Устройство для вычисления отношения временных интервалов Советский патент 1982 года по МПК G06G7/16 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в информационно-измерительных системах для построения специализированных вычислительных устройств с время-импульсной формой представления информации. Известно устройство для вычисления отношения временных интервалов, содержащее линию задержки, два элемента И, источник образцовой частоты, два счетчика импульсов, счетчик результата и схему сравнения кодов. В этом устройстве для вычисления отношения временных интервалов производит ся измерение отношения временных интервалов Т и TIJ, совпадающих во времени. Эти интервалы квантуются частотой Q генератора, выход которого соединен с вх& дами двух элементов И. Временной интервал Т поступает на вход первого элемента И, а T(j - через линию задержки на вход второго элемента И. В устройстве установлено два счетчика - первый ДЛЯ измерения интервала Т, второй Тл, выходы которых соединены со схемой сравнения. На счетчик результата измерения и вход установки вт;ррого счетчика поступают сигналы с выхода блока сравнения, формирующие сигналы в момент равенства чисел обоих счетчиков. Си . Недостатком этого устройства является низкая точность Ьычйсления отношения временных интервалов из-за квантования контролируемых интервалов только одной образцовой частотой импульсов и низкая функциональная возможность изза невозможности нахождения отношения временных интервалов, представленных одной импу льсной последовательностью, когда длительности импульсов соответствуют контролируемым интервалам. Кроме того, область применения этого устройства ограничена из-за необходимости подачи на второй вход временных интервалов большей длительности, чем- на первый вход. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для вычисления отнсяиения временных интервалов, содержащее два счетчика импульсов, выходы которых со единены с входами схемы сравнения кодов, а входы подключены к выходам двух элементов И. На входы первого элемента И Поступают сигналы от генератора эталонной частоты и вход времен ного интервала Т... На входы второго элемента И -.сигналы от генератора эта лонной частоты, вход временного да тер J вала Т( и, через инвертор, вход времен ного интервала Т. Выход схемь сравне ния кодов соединен с входом установки в исходное состояние второго счетчика импульсов и через элемент ИЛИ. со вхо дом счетчика результатов. При этом, второй вход элемента ИЛИ через одновибратор соедине1а с входом первого временного интервала Т. Таким образом, при поступлении на входы устройства одновременно интервалов Т-, (г Т происходит измерение интервала Т. ко в первом счетчике, а после окончания интервала Т в счетчик результата с помощью одновибратора заносится импульс, соответствующ{1й тому, что в ( уложился ровно один интервал X,. После этого количество oiw ношений определяется схемой сравнения кодов .в соответствии с оставшейся длительностью интервала Т,. Недостатком этого устройства явля-. ется низкая точность вычисления времен ных интервалов из-за использования для квантования обоих временных интервалов одаой И той же частоты квантования от опорного генератора. Кроме того, устройство Имеет низкую функциональную возможность и ограниченную область применения из-за невозможности его использования при несовпадении первого и второго временных интервалов во времени и при поступлении на два входа устройства ошой импульсной последовательности, длительность импульсов которой соответствует контролируемым временным интервалам, так как в счетчике результата будет записьшаться ложный один, импульс от одновифатора. Цель изобретения - повышение точности и расширение функциональных возможностей устройства за счет возможно ти вычисления отношения временных интервалйв, разнесенных во времени. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для вычисления отношения временных интервалов, содержащее генератор импульсов, два элемента И, первый элемент ИЛИ, первый одновибратор, два счетчика импульсов, счёт-, чик результата, схему сравнения кодов, входы которой подключены к информационным входам соответчзтгаенно первого и второго счетчиков импульсов, счетные входы которых подключены соответственно к выходам первого и второго элементов И, а выход схемы сравнения кодов подключен к входу установки нуля второго счетчика импульсов, выход генератора имг гльсов подключен к первому входу второго элемента И, вход первого одновибратора является первым входом устройства, а выход подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, введены третий элемент И, второй элемент ИЛИ, второй одновибратор, триггер и делитель частоты, вход которого подключен к выходу генератора импульсов, а выход делителя ; астоты подключен к первому входу первого элемента И, второй вход которого подключен к второму входу второго элемента И и к выходу второго элемента ИЛИ, третьи входы первого и второго элементов И подключены соответственно к прямому и инверсному выходам триггера, вход которого подключен к вььходу первого элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу второго одновибратора, вход которого является вторым входом устройства, первьШ и второй входы вгорого