Измеритель временных интервалов Советский патент 1982 года по МПК G04F10/04 

Описание патента на изобретение SU966661A1

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерениям однократных временных интервалов.

Известен измеритель .временных интервалов, основанный на использовании грубой и точной шкал, грубая шкала построена на рецирь куляторе, в котором длительность циркулирующего импульса сохраняется неизменной. а точная (интерполирующая) шкала - на рециркулятор, использующем регрессивные совиадения 1.

Недостатком, измерителя является более низкая стабильность, чем у измерителя временных интервалов, грубая шкала которых образуется импульсами кварцевого генератора.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является измеритель временных интервалов, который содержит формирователь, элемент И, RS-триггер, зпемент ИЛИ, рециркулятор, в состав которого включены элемент ИЛИ, два элемента задержки и элемент И, и два реверсивных счетчика. Этот измеритель имеет при достаточно простой

структуре высокие разре 11ающую способность и стабильность 2.

Однако ему присущи следующие недостатки: ограничение в области измерения малых однократных интервалов времени, так как содержит один канал преобразования времякод, а работать в реальном масштабе времени не может. Если измеряемый интервал короче длительности циркуляции первого остатка, то происходит отказ в работе измери10теля; неопределенность результата измерений, при длительностях Т и Tj меньше длительности, остаточного интервала, где f и 7 2 части временного интервала между соответственно старт- и стоп- импульсами к

ts первыми следующими за ними квантующими импульсами.

