Цифровой измеритель отношения временных интервалов Советский патент 1982 года по МПК G04F10/04 

(54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ОТНОШЕНИЯ ВРЕМЕННЫХ

. Iг- -

Изобретение относится к цифровой измерительной технике и может быть .нсг пользовано как в качестве автономного прибора, так и в качестве устройства, встраиваемого в щяфсрмационно- измеритепьные системьи

Известен цифровой измеритёйь отношения ременных интервалов, использующий метод деления двух числоимпульсных .ко- дов, содержащий измеритель временных ишервапов, счетчик первого иьггервапа, утфавляемый делитель частоты, счётчик результирующих импульсов fl.

Ущ авляемый делитель частоты выпол;нен на базе вычитающего счетчика с клапанами перезаписи кодов

Определение отношения временных И1атервалов в этом устройстве осуществляет- , ся в процессе измерения второхчэ цремен нрго интервала fl.

Недостатком устройства является сравнетельно невысокое быстродействие, обусловленное необходимостью мцдгократного повтсфнсяю выполнения операции деления

ИНТЕРВАЛСе

в течение последующих вторых временных иигервалов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является цифровой измеритель отношения временных интерва- лов, содержащий измеритель 1 емеш1ых -интервалов, один из измерительных выходов которого подключен к счетному входу счетчика первого интервала, кодовый выход которого связан с управляющим вхон

to дом управляемого делителя частоты, реверсиВный счетчик, счетчик результирующих импульсов. Управляемый ;делитель в известном устройстве выполнен на базе счетчика со схемой сравнения. Ощзеде15ление отношения временных интервалов в устройстве осуществляется после окончания измерения временных интервалов 2.

