Измеритель коротких интервалов времени Советский патент 1982 года по МПК G04F10/04 

(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ КОРОТКИХ ИНТЕРВАЛОВ ВРЕМЕНИ

Изобретение относится к из.мерительной технике, в частности к измерителям коротких интервалов времени.

-По основному, авт.св. 711537 известен измеритель, содержащий два дискриминатора уровней-напряжений, шесть триггеров, три счетчика импульсов, четыре элемента ИЛИ, кварцевый генератор, два элемента ИЛИНЕ и элемент задержки импульсов.

Однако данный измеритель не способен надежно производить измерение коротких временных интервалов при дребезге импульсов по переднему или заднему Фронтс1М.

Цель изобретения - повышение надежности измерения коротких временных интервалов при дребезге импульсов по переднему и заднему фронтам при условии, если длительность дребезга импульсов меньше длительности измеряемых импульсовi ,

Поставленная цель достигается тем, что в измеритель коротких интервалов времени, содержащий кварцевый генератор, выход которогх) подключен к первым входам первого, второго и третьего элементов ИЛИ, выходы которых соответственно подключены к счетным входам первого, второго и третьего

счетчиков импульсов, установочные входы которых подключены соответственно к ЕШЕХодам первого и второго элементов ИЛИ-НЕ и к входу шестого триггера, вход которого также под ключей к первым входам первого, третьего н четвертого, триггеров и к первому входу четвертого элемента ИЛИ, второй вход которого псщюпочен к выходу первого дискриминатора уровней напряжения, вход которого через второй дискрикшнатор уровней напряжения соединен с первым входом второго триггера, вторсЛ вход которого соединен с исходом четвертого элемента ИЛИ, першлй выход второго триггера подключен к второму входу третьего триггера, к первому входу пятого триггера и к первым входам.элементов ИЛИ-НЕ, а второй выход подключен к вторым входам первых двух элементов ИЛИ и через элемент задержки к второму входу пятого триггера, выход которого соединен с вторым входами элементов ИЛИ-НЕ, третий вход первого из которых соединен с выходом третьего триггера, с входом шестого триггера и с третьим входом первого элемента ИЛИ, третий вход второго элемента ИЛИ-НЕ соединен с вторым выходом третьего триггера и с третьим входом второго элемента ИЛИ, причем выход четвертого триггера подключен к четвертым входам первого и второго элементов ИЛИ и к вто рому входу третьего элемента ИЛИ, . (третий вход которого соединен с выхо дом первого триггера, а второй вход четвертого триггера подключен к выхо ду третьего счетчика импульсов, введ ны дополнительно два элемента задерж ки, инвертор и последовательно соединенные первый элемент И, счетчик импульсов и второй элемент И, выход которого подключен к дополнительному входу четвертого триггера, а второй вход - к второмй выходу второго триг гера и через первый дополнительный элемент задержки к установочному входу .дополнительного счетчика импульсов, выход которого через ИИвертор соединен с первым входом первого элемента И, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго элементов или, а выход четвертого триггера через второй дополнительный элемент задержки соединен с дополнительными входами первого и второго элементов ИЛИ-НЕ. На чертеже представлена функциональная схема измерителя коротких временных интервалов. Измеритель содержит дискриминаторы 1 и 2 уровней напряжения, кварцевый генератор 3, счетчики 4-7 импуль сов,, элементы ИЛИ 8-11, тригге|ал 1217, элементы ИЛИ-НЕ 18 и-19, элементы 20-22 задержки, элементы И 23 и 24, инвертор 25. На чертеже показаны -шина 26 Старт, входная шина 27, шина 28 Сброс, шины 29 и 30 управляющих входов, входная шина 31 Измерительработает следующим образом. При подаче на шину 28 единичного логического сигнала Сброс триггеры 12, 14, 15 и 17 устанавливаются в нулевое состояние непосредственно, а триггер 13 - через элемент ИЛИ 11, счетчик б обнуляется. Сигнал с второго выхода триггера 13 через элемент 20 задержки импульсов устанавливает триггер 16 также в нулевое состояние, и через элемент 21 задержки импульсов обнуляет счет чик 7. В результате на все входы элемента ИЛИ-НЕ 18 поступают нулевые логические сигналы, а следовательно на выходе элемента ИЖ-НЕ 18 будет .единичный логический сигнал, который обнуляет счетчик 4. Единичный логический сигнгш с вт рого выхода триггера 14 устанавлива ет на выходе элемента ИЛИ-НЕ 19 нулевой логичнский сигнал, в результа те чего счетчик 5 не обнуляется и его состояние неопределено. Измеритель находится в исходном состояний, и с шины 28 снимается сигнал. Все триггер 12-17 и счетчики 4, 6 и 7 обнулены, а состояние счетчика 5 неопределенно. На выходах счетчиков 6 и 7 присутствуют нулевые логические сигналы. Затем, или одновременно, на шину 31 измерителя подается единичный логический сигнал, разрешающий прохождение сигналов через элемент И 23. Измеритель готов к работе. При подаче на шину 26 измерителя сигнала Старт триггер 12 перебрасывается, разрешая прохождение импульсов с кварцевого генератора 3 через элемент ИЛИ 10 на вход счетчика 6. Начинается отсчет времени. При увеличении (по модулю) входного импульса, поступающего на шину 27, до порогового значения U срабатывает дискриминатор 1 и перебрасывает триггер 13 в единичное состояние. Сигнал с первого выходе, триггера 13 перебрасялвает триггер 16 также в единичное состояние. В результате срабатывания триггера 13 подаваЕвлийся ранее через элемент ИЛИ-НЕ 18 сигнал обнуления счетчика 