Устройство для измерения интервалов между центрами импульсов Советский патент 1982 года по МПК G04F10/04 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИНТЕРВАЛОВ МЕЖДУ ЦЕНТРАМИ ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относятся к измеритель ной технике и может быть использовано в автоматических измерителях параметр импульсных последовательностей. Известно устройство для иотлерения временного интервала между сжмметрич ными импульсами, содержащее задающий генератор, делитель частоты, схему 2И-ЗИЛИ и счетчик l . Однако это устройство не позволяет расстояние мекду центрами импульсов, поступающих по разным входам. Наибопее близким к предлагаемому по технической сущности является изм роаггепь интервалов между середешамн импульсов, который содериогг задакнцнй генератор, делитель частоты, выходе подключенный непосредственно и через целитель частоты на два к переым входам схемы 2И-ИЛИ, счетчики и дифференцирующие блоки 2 . Однако это устройство обладает недостаточной надежностью, так как теряет работоспособность щш совпадении передних фронтов измеряемых импульсов. Кроме того, функциональные возмох&ности этого измерителя ограничены, поскольку ок непригоден для измерений в автоматическом режиме, т,е. ие поэволяет получать текущее значение дшггвпьностя ийтервала между пентрама импульсов и производить счвтывавве кода, соответствующего измеренному интервалу в прсшзвопьный момевт времени. Цель изобретения - расошренве фунхцдоняльных возможностей ухлройства за счет возможности работапга в щирокс диапазоне временных сдвигав между перефшми фровтами измеряемых вмпуш сов, а также автоматязвовв процесса измерений. Поставленная цепь дехлягаегся тем, что в устройство для измерения внтерва лов середвнамк имоутхьсов, содефисащее задающий генератор, выход которого jmpfsnxneB. непосредственно к 3& первому входу элемента 2И-ИЛИ и через делитель частоты на два к его второму входу, два счетчика, первый и второй блоки дифференцирования, входы ксь. торых соединены соответственно с первым и вторым входами устройства, допогаштепьно введены элемент , элемент И, тригг, дешифратор и элемент задержки, причем выход дешифратора соединен с первым входом триггера, ко второму входу которого через элемент задержки подключен выход перВО1Ч) блока дифференцирования и установочный вход первого счетчика, выход триггера соединен с первым входом элемента И, второй вход которого подключен к выходу элемента 2И-ИЛИ, а . выход - к счетному входу первого счетчика, первый и второй входы дополнительного элемента 2И-ИЛИ соединены соответственно с выходом задающегчэ генератора и выходом делителя частоты на два, третий и четвертый ш версный входы дополнительного элемента 2И-ИЛИ объединены и подключены к второму входу устройства, выход допошштельного элемента 2И-ИЛИ соединены со счетным входом второго счетчика, установочный fexoд которогч) подключен к выходу второго блока дифференцирования, а выходьт к входам дешифратора, третий вхрд и четвертый инверсный вход основного элемента 2И-ИЛИ объединены и подключены к первому входу устройства. Кроме того, в устройство введен регистр памяти, инфqpмaIШcшныe входы которого соединены с выходами первого счетчика, а управляющий вход подключен к выходу дешифратора. На 4иг. 1 изображена фуяюдаональная схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, характеризующие работу устройства. Устройство для измерения интервалов между центрами импутшсов содержит задающий reHepaTqp 1 делзаргель 2 часто ты на два, блоки 3 и 4 дифференцирования, элементы 5 и 6 2И-ЛЛИ, триггер 7, элемент 8 И-, счетчики 9 и 10, деши4чрвтсф 11 регистр 12 памяти и элемент 13 задержки. Цервый вход 14 и второй вход 15 устройства. Работа устройства описана для случа 1Т О, т.