Недостатком известного устройств а является сравнительно невысокое быстро20действие, обусловленное тем, что время/ выполнения операции деления пропорционально длительностиВторого временного интервала. 36 Цель изобретения - повышение быстр действия устройства. Поставленная цель достигается тем. что в устройство, содержащее блок измерения временных интервалов, первый выход которого подключен к счетному вх ду счетчика первого интервала, кодовый выход которого связан с управляющим входом управляемого делителя частоты, реверсивный счетчик, первый счетчик результирующих импульсов, введены делитель частоты, два переключателя, вто рой счетчик результирующих импульсов, формирователь импульсов и элемент загф та, причем второй выход блока измерени временных интервалов соединен с первым входом первого переключателя, соединен с. первым счетным входом ущэавляеМого делителя частоты и с входом делителя частоты, выход которого соединен со вторым входом первого. переключателя, Выходы которого соединены один - с суммирующим, другой - с вычитающим входами реверсивного счетчика, выход последнего разряда которого подключен к управляющему входу блока измерения временных интервалов, управляющий выход которого соединен непосредственно с управляющими входами обоих пер еключателей и первым входом элемента запр та и через форм фователь импульсов с установочными входами делителя частоты и управляемого делителя частоты, выход которого подключен ко входу Второго переключателя и BTOpoi iy входу элемента запрета. Выход которого соединен с установочным входом реверсив ного счетчика, выходы второго переклк чателя подключенв к счетным входам счетчиков результирующих импульсов. На фиг. 1 1федставлена структурная схема пифрового измерителя отношения временных интервалов; на фиг. 2 - j eменные диаграммы, поясняющие его работу. Устройство содержит блок 1 измерения временных интервалов, один из измерительных выходов которого подключен к счетному входу счетчика 2 первого интервала, кодовый выход которого связан с угфавляющим входом управляемого делителя 3 частоты, реверсивный счетчик 4, первый счетчик 5 результирующих импульсов, делитель 6 частоты, первый переключатель 7 и второй переключатель 8, второй счетчик 9 результирующих импульсов, формирователь 1О импульсов и элемент 11 запрета. Входы 14 первого переключателя 7 импульсов, один непосредственно, а другой - через делйтель 6 частоты соединены со вторым выходом блока 1 измерения временных интервалов и счетньгм входом у1фавляемого делителя 3 частоты Один из выходов первого переключателя 7 соединен с cyммfфyющим, а другой - с вьяитающим входом реверсивного счетчика 4, импульсный вход переполнения которого подключен к у15)авляющему входу блока измерения ременных интервалов, а установочный вход .через элемент 11 залрета связан с выходом у11равляемого делится 3 частоты и входом второго переключателя 8, один из выходов которого подключен к входу первогб счетчика 5, а другой - к входу второго счетчика 9 результирующих импульсов. У1фавляющий выход блока 1 соедииеи с у1фавляющими входами первого переключателя 7, второго переключателя 8 и элемента 11 запрета, а через формирователь 10 импульсов связан с установочными вхонами управляемого делителя 3 частоты и делителя 6 частоты. Индексами 12 и 13 обозначены входы блока I измерения временных интервалов, на котчрые подаются соответственно первый Xf и второй Тг временные интервальи ИндексаМИ 14 и 15 обозначены выходы устройства, на которые выводятся соответственно старщие и младшие разряды числа, хфедставляющего результат измерения. На фиг. 2 обозначено команда 01 Запуск, сигнал d на входе 12; сиГнал на входе 13; 2. образцовая частота изменение состояния д счетчика 2; И образцовая частота;f02. импульсы. : Ж на выходе управляемого делителя 3; изменение состоянии первого счетчика 5 результирующих импульсов; изменение состояния ц, реверсивного счетчика 4; сигнал К на управляющем выходе измерителя 1; импульс Л на выходе ф мир6вателя 1О; импульсы ДА на вычитающем входе реверсивного счетчика 4; иаменения состояния н- второго счетчика 9 результируь ющих импульсов; импульс п на импульсном выходе переполнения реверсивного счетчика 4.. Устройство работает следующим образом. По команде Запуск на ухфавляющем выходе блока 1 формщзуется сигнал, по которому выход у1фавпяемого делителя 3 через переключатель 8 подключается к счетному входу счетчика 5 и через эле мент 11 запрета - к установочному входу реверсивного счетчика 4, второй измернг тельный выход блока 1 через переклю чатепь 7 подключается к суммщзующему входу реверсивного счетчика 4. После этого блок 1 начинает измерят первый временной Т , подан ЕЫй на вход 12. При этом с первого из Мерительного выхода блока 1 на вход счетчика 2 поступают импульсы образ цовой частоты fo . Сигнал с кодового выхода счетчика 2 поступает на управ ляювшй вход управляемого делителя 3 и устанавливает в нем коэффициент деления равный числу, фиксируемому в счетчике 2, По окончании временного интервала Т в счетчике 2 фиксируется числа . NJ -fo( Соответственно коэффициент деления управляемого делгегеля 3 становится рав ным М . По окончании измерения временного интервала Т начинается измерение вто рого временного интервала Т.2. поданно го на. ьход 13 блока 1 временных интер валов. При этом со второго измерительного выхода последнего на счетный вход ухфавляемого делителя 3 и на вход де Лителя 6 Поступают импульсы другой обраэдовой частоты Q выбранной для заполнения второго временного интервала Tj.. Одновременно импульсы этой зке частоты через переключатель 7 поступают на суммирующий вход реверсивного счетчика 4. Пусть с момента начала второго временнсяго интервала Т на втором изме.