4 снимается, и одновременно импульсы с выхода кварцевого генератора 3 через открывшийся элемент ИЛИ 8 начинают поступать на вход счетчика 4. Начинается отсчет интерваша времени Одновременно в результате срабатывания триггера 13 сигнал обнуления счетчика 7 с задержкой, равной задержке элемента 21, снимается, и импульсы с элемента ИЛИ 8 через элемент И 23 поступают на счетный вход счетчика 7. Начинается отсчет интервала времени tp счетчиком 7. . Емкость счетчика 7 выбирается таким образом, чтобы , где t - максимальный интервал времени, в течение которого входной импульс первышает уровень Ut, в интерисле колебаний в переднем фронте (в интервале дребезга); N-J - емкость счетчика 7; Т - период частоты кварцевого генератора 3; tj. - минимальная длительность измеряемого импульса. Естественно, что время переполнения счетчика 7 tp равно tp Сигнгш с выхода элемента ИЛИ 9 не препятствует прохождению импульсов через элемент И 23, так как на втором входе элемента ИЛИ 9 присутствует сигнсш логической единицы с второго выхода триггера 14, а следо вательно на выходе элемента ИЛИ 9 также единичный логический сигнал. При уменьшении (по модулю) входного импульса до значения Оц срабатывает дискриминатор 2 и возвращает триггер 13 в нулевое состояние, что приводит к перебросу триггера 14 в единичное состояние. Так как благодаря задержке элемен та 20 триггер 16 находится еще в еди ничном состоянии, то сигнал сброс с выхода элемента ИЛИ-НЕ 18 на установочный вход счетчика 4 не проходит Таким образом, наличие элемента 20 задержки и триггера 16 обеспечивают задержку единичного логического сигн ла иа входе элемента ИЛИ-НЕ 18 и не позволяют сигналу обнуления пройти на установочный вход счетчика 4 в интервале времени от момента возвращения триггера 13 в нулевое состояние до момента срабатывания триггера 14 . Возвращение триггера 13 в нулевое состояние приводит к запиранию элемента ИЛИ 8, в результате чего отсчет интервала времени tn счетчиком 4 прекращается. В счетчике 4 хранится информация, пропорциональная временному интервалу t, так как в данном случае . Одновременно воэвраицение триггера 13 в нулевое состояние приводит к об нулению счетчика 7 с задержкой, равней задержке элемента 21. Через интервал времени, равный времени задержки элемента 20, триггер 16 возвращается в нулевое состояние, в результате чего на всех входах элемента ИЛИ-НЕ 19 присутству ют нулевые логические сигналы, а на выходе - единичный. Это приводит к обнулению счетчика 5. При новом увеличении (по модулю) входного импульса на шине 27 измерителя до порогового значения Un снова срабатывает дискриминатор 1, пере брасывая триггер 13 в единичное coqтояние. Сигнал с первого выхода триг гера 13 перебрасывает триггер 16 так же в единичное состояние. Переброс триггера 13 в единичное состояние приводит к снятию сброса со счетчика 5, так как на выходе эле мента ИЛИ-НЕ 19 теперь устанавливает ся нулевой логический сигнал. Одновременно сигнал с второго ылхода триггера 13 открывает элемент ИЛИ 9, в результате чего счетчик 5 начинает отсчет интервала времени Элемент ИЛИ 8 закрыт единичным логическим сигналом с первого выхода триггера 14, благодаря.чему информация, записанная ранее в счетчике 4, .сохраняется. Переброс триггера 13 в единичное состояние приводит к снятию сигнала « обнуления со счетчика 7, в результате чего счетчик 7 начинает отсчет интервала tp , причем отсчет начинается с нуля. Счетные импульсы поступают на счетный вход .сметчика 7,через элемент И 23 с выхода элемента ИЛИ 9, при этом единичный логический сигнал на выходе элемента ИЛИ 8 не препятствует отсчету интервгша tp счетчиком 7. При уменьшении (по модулю) входного импульса до порогового значения и дискриминатор 2 срабатывает и череэ элемент ИЛИ 11 возвращает триггер 13 в нулевое состояние, что, как уже ясно из - казанного, приводит к остановке отсчета интервала t, |счетчиком 5 и обнулению счетчиков 4 и 7. В счетчике 5 хранится информация, пропорциональная интервалу;.. Т.е. в данном случае t t . Сигнал с.первого выхода триггера.13 возвращает триггер 14 в нулевое состояние и с задержкой, равной задержке элемента 20, устанавливает триггер 16 также в нулевое состояние. Таким образом, наличие триггера 16 и элемента 20 задержки импульсов также, как и в предыдущем случае, обеспечивает задержку единичного логического сигнала на входе теперь уже элемента ИЛИ-НЕ 19 и не позволяет сигналу обнуления пройти на установочный вход счетчика 5 в интервале времени от момента возвращения триггера 13 в нулевое состояние до момента срабатывания триггера 14. При новом увеличении входного импульса до значения Uf, срабатывает дискриминатор 1 и перебрасывает триггер 13 в единичное состояние. Сигнал с первого выхода триггера 13 блокирует сигнал сброса на счетчики 4 и 5 и перебрасывает триггер 16 в единичное состояние. Нулевой логический сигнгш с второго выхода триггера 13 снимает сигнал обнуления СО счетчика 7 и открывает элемент ИЛИ 8, в результате чего счетчик 4 начинает отсчет интервала Ц, а счетчик 7 - интервала tp, причем отсчет этих интервалов начинается с нуля. Через интервсш времени tp счетчик 7 переполняется и единичным логическим сигналом со своего выхода через инвертор 25 закрывает элемент И 23, в результате чего счет импульсов кварцевого генератора 3 счетчиком 7 прекращается. Единичный логический сигнал с выхода счетчика 7, поступая на первый вход элемента И 24, не препятствует прохождению единичных логических сигналов со второго выхода триггера 13.