е. для случая, когда время (зддержки элемента 13 задержки равно нупю,. На первый 14 вход устройства в -fc (фиг. 2d ) подается сигнал длительностью Т ,. На вход 15 устройства в момент времени -ti (фнг.2 6 подается второй сигнал длительностью tTi . Задающий генератор вырабатывает непрерьгоную последовательность импугоьсов с периодом TJ LПервый входной сигнал поступает на вход блока 3 дифференцирования, а также на третий и четвертый входы элемента 5, причем на четвертом входе сигнал инвертируется. Передний фронт первого входного сигнала, выделяемый блоком 3 устанавливает в начальное состояние счетчик 9 и триггер 7 в состояние лопаческой , тем самым дает разрешение на прохождение через элемент 8 И сигнала с выхода элемента 5 2И-ИЛИ на счетный вход первого счетчика 9. Так как первый входиой сигнал подан на третий вход элемента 5 2И-ИЛИ, то на его выход проходит частота с выхода делителя на два 2, подаваемая на второй вход элемента 5. Таким образом, все время существования первого входного сигнала, т.е. Tl счетчик заполняется импуттьсами, следукядими с периодом SLTja. После окончания первого входного сигнала заполнение первого счетчика 9 продолжается импульсами, подаваемыми непосредственно с выхода задающего генератора 1, так как элемент 5 2И-ИЛИ закрывается по третьему входу и открывается по четвертому ьходу. Заполневяе счетчика 9 продолжается до поступления сигнала на сброс триггера 7 с выхода деши«}5 атора 11. Этот же сигнал своим задним фронтом производит перегогсь кода NI счетчика в момент его остановки в регистр i 2. Допусггим, что установка травггера 7 в О и соответственно закрьггие элемента 8, т.е. прекращение поступления импульсов на счетный вход первого 9 счетчика прсжзоошо в момент t-j (4иг. 2О). Тогда число, в первом 9 счетчике может быть ояредеяеяо из следующего вьфаC . -TI где Ыцщц - начальный код в первом счетчике. Второй входной сигнал, подаваемый на второй вход 15 устройства, поступаег на вход блока 4 дифференцирования, а также на третий, и четвертый входы элемента 6, причем поступая на четвертый вход, сигнал инвертируется. По переднексу фронту второго входного сигнала, получаемого с выхода блока 4 производится установка начального состояния , второго счетчика 1О и он начинает заполняться импульсами с выхода элемента 6 2И-ИЛИ. Все ър&ля существования второго входного сигаала эти импульсы следуют с периодся 2. так как на третий и второй входы элем та 6 2И-ИЛИ поступают , открьгоаюише сигналы, а после оксжчания второго входного сигнала с периодом f ,, так как открывающие сигналы на четвертом и первом входах элемента 6 2И-ИЛИ. Если предположить, что сигнал на выхо де дешифратора 11 по1галяется в момент ti и соответствует состоянию второго 10 счетчика, равному Ыд(«, то момент Ьэ, ((|мг. 2(Г) определяется из следующего выражения нам 2. 2Т,.Лзг 1 Подставляя вьфажение (2) в(1У, полупим, что состояние первого счетчика 9 в момент -t будет равно на.н |-/т7.. Сг 1 Т iVV V N-M -N ,„ ,(tu )-(ii- т t-a-t, -VMI HQV 2 V Тз7 есть моменты времени, соотвеггствукядие центру соответственно первсяч к второго входного сигнала. Таким образом, состоя ние переого счетчика 9 в момент t-j остансжки щхшо|жшонально разносга между центрами первого и второго входного сигнала. Постоянное смещвЕше, ранное N i HdV т. Ас всегда может бьпь учтено при последующей обработке полученного peзyль aтa. Работа устройства не зависит от взаимного расположения на оси времени первого и второго сигналов, например в случае, когда передние фронты рервого и второго входных сигналов совпадают, т.е. когда известное устройство работает недостаточно надежно, нормальная работа настоящего устройства не нарущается. Предлагаемое устройство сохраняет свою работоспособность и в случае, KOIV да на его входы вместо одиночных поступают пачки импульсов. При этом с выходного регистраВ произвольный мо мент времени может быть получено число, пропорцисжальное расстоянию меэкду центрами последних импульсст в пачке. Настоящее устройство не требует специально1хэ сигнала для начальной установки так как установка начальных состояний производится при появлении входных СИ налов. Конкретизация начальных сххлхкший счетчиков 9 к 1О, а также числа, соответствующего появлению сигнала с выхода дешифратора 