рительном выходе блока 1 образуется Hf импульсов. При этом в счетчике 4 .фиксируется код числа N.f , а на выходе у1Ч авляемого делителя 3 появляется импульс. Этот импульс через переключатель 8 поступает в счетчик 5 и через элемент 11 за1фета - на установочный вход реверсивного счетчика 4. В счет чике 5 фиксируется число, равное одной единице счета, а счетчик 4 ycтaнaвлв вается в исходное нулевое состояние. При прохождении следующих N/f импульсов образцовой частоты J. счетчике 5 фиксируется число, равное Двум единицам счета, а реверсивный счетчик 4 вновь устанавливается в исходное нулевое состояние. За временной интервал 1 на втором измерительном вь1ходе блока 1 образуется Ыд импульсов, равное .Ti Допустим теперь, что за первый отрезок Т2 временного интервала Та образуется такое количество Мд - foa a импульсов обрает овой частоты, что по окончании этого отрезка времени в счетчике 5 фиксируется число N , равное Ml а счетчик 4 вновь устанавливается в исходное нулевое состояние. При этом за остальной отрезок Т временного интервала Т образуется N-i - импуль- сов офазцовой частоты меньшее, чем число К1/| , соответствующее коэффициенту Деления управляемого делителя 3. Тогда, по окончании второго ременного интервала Т, число в счетчике 5 не изменяется и остается равным Nj , а в счетчике 4 фиксируется число Мд По команде конца измерения второго временного интервала To-i форм|фуемой блоком 1, на его управляющем выходе образуется сигнал, по которому выход угфавляемого делителя 3 через переключатель 8 подключается к счетному входу счетчика 9, а выход делителя 6 через переключатель 7 подключается к вычитающему входу реверсивного счетчика 4. Одновременно по этому сигналу элемент 11 запрета блокируется, а формирователь 1О фшсс1Ч)ует импульс, который устанавливает в нулевое исходное состояние счетные элементы управляемого делителя 3и делителя 6. На второй измерительный вход блока 1 по-тфежнему продолжают поступать импульсы образцовой частоты Q4. При этом на выходе делителя 6, а следовательно, и на вычитающем входе реверсивного счетчика 4 образуется последовательность имщульсов с частотой oi / где К - коэффициент деления делителя 6, равный коэффициенту пересче-j|; та счетчика 9. , интервал времени Т« , равный т К м -W вычитающий вход реверсивного счетчвка 4поступит Ni импульсов и на выходе последнего разряда счетчика 4 появлявт- ся сигнал переполнения, который поступает на управляющий вхсщ блока 1 и пере водит его в состояние, ара коггором тфе кращается фсрмврование импульсов образцовой частоты io2« За, интервал времени Т, на вход сч чика 9 результирующих импульсов с выхода управляемого делителя 3 поступает Nt импульсов, равное Выражение для N с учетом (4) принимает вид: Ni.K.TКодчисла N; на выходе 14 счетчика 5 соответствует старшим разрядам а код числа на выходе 15 счетчика 9 соответствует младшим разрядам резуль та измерения, т.е. вес единицы счета счетчика 5 равен коэффидиекпу К пересчета счетчика 9. Таким образом, резул т&том измерения является число , .,t6 N K-Wa4-Nj с учетом выражений (1) (3)§и (5/ выражение (б) Принимает вид; М-.,(,. Из последнего выражения видно, что результат измерения пропорционален отношению временных интервалов. Затраты времени, необходимые на выполнение операции деления после окончания второг временного интервала, определяются вь ражением (4) и пропорциональны длител ности части этого временного интервала. Предлагаемое устройство выгодно отли- чается от известного, так как поаволяет при сохранении той же точности сократить время, необходимое на выпопненне операции деления после окончания BTOptv. го временного интервала и тем самым повысить быстродействие измерителей отношения временных интервалов. Формула изобретения Цифровой измеритель отношения временньис интервалов, содержащий блок измерения временньис интервалов, первый выход которого подключен к счетному входу счетчика первого И1гг ервала, кодовый выход которого связан с у1фавляющим входом управляемого делителя частоты, реверсивный счетчик, первый счетчик результирующих импульсов, о т л и ч а iQ щ и и с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введены делитель частоты, два пе реключателя, счетчик результ1фующих импульсов, формирователь импульсов и элемент, зафета, лричем второй выход блока измерения временных интервалов соединен с первым входом первого переключателя и со счетным входом управляемого делителя частоты и с входом делителя частоты, выход которого соединен с вторым входом первого переключателя, выходы которого соединещ 1 один- с суммирующим, другой - с вычитающим входами реверсивного счетчика, выход последнего разряда которого подключен к управляющему входу блока измерения временных интервалов, управляющий выход которого соединен непосредственно с управляющими входами обоих переключателей и первым входом элемента, за1рета и через формирователь импульсов с установочными входами делителя частоты неуправляемого делителя частоты, выход которого подключен к входу второгч переключателя и второму входу элемента , выход которого соединен с установочным входом реверсивного счетчика, выходы второго переключатели подключены к счетным входам счетчиков результирующих импульсов. Источники информации, 1ц инягые во внимание при экспертизе 1,Авторское сввдетельство СССР № 523384, кл. Q 04 F 10/04, 1975. 2.Ивашев Р. А. Цифровые иамерителн огнсниення временных интервалов. Труды ВНИИЭП Методы рассчета и конструирования средств электроизмерительной техники, 1977, с. 16, 17.

V

12

;j