При уменьшении (по модулю) импульса до значения Uf, срабатывает дискриминатор 2 и возвращает триггер 13 в нулевое состояние, благодаря чемУ триггер 14 перебрасывается в единичное состояние.

Единичный логический сигнал с второго выхода триггера 13 устанавливает на выходе элемента И 24 единичный логический сигнал, в.результате чего триггер 15 перебрасывается ,в единичное состояние и, закрывая элементы 8 и 9, останавливает счетчик 4, в котором хранится информация, пропорциональная и1нтервалу времени t .

Через время,, равное времеин задержки элемента 21, счетчик 7 обнуляется. Таким образом, элемент 21 задержки импульсов служит для надежного сраба1ывания триггера 15. Возвращение триггера 13 в нулевде состояние вызывает переброс триггера 14 в единичное состояние.

Через время, равное времени задержки элемента 20, триггер 16 возвратается в нулевое состояние, в результате чего возникающий на выходе элемента И-НВ 19 единичный логический ситнёш обнуляет счетчик 5.

Через время, определяемое кой элемента 22, единичный логический сигнал с выхода триггера 15 блокируе поступление сигнгшов обнуления яа счетчики 4 и 5 с выходов элементов И-НЕ 18 и 1Э. Благодаря этому при наличии дребезга на заднем фррите t импульса сигнал обнуления не может пройти на установочные входяы счетчиков 4 и 5. На этом процесс измерения заканчивается.

Таким образом, счетчики 5 и 6 попеременно считают интервалы ;в течение которых входной импульс превышает пороговое значение- 1% . Поэтому, если в щ)оцессе приведший измерителя в исходное состояние на шин 31 подают сигнал логического нуля,то элемент И 23 окажется закрытым и

счетчик 7 в процессе работы переполниться не сможет. Поэтому счетчик 5 измеряет интервгш времени t, т.е. измеряется последний инггервал времени дребезга на заднем фронте импульса. Затем после переполнения счетчика 6 единичный логический сигнал с его выхода перебрасывает триггер 15 в единичное состояние, и происходит остановка измерителя аналогично описанному.

Таким, образом, предлагаемой измеритель, по сравнению с известным, позволяет надежно производить измерение коротких временных интервгшов при пре&езге импульсов.

Формула изобретения

Измеритель коротких интервалов времени по авт.св. 711537, о т личающийся тем, что, с целью повьваения надежности, в него дополнительно введены два элемента задержки, инвертор и последовательно соединенные перк1й элемент и, счетчик импульсов и второй элемент И, выход которого подключен к дополнительному входу четвертого триггера, а второй вход - к второ выходу второго триггера и через первый дополнительный элемент задержки к устаиовочному входу дополнительного счетчика импульсов, выход которого через инвертор соединен с первым входом первого элемента И, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго элементов ИЛИ, а выход четвертого триггера через второй дополнительный элемент задержки соединен с дополнительными входами первого И второго элементов ИЛИ-НЕ.

Источники информации, приняпае во внимание при экспертизе j

1. Авторское свидетельство СССР 711537, кл. G 04 F 10/04, 1977.