Цифровой измеритель средней длительности Советский патент 1981 года по МПК G04F10/04 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в устройствах обработки инфор мации. Известен измеритель средней длительности ряда временных интервалов предназначенный для анашиза статисти ческих данных, представленных времен ными интервалами I. Однако этот измеритель обладает высокой погрешностью измерения. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является цифровой измеритель средней длитель ности ряда временных интервешов, со держащий счетчик cyMNttJ, вентиль, триггер среднего, блок управления и генератор эталонной частоты 2. Однако известное устройство позволяет получить среднее значение только двух временных интервашов, что при флуктуации временных интервалов около истинного значения боль ше чем на один дискрет приводит к значительным ошибкам. Цель изобретения - повьанение точ ности измерения среднего значения временных интервалов. Поставленная цель достигается те что в цифровой измеритель средней длительности ряда временных интервалов, содержащий счетчик суммы, резистор суммы, вентиль, триггер среднего, блок управления и генератор эталонной частоты, выход которого соединен с первым входом вентиля, а выходы счетчика сумии подключены ко входам резистора суммыt управляющий вход которого соединен с первым выходом блока управления, второй выход которого подключен к первому входу счетчика суммы, введены счетчик суммы циклов, счетчик текущего, резистор текущего, счетчик .времени, сумматор, элемент сравнения кодов и элемент 2И-ИЛИ, первый вход которого соединен с третьим выходом блока управления, второй вход соединен с выходом первого разряда регистра текущего, третий вход соединен с выходом младшего разряда второй группы выходов регистра суммы и четвертый вход сое-, динен с четвертым выходом блока управления, при этом выход элемента 2И-ИЛИ подключен к первому входу сумматора, второй вход которого соединен с выходом младшего разряда первой группы выходов регистра суммы, а выход сумматора соединен со входом последовательного ввода .регистра суммы, выходы второй группы регистра суммы подключены к первой группе входов элемента сравнения кодов, вторая группа входов элемент сравнения кодов соединена с выходами счетчика времени, а выход элемен та сравнения кодов подключен ко вхо ду установки в О триггера среднего, причем выход вентиля соединен с тактовыми входами счетчика суммы и счетчика текущего, выход генерато ра эталонной частоты подключен к пе вому входу блока управления и такто вому входу счетчика времени, .пятый выход блока управления соединен с счетчика входом установки в времени, счетчика текущего и входом установки в триггера среднего шестой выход блока управления подкл чен к управляющему и первому тактовому входу регистра текущего, седьмой выход - к тактовому входу регистра суммы и второму тактовому входу регистра текущего, а восьмой вьоход - к тактовому входу счетчика циклов, выход которого соединен со вторым выходом блока управления и выходы счетчика текущего подключены к информационным входам регистра те кущего. На чертеже изображена функционал ная схема устройства. Цифровой измеритель средней длительности ряда временных интервалов содержит вентиль 1, счетчик 2 сумквл регистр 3 суммы, генератор 4 эталон ной частоты, блок 5 управления, сче чик 6 циклов, счетчик 7 текущего, регистр 8 текущего, элемент 9 2И-ИЛ сумматор 10, элемент 11 сравнения кодов, счетчик 12 времени, триггер 13 среднего. Цифровой измеритель средней длительности ряда временных интервалов работает следующим образом. Перед началом работы по сигналу от блока 5 управления все элементы устройства устанавливаются в исходное состояние. Входной импульс, длительность ко торого определяет измеряемый временной интервал, открывает вентиль 1 и счетчик 2 суммы подсчитывает число импульсов генератора 4 эталон ной частоты в течение времени действия входного импульса. С приходом втррого и последующих входных импульсов процесс повторяется в теченн е п циклов, где п - число входных И1в1ульсов, которое определяется количеством -слагаемых, необходимым и достаточным для вычисления с заданной точностью среднего значения временного интервала, флуктуирующег около истинного значения. Через п циклов, подсчет которых ведет счетчик б циклов полученная сумма v где а- - код длительности измеряемого временного-интервала, переписывается по сигналу от блока 5 управления из счетчика 2 суммы в регистр 3 суммы, затем счетчик 2 суммы обнуляется и в следующих п-циклах подсчет суммы повторяется. Одновременно с накоплением суммы производится вычисление среднего временного интервала в каждом цикле. Исходной информацией для. этого служит код суммы 2 измеряемых временных интервалов, полученный в предыдущих п циклах и записанный в регистр 3 суммы. В каждом цикле количество импульсов генератора эталонной частоты, соответствующее