элемента ИЛИ соответственно подключены к входам первого и второго одновибраторов и соответственно к первому и второму входам третьего элемента И, выход которого подключен к установочному входу счетчика результата, инфсфмационный вход котсрого по/включен к выходу схемы сравнения кодов. На фиг. 1 показана блок-схема устройства для вычисления временных интервалов; на фиг. 2 - временная диаграмма его работы. Устройство для вычисления отношения временных интервалюв содержит генератф импульсов 1, выход которого соединен с входом делителя частоты 2, элементы И 3, 4 и 5, одновибраторы 6 и 7, элементы ИЛИ 8 и 9, триггер Ю, счетчшсн импульсов 11 и 12, схема фавненйя кодов 13 и счетчик результата 14. Входные шины Т и Тг соединены соответственно с входами одновибраторов б и 7, элемента ИЛИ 9 и элемента И 5. &ЛХОДЫ одновибраторов через элемент ИЛИ 8 соединены с входом триггера 10,

сфямой .и инверсный выходы которого соединены соответственно с третьими входами элементов ИЗ и 4. Вторые входы элементов И 3 и 4 соединены с выходом элемента ИЛИ 9, а первые - соответст- вход венйо с выходом делителя 2 и генератора импульсов. Выходы- элементов И 3 и 4 соответственно потислючены к входам счетчиков импупьсов 11 и 12, информационные выходы которых соединены с входами схемы сравнения кодов 13. Выход схемы сравнения кодов 13 соединен с входом счетчика результата 14 и со входом установки нуля второго счетчика импульсов 12, Выход элемента И 5 соединен с установочным входом счетчика результата 14. Устройство для вычисления отношения временных интервалов работает следующим образом.. Временные диаграммы (фиг. 2) показывают работу устройства при трех возможных случаях поступления на его вход временных интервалов T-i и Tj: временные интервалы поступают на вход устройства одновременно (фиг. 2а), временные интервалы следуют друг за другом (фиг. 26) и временные интервалы поступают только на один .вхоД (фиг. 2в При этом длительность временных ин- тервалов Т и Тп может иметь различные соотношения . T, Т и . Рассмотрим работу устройства в случае, если на его вход поступают одновременно временные инттервалы Т и Tij и длительность интервала Т Т. В момент поступления временных интервалов Т,, и Tij на вход устройства, на выходе третьего элемента И 5 формируется сигнал, устанавливающий счетчик результата в состояние, равное отно шению частот делителя частоты 2 и генератора 1-| (отношение выбирается в зависимости от требуемой тоадоста измерения интервалов Т и . может составлять любое число, например Ю, ЮО, 1ООО и т.д.). Триггер 10 находится в состоянии, при котором на его единичном выходе присутствует сигнал. Поэтому на вход первого счётчика импульсов 11 в течение периода времени первого временного интервала Т поступают импульсы с вь&хода делителя частоты 2 частотой Q. через первый элемент И 3. В момент оксичания интервала времени Т первый одновибратор 6 формирует импульс, который через первый элемент ИЛИ 8 .

поступает на вход триггера 1О и опрокидьюает его в состояние, при котором на нулевом выходе присутствует сигнал. При этом поступление импульсов ва первого счетчика импульсов прекра- щается и в нем фиксируется результат измерения интервала Т,, равный N а На вход второго счетчика импульсов 12 начинают поступать импульсы с выхода генератора импульсов 1 частотой Ьг. Количество импульсов, которое в«нкет поступать на вход второго счетчика импульсов 12 ,( В процессе пересчета импульсов вторым счетчиком импульсов 12, в момент равенства кодов чисел, записанных в счетчиках импульсов 11 и 12, на выходе схемы сравнения кодов 13 появляется сигнал, который устанавливает второй счетчик импульсов 12 к исходное состояние и, поступая на вход счетчика результата 14, изменяет его состояние, В момент окончания временного интервала Т, на выходе второго однрвибратора. 7 формируется импульс, который поступает через первый элемент ИЛИ 8 на вход триггера ДО, устанавливает его в состояние, при котором на единичном выходе присутствует сигнал. Одновременно исч&зает сигнал с выхода второго элемента ИЛИ 9 и на вход счетчиков импульсов 11 и 12 прекращается поступление сигналов. В счетчике результата 14 к этому моменту записано чиспо, равное отношению-. -- . (-) где первая составляющая вносится в счетчик результата 14 по входу предустановки, а вторая формируется в процессе из- мерения временного интервала (T( Т). Таким образом, в счетчике результата фиксируется число, равное отношению - с требуемой точностью. Если длительность временного интервала Т меныне длительности временного интервала Т ,v работа устройства происходит аналогично (фиг. 2а). При этом в счетчике результатов фиксируется число ..0-1 ( OI -l- lJ Рассмотрим работу устройства, если на его вход последовательно поступают временньзе интервалы Т и Т, причем Т 7 Т,{фиг. 26). В этом случае в момент появления временного интервала Т на вход первого счетчшш импульсов 1-1 начинают поо тупать импульсы частотой делителя 2 foQj.Hfl установочном входе счетчика результата 14 сигнал отсутствует. После окончания временного интервала Т первый одновйбратор 6 формирует сигнал, поступающий через первьй элемент ИЛИ 8 на вход триггера 10 и опрокидывающий его в состояние, при сигнал присутствует на его нулевом выходе В первом счетчике имЕ ульсов 11 записывается число . . vw- .; ; При появлении временного интервала Т, на вход второго счетчика импульсов 12 начинают поступать импульсы генератора импульсрв 1 частотой f(j через второй элемент И 4. Количество импульсов, котфое може поступить на вход второго счетчика импульсов 12, равно . - в процессе пересчета импульсов вторым счегчиксм ймпульсоё 12 в момент равенства кодов чисел, записанных в счетчиках импульсов 11 и 12, на выходе схемы сравнения кодов 13 появляет ся сигнал, который устанавливает второй счетчик импульсов 12 в исходное состояние и, поступая на вход счетчика результата 14, изменяет его состояние. В момент окончания временного интер.