11 производится из следующих соображений. Для нормального функционирования настоящего устройства момент останова первого счепгчика должен находиться правее по оси времени заднего фронта первого входнотх) сигнала. Если TWICJX- ожзЕщаемое максимальное возможное paccTosnme меэкду центрами первого и второго входных сигналов, а ТГумах м 1ксямальная допустимая длительность входного сигнала дпя этого требуется, чтобы 41 C-ivnqx bir Vc. 2. Это условие всегда может &1ТЬ выполнено, так как предельно допустямые параметры входгаых сягвалов р/опзкаа быть язлестшл из рассмотреиЕСя работы ycrpoitcTB, их выре атываюших. Начальное состояние нереого счетчика 9 определяется его состоянием, вы эанасм для нулевого сдавга меэкду центрами первого и второго вхсдаых еягаалов. Так, например, дня случая, когда вулв(воЙ сдвиг соответствует состоянию 2 , где N - число разрядов П€$БОГо счётчика 9, имеем: ночл HOvt Ac В 9TGM случае состояние последних) pgjpgjiq первого 9 счетчика определяет авзак временного сдвига между цеЕпраьш зсоррых. сигналов, а звачепие младших (2 1) разрядов - абсолютную величину сдвига. В том случае, если N. выбирается больше 2-, что может быть обусловлено наличием дополнительных требований на величину, Идс результате расчета начальное состояние первого счетчика оказывается отрицательным. В этом случае запуск триггера 7 необходимо п рОЕзводить с задержкой относятельно переднего фронта первого выходного сигнала. И тогда, когда О величина этой задер1нши, выраженна в числе импульсов, поступающих на счетный вход первого счетчика, равна Mr Му-2 rscw Для формирования задержанного сигнала служит элемент задержки 13, вклю чаемый между выходами первогчз блока 3 дифферешипрования и входом взвода триггера 7. Таким образом, настоящее устройств по сравнению с известным обладает более высокой функциональной надежностью к более широкими возможностями, т.е. может работать при большем числе вариантов входных сигналов. ормула изобретения 1. Устройство для измерения интерва лов между центрами импульсов, содержа щее задающий , выход которог подключен непосредственно к первому входу элемента 2И-ИЛИ и через делитель частоты на два к его второму вход два счетчика, первый и второй блоки дифференцирования, входы которых соединены соответственно с Первым и вторым входами устройства, о т л и ч а к н е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет возможнс сти работать в широком диапазоне временных сдвигов между передними фронтам измеряемых импульсов в него дополнительно введены элемент 2И-ИЛИ, элемент И, триггер, дешифратор и элемент задержк, причем выход дешифратора соединен с первым входом триггера, к второму входу которого через элемент задержки подключен выход первого блока дифференцирования и установочный вход первого счетчика, выход триггера соединен с первым входом элемента И, второй вхой которого под- . ключен к выходу элемента 2И-ИЛИ, а выход - к счетному входу первого счетчика, первый и второй входы дополнительного элемента 2И-ИЛИ соединены соответственно с выходом задающего генератора и выходом делителя частоты на два, третий и четвертый инверсный входы дополнительного элемехгга 2И-ИЛИ объединены и подключены к второму входу устройства, выход дополнительного элемента 2И-И/М соединен со счетным входом второго счетчика, установочный вход которого подключен к выходу второго блока дифференцирования, а выходы к Екода дешифратора, третий вход и четвертый инверсный вход основного элемента 2И-ИЛИ объединены и подключены к первому входу устройства. 2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью обеспечения автоматизации процесса измерений, в него введен регистр памяти, информационные вхо;сы которогю соединены с выходами первого счетчика, а управляющий вход подключен к выходу дешифратора Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское сшщетельство СССР № 554523,КГ1. ,G04F 1О/О4, 1977. 2.Авторское свидетельство СССР № 661385,клГ G04 F 10/04,. 1979.

г

г/

t3 t

I

.

I

I

Н

t, t I /

.г