Цель изобретения - расширение диапазона измерений в области меньщих временных ин2JJ тервалов к повыщение. достоверности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в измеритель временных интервалов, содержаидай формирователь, выход которого соединен с s-входом НБ-триггера, а вход - с измеряемого сигнала, элемент И, первый вход которого подключен к шине квантующих импульсов, а выход - к первому входу элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом счетчика точной шкалы, а выход - со входом счетчика грубой шкапы, и рециркулятор, дополнительно введены рециркулятор, распределитель импульсов, два элемента ИЛИ, элемент задержки, инвертор, счетчик точной шкалы, элемент И, RS-триггер и четыре D-триггера, причем синхронизирующие входы первого и второго и третьего D-триггеров обьединены и подключе ны к шине квантующих импульсов и первому входу дополнительного элемента И непосредственно и через инвертор - к синхронизирующему входу четвертого D-триггера, выход которого соединен с R-входом RS-триггера, выход которого соединен с первым вхо дом распределителя импульсов, и О-входом третьего D-триггера, выход которого подключен к О-входу четвертого D-триггера, выход первого D-триггера соединен со вторым входом дополнительного элемента И, выход которого подключен к первым входам первого и второго дополнительных элементов ИЛИ, выходы которых соединены со входами соответственно основного и дополнительного счетчиков точной шкалы, выход последнего из которых подключен к R-входу дополнительного RS-триггера, выход которого соединен с D-входом первого D-триггера, второй вход распределителя импульсов соединен с шиной измеряемого сигнала, первый выход распределителя импульсов через рециркулятор подключен к второму входу первого дополнительного элемента ИЛИ, второй выход распределителя импульсов через дополнительный рециркулятор подключен к второму входу второго дополнительного элемента ИЛИ и непосредственно - к входу элемента задержки, выход которого соединен с S-входом дополнительного RS-триггера. На фиг. 1 изображена структурная схема измерителя временных интервалов; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу части схемы; на фиг. 3 - схема распределения импульсов; на фиг. 4 - временные диаграммы, поясняющие работу распределителя импульсов. Измеритель содержит D-триггер 1, элемент 2 И, элемент 3 ИЛИ, счетчик 4 грубой шка лы, формирователь 5, RS-трнггер 6, D-триггер 7, инвертор 8, D-трйггер 9, распределитель 10 импульсов, рециркуляторы 11 и 12, в состав каждого из которых входят элемен 13 ИЛИ, элементы 14 и 15 задержки и элемент 16 И. 4 Кроме того, измеритель временных интервалов содержит элемент 17 ИЛИ, счетчики 18 и 19 точной шкалы, элемент 20 ИЛИ, б-триг гер 21, элемент 22 И, RS-триггер 23 и элемеит 24 задержки, D-триггер 1 совместно с элементом 2 И представляет собой схему селекш1и заполняющих импульсов, которая формирует импульсы постоянной длительност;и, в результате чего длительность заполняющих импульсов на краях измеряемого интервала и внутреннего одинакова. За счет этого исключается вероятность просчетов заполняющих импульсов счетчиков грубой : шкалы и тем самым повышается надежность функционирования измерителя. Совокупность и-триггеров 7 и 9 и инвертора 8 представляет собой, схему, которая к неучтенным после заполнения интервалам времени Г и присоединяет интервалы времени, равные длительности квантующих импульсов. Это позволяет устранить неопределенность показаний измерителя в тех случаях, когда величина fx, либо величина Т либо каждая из этих величин меньше длительности остаточного интервала,. че подвергшегося циркуляции. Коэффициенты пересчета К| и Кз счетчиков точной шкалы должны быть равны: I/ . (/ iL. . I- iAT период следования импульсов квантующих импульсов, дТ - величина, характеризующая, разрешающую способность измерителя временных интервалов, равная разности длительностей соседних импульсов на выходе рециркулятора. Иэмеритель временных интервалов работает следующим образом. В исходном состоянии все триггеры установлены в нуль, счетчики 18 и 19 точной шкалы обнулены, в счетчик 4 грубой шкалы записан код, соответствующий максимально измеряемому временному интервалу. С приходом измеряемого интервала времени в виде импульса D-триггер 1 устанавливается в единичное состояние в момеит поступления положительного фронта квантующего импульса. После этого открывается элемент 2 И и пропускает квантующие импульсы через элемент 3 ИЛИ на вход счетчика 4 грубой шкалы. Первым импульсом этот счетчик переполняется и начинает подсчитывать следующие за ним импульсы. После окончания измеряемого импульса следующий за этим моментом фронт квантующего импульса опрокидывает D-триггер 1 в исходное состояние, в счетчике 4, зафиксируется число (M-l), где М - число квантующих импульсов, пришедших на вход счетчика за время измерений. Кроме того, измеряемый импульс поступа на вход формирователя 5, который формирует короткие импульсы, передние фронты которых образованы передним и задним фронтами изл еряемого импульса. Длительность каждого из этих импульсов не должна превышать длительности квантующего импульса. Это условие необходимо для правильной работы RS-триггера 6, на S-вход которого поступают импульсы формировател Работа зтой части схемы отображена на вр менных диаграммах (фиг. 2), где 2а - кван тующие импульсы; импульсы на выходе инвертора 8 показаны на фиг. 26. С приходом переднего фронта первого импульса формиро вателя RS-триггер 6 устанавливается в единичное состояние (фиг. 2 в) и после этого передний фронт первого же квантующего им пульса опрокидывает в единичное состояние Ь-триггер 7 (фиг. 2 г). Положительны перепад напряжения с выхода D-триггера 7 поступает на D-вход D-триггера 9, на тактовый вход которого поступают инвертированные квантующие импульсы. Вследствие этого, D-триггер 9 переходит в единичное состояние в момент, соответствующий заднему фронту этого же квантующего импульса фиг. 2д. Передний фронт импульса D-триггера 9 возвращает ПЗ триггер 6 в нулевое состояние. В результате на выходе RS-триггера 6 формируется импульс, длительность которого равна сумме длительностей: интервала времени от переднего фронта стартового нмпульса до переднего фронта первого, следующего за ним, квантующего импульса и интервала времени, равного длительности квантующего импульса. Аналогичным образом измеритель работает после прихода второго импульса формирователя 5, соответствующего окончанию измеряемого импульса или стоповому импульсу. С выхода RS-триггера 6 первый и второй импульсы поступают на один из входов распределителя 10 импул сов. В данном случае схема распределителя 10 импульсов может быть выполнена как это показано на фиг. 3 