вала Т на выходе второго одновибра тора 7 формируется импульс, который,поступая через первый элемент ИЛИ 8 на кход триггера 10 устанавливает его в состояние, при котором на единичном выходе присутствует сигнал. Одновременно исчезает сигнал с выхода втброго элемента ИЛИ 9 и на входы счетчиков импульсов 11 и. 12 прекращается поступление сигналов. В счетчикерезультата 14 к этому моменту записано число oii.Tl Таким образом, в счетчике результата 14 фиксируется число, равное отноше- нию - с требуемой точностью. Аналогичным рбразом работает устройство в случае, если временные интер838валы Т и Ti. следуют один за другим через некоторьй интервал времени. При этом, в период окончанием интервала Т. и появлением интервала Т на вход второго счетчика импульсов 12 не поступают импульсы в связи с отсутствием сигнала на выходе второго элемента ИЛИ 9. Рассмотрим работу устройства при необходимости измерения отношения интервалов одной импульсной последовательности, например Т (фиг. 2в). В этом случае, при поступлении первого временного интервала Т на вход первого счетчика импульсов 11 поступают импульсы с делителя частоты gn. К моменту окончания первого импульса интервала Т в первом счетчике импульсов 11 записано число 01I 1V После окончания первого импульса . интервала Т на входе первого одновибратора 6 формируется импульс, который через первый алемен.т ИЛИ 8 поступает на вход триггера 10 и опроки)Щ.юает его в состояние, при котором на его нулевом выходе присутствует сигнал.Так как на выходе второго.элемента ИЛИ 9 сигнал отсутствую ет, то на вх:од второго счетчика импульсов 12 импульсы не поступают. В момент Появления второго импульса интервала Т, начинают поступать импульсы с выхода генератора импульсов 1 частотой р. Количество импульсов, которое может поступить на вход второго счетчика импульсов 12 равно В дальнейшем процесс измерения про-, исходит аналогично, а счетчик результата 14 фиксирует число м - W 0( Технико-экономический эффект от применения предлагаемого устройства заключается в использовании одного и того же стройства для решения различных задач, повышения точности Вычисления отношеия временньк интервалов и, как следстие этого, повьгшается достоверность распознавания сейсмоакустических сигналов, что приводит к сокращению длин ложнопрогнозируемых опасных зон, что позвояет повысить производительность добычых участков, сократить затраты на противовыбросные мероприятия и освободить рператсчзов от выделения сейсмоакустичесих сигналов на слух. &9 (Формула изобретения Устройство для вычисления отнощения временных интервалов, содержащее генератор импульсов, два элемента И, первый элемент ИЛИ, первый одновибратор, два счетчика импульсов, счетчик результата, схему сравнения кодов, входы которой подключены к (шформационным выходам соответственно первого и второго счетчиков импульсов, счетнще входы которых подключены соответственно к выходам первого и второго элементов И, а вьисод схемы сравнения кодов подключен к входу установки нуля второго счетчика импульсов, выход генератора импульсов подключен к первому вХоду второго элемента И, вход первого одновнбратора является первым входом устройства, а выход подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, отличающееся TeMj что с целью повышения точности и расш рения функциональных возможностей за счет возможности вычисления отношения временных интервалов, разнесенных во времени, в него введены третий элемент И, второй элемент ИЛИ, второй одновибратор, триггер и делитель частоты, вход KOTopQro подключен к выходу генёрато3ра импульсов, а выход делителя частоты, подключен к первому входу первого элемента И, второй вход которого подключен к второму входу второго элемента Инк выходу второго элемента ИЛИ, третьи входы первого и второго элементов И подключены соответственно к прямому и инверсному выходам триггера, вход которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу второго одновибратора, вход которого является вторым вхо- догЛ устройства, первый и второй входы второго элемента ИЛИ .соответственно подключены к входам первого и второго одновибраторов и соответственно к первому и второму входам третьето элемента И, вькод которого, подключен к установочному входу счетчика результата, информационный вход которого подключен к выходу схемы сравнения кодов.: Источника информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 579628, кл. G 06 7/161, 1976. 2.Авторское свидетельство СССР № 698006, кл. GiO6Gi 7/16, .1978 (прототип).

Ф«/г./

Фиг.2