временного интервала за верхний допуск и на выходе дешифратора выбора верхнего допуска 6 потенциал не изменится, следовательно, не изменится и выходной потенциал элемента И 15,управляющий четвертым триггером 16.Блок индикации 17 будет по-прежнему информировать НОРМА длительности временного интервала. Далее процесс измерения повторяется. Если длительность одного из временных интервалов импульсной последовательности на входе 18 устройства ниже допуска и имеет потенциал , в этом случае изменение потенциала с на О на входе 18 устройства произойдет раньше, чем импульсы эталонной частоты заполнят первый счетчик 2 до числа, соответствующего нижнему допуску временного интервала. Перепадом с на О переключится третий триггер 12, а переключения первого триггера 8 не произойдет, так как потенциал на выходе дешифратора выбора нижнего допуска 4 не изменится. На оба входа первого элемента ИЛИ 13 будут поданы потенциалы О , следовательно, на его выходе будет О и перепадом с на О на выходе элемента И 15 переключится четвертый триггер 16, с выхода которого в блок индикации 17 поступит команда НЕТ НОРМЫ. Если же временной интервал на входё 18 устройства имеет потенциал О, то не переключится второй триггер 9, а в момент окончания измеряемого временного интермаала на инверсном второго элемента.ИЛИ 14 появится , Следовательно, на его выходе будет О и перепадом с на О на выходе элемента И 15 переключится четвертый триггер 16, выДакиций в блок индикации 17 команду НЕТ НОРМЫ. Если же длительность одного из временых интервалов импульсной последовательности вьпие допуска, то в момент окончания этого интервала изменение потенциала на входе 18 устройства произойдет позже, чем импульсы эталонной частоты заполнят счетчик до исла, соответствующего превьпиению допуска измеряемого време нного интервала. В зависимости от заполняемого счетчика произойдет изменение выходного потенциала одного из дешифраторов 6 или 7 выбора верхнего допуска с 1 на О, При наличии потенциала О на одном из входов элемента И 15 произойдет изменение его выходного потенциала с 1 на О, переключающее четвертый триггер 16, с выхода которого в блок индикации 17 поступит команда НЕТ НОРМЫ.

Обеспечение непрерывного измерения и контроля непрерывной последовательности периодических временных интервалов, образованных прямоугольными импульсами и паузами между ними, путем независимой установки нижних и верхних допусков измеряемых временных интервалов и установки триггеров в исходное состояние по командам прохождения нижних допуской измеряемых интервалов повышает быстродействие и надеж- . ность работы, а также улучшает эксплуатационные качества устройства.

Формула изобретения

Устройство для измерения временных интервалов, содержащее генератор эталонной частоты, соединенный своим выходом со счетными входами первого и второго счетчикаимпульсов, три триггера, схему И и формирователь, о т. л и чающееся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия при измерении длительности непрерьшной последовательности прямоугольных импульсов и пауз между ними, в него

введены два дешифратора нижних пределов и два дешифратора верхних пределов, формирователь, две схемы ИЛИ,1 триггер, индикатор, причем вход устройства соединен с первыми входами . счетчиков, первые выходы которых со единены с входами дешифраторов нижних пределов, выходы которых соединены с 5 -входами первого и второго триггеров, а вторые выходы счетчиков соединены с входами соответствующих дешифраторов верхних пределов, выходы которых подключены к первым и вторым входам схемы И, два других входа которой соединены с одиночным выходом соответствующих схем ИЛИ, первый вход одной из них соединен с выходом третьего триггера, второй вход с выходом первого триггера и входом первого формирователя, выход которого связан с прямым входом второго триггера, а второй выход первого триггера соединен с прямым входом третьего триггера, первый вход второй схемы ИЛ соединен с выходом второго триггера и ВХОДО.М формирователя, выход которого соединен с прямым входом первого триггера, а второй вход второй схемы ИЛИ соединен с входом устройства, причем вход установки нуля соединен с R -входом первого и второго счетчика и R -вхдом каждого из четырех триггеров, второй вход четвертого триггера соединен с выходом схемы И, а - с входом индикатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР № 555375, кл. Q 04 F 10/04, 1977 (прототип).