длительности входного импульса с выхода вентиля 1 поступает на счетчик 7 текущего и подсчитывается им. В течение времени между двумя соседними входными импульсами по сигналам от блока 5 управления производится подсчет значения среднего временного интервала в приведенной ниже последовательности. Параллельный код а измеряемого временного интервала переписывается из счетчика 7 текущего в регистр 8 текущего, после чего счетчик 7 текущего обнуляется. Затем производится одновременный сдвиг содержимого регистра 3 суммы и суммирование на сумматоре 10 кода младшего разряда первой группы разрядов регистра 3 суммы, где хранится дробная часть кода среднего временного интервала и дополнительного кода младшего разряда второй группы разрядов регистра 3 суммы, где хранится код целой части среднего временного интервала e.(f, г результат вычисления записывается в стагхйий разряд регистра 3 суммы. К концу операции сдвига в регистре 3 суммы будет записан код разности между суммой измеряе1иых временных интервалов за п предыдущих циклов и кодом временного интерг вала, полученного в предыдущем цикле. Затем происходит сдвиг нового содержимого регистра 3 суммы и содержимого регистра 8 текущего с одновременным суммированием кода младшего разряда первой группы разрядов ре- . гистра 3 суммы с кодом младшего разряда регистра 8 текущего, результат последовательно записывается в регистр 3 суммы. К концу операции сдвига в регистре 3 суммы получается код в соответствии с формулой. i - Х. СР. i-1 i в следующем цикле при равенстве кодов во второй группе разрядов регистра 3 суммы и в счетчике 12 времени, который начинает считать от переднего фронта выходного импульса, с элемента 11 сравнения кодов подае ся сигнал установки в триггера 13 среднего,предварительно передним фро установленного в том входного сигнала,таким образом входную клемму выдается импульс, длительность которого соответствует длительности среднего временного интервала. Введение счетчика циклов, счетчи ка текущего, регистра текущего, эле мента сравнения кодов, счетчика вре мени, триггера среднего, сумматора, элемента 2И-ИЛИ и соединение назван ных элементов с остальными блоками в соответствии с вышеизложенным позволит повысить точность измерения среднего значения временных интервалов в п/2 раз, где п - количество слагаемых за счет уменьшения рассея ния среднего значения временных интервалов около истинного значения по сравнению с рассеянием измеряемы интервалов, путем увеличения объема выборки. Формула изобретения Цифровой измеритель средней длительности ряда временных интервалов содержащий счетчик суммы, регистр суммьзг вентиль, триггер среднего, блок управления и генератор эталонной частоты, выход которого соединен с первым вхсздом вентиля, а выходы счетчика суммы подключены ко входам регистра суммы, управляющий .вход которого соединен с первым выходом блока управления, второй выход блока управления подключен к первому входу счетчика суммы, о тличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения средней длительности ряда временных интервалов, в него введены счетчик циклов, счетчик текущего, регистр текущего, счетчик времени, сумматор элемент сравнения кодов и элемент 2И-ИЛИ, первый вход которого соединен с третьим выходом блока управлення, второй вход соединен с выходом первого разряда регистра текущего, третий вход соединен с выходом младшего разряда второй группы выходов регистра суммы и четвертый вход соединен с четвертым выходом блока управления, при этом выход элемента 2И-ИЛИ подключен к первому входу сумматора, второй вход которого соединен с выходом младшего разряда первой группы выходов.регистра суммы, а выход сумматора соединен со входом последовательного ввода регистра суммы, выходы второй группы которых подключены к первой группе входов элемента сравнения кодов, вторая группа входов которого соединена с выходами счетчика времени, выход элемента сравнения кодов подключен ко входу установки в триггера среднего, пр-ичем выход вентиля соединен с тактовыми входами счетчика суммы и счетчика текущего, выход генератора эталонной частоты подключен к первому входу блока управления и тактовому входу счетчика времени, пятый выход блока управления соединен с входом установки в VO счетчика времени, счетчика текущего и входом установки в триггера среднего, шестой выход блока управления подключен к управляющему и первому тактовому входу регистра текхтцего, седьмой выход подключен к тактовому входу регистра суммы и второму тактовому входу регистра текущего, а восьмой выход подключен к тактовому входу счетчика циклов, выход которого соединен со вторым входом блока управления и выходы счетчика текущего подключены к информационным входам регистра текущего. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 533905, кл. G 04 F 10/04, 1976. 2.Авторское свидетельство СССР № 676971, кл. G 04 F 10/04, 1979.