и содержит инвертор 25 и элемент 26, 27 И. Временные диаграммы, изображенные на фиг. 4, поясняют работу распределителя 10. На второй вход распределителя поступает измеряемый импульс TX (фиг. 4а). Импульсы, поступившие с выхода RS-трштера 6, показаны на фиг. 4 б. С первого выхода распределителя импульс, соответствующий началу измеряемого {штервала (фиг. 4 в), поступает на вход рециркулятора 11, а со второго выхода распределителя импульс, соответствующии концу измеряемого интервала (фиг. 4г), поступает на вход рециркулятора 12 и на вход элемента 24 задержки. Если длительность квантующего нмпульса t, то длительность импульса tj, поступающего на вход рециркулятора 11 а длительность импульса tj. поступающего на вход рециркулятора 12 t В данном случае важно, чтобы рециркуляторы бьши идентичными по своим параметрам. Импульсы с выходов рециркуляторов 11 и 12 через соответствующие элементы 17 и 20 ИЛИ поступают на входы соответствующих счетчиков 18 к 19 точиой шкалы. Пусть в счетчике 18 зафиксируется число т, а в счетчике 19 число п. . . t-u Эти числа с точностью до постоянной -- соответствуют интервалам времени Т где д - остаток временного интервала, не преобразованного рециркулятором в число импульсов; 4 Т - разность длительностей соседних импул сов на выходе рециркулятора. Ж лт Импульс со второго выхода распределителя 10 задерживается в элементе 24 задержки на величину, превышающую максимальную длительность циркуляции рециркулятора. Задержанный импульс с выхода элемент 24 задержки устанавливает второй RS-tpKrгер 23 в единичное состояние, этот RS-триггер формирует положительный перепад напряжения на D-входе О-триггера 21. После этого элемента 22 И начинает пропускать квантующие импульсы на вторые входы элементов 17, 20 ИЛИ и счетчики 18 и 19 подсчитывают их.Так как коэффициенты пересчета этих счетчиков выбраны разными N Kj - I то перепоянение счетчика 19 произойде1 после поступления на его вход квантующего импульса с номером (N-п). Сигнал переполнения поступает на R-вход RS-триггера 23 и возврата ет его в нулевое состояние. В результате этого доступ квантующих импульсов ко входам счетчиков 18 и 19 прекращается. При этом 19 в счетчике 4 содержится числом (М-1), в счетчике 18 число (m+N-п). Если m i н, то счетчик 18 также переполнится, и импульс переполнения зафиксируется в счетчике 4 как один отсчет. Тогда в счетчике 4 будет содержаться число М, а в счетчи ке 18 - число (т-п). Если же m п, то в счетчике 4 останется число (М-1), а в счетчике 18 - число (т + N - п). В результате i осуществляется стыковка грубой и точной шкал измерителя временных интервалов, а также выполняется соотношение преобразования временного интервала в код; r,.NM,... С выходов счетчика 4 информация може поступать на индикатор старших разрядов, а с выходов счетчика 18 - на индикатор млад ших разрядов. Сигнал с выхода элемента 24 задержки можно использовать для переписи информации, содержащейся в счетчиках 4 и 18, в регистры и последующей автоматической установки измерителя временных интервалов в исходное состояние. Таким образом, предлагаемый измеритель временных интервалов способен измерять однократные или повторяющиеся с определенным периодом временнь1е интервалы с высокой точностью, надежностью и достоверностью и имеет расширенный диапазон измерений в области малых временных интервалов. При этом разрушающая способность измерителя не влияет на возможности измерений минимального временного интервала. Формула изобретения Измеритель временных интервалов содержащий формирователь, выход которого соединен с S-входом RS-трнггера, а вход - с шиной измеряемого сигнала, элемент И, первый вход которого подключен к шине квантующих импульсов, а выход - к первому входу элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом счетчика точной шкалы, а выход со входом счетчика грубой шкалы, и рециркулятор, о т л и ч а гощ и и с я тем, что, с целью расширения диапазона измерения в област1г меньших временных интервалов и повышения достоверности измерений, в него дополнительно введены рециркулятор, распределитель импульсов, два элемента ИЛИ, элемент задержки, инвертор, счетчик точной шкалы, элемент И, RS-триггер и четыре Dтриггера, причем синхронизирующие входы первого, второго й третьего О-триггеров обьединены и подключены к шине квантующих импульсов и первому входу дополнительного элемента и непосредственно и через инвертор - к синхронизируюшему входу четвертого D-триггера, выход которого соединен с В-входом RS-триггера; выход которого соединен с первым входом распределителя импульсов, D-входом третьего D-триггера, выход которого подключен к D-BXOду четвертого D-триггера, выход первого D-триггера соединен со вторым входом дополнительного элемента И. выход которого подключен к первым входам первого и второго дополнительных элементов ИЛИ, выходы которых соединены со входами соответственно основного и дополнительного счетчиков точной шкалы, выход последнего из которых подключен к R-входу дополнительного RS-триггера, выход которого соединен с D-входом первого О-триггера, второй вход распределителя импульсов соединен с шиной измеряемого сигнала, первый выход распределителя импульсов через рециркулятор подключен к второму входу первого дополнительного элемента ИЛИ, второй выход распределителя импульсов через дополнительный рециркулятор подключеи ко второму входу второго дополнительного элемента ИЛИ и непосредственно - к входу элемента задержки, выход которого соединен с S-входом дополнительного RS-триггера. Источники информации, принятые во виимаиие. при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР N 721796, кл. G Q4 F 10/04, 15.03.80. 2.Авторское свидетельство СССР № 673976, кл. G 04 F 10/04, 1979.

Похожие патенты SU966661A1

название год авторы номер документа
Измеритель временных интервалов 1985
  • Пузырев Олег Геннадиевич
  • Толкунов Александр Викторович
SU1307444A1
Устройство для измерения временных интервалов 1981
  • Левчук Игорь Наумович
SU960721A1
ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ РАДИОСИГНАЛОВ В РЕАЛЬНОМ МАСШТАБЕ ВРЕМЕНИ 1992
  • Маслов Владимир Иванович
  • Неволин Алексей Владимирович
RU2047865C1
Коммутационный преобразователь фаза-код 1985
  • Измайлов Михаил Николаевич
  • Фролов Александр Васильевич
SU1335893A1
Диапазонный измеритель временных интервалов последовательного счета 1985
  • Скичко Леонид Александрович
SU1307440A1
Рециркуляционно-нониусный время-цифровой преобразователь 2020
  • Абрамов Геннадий Николаевич
RU2730125C1
Преобразователь интервалов времени в цифровой код 1980
  • Чистяков Александр Николаевич
SU930217A1
Цифровой измеритель длительности периода 1988
  • Карелин Владимир Александрович
SU1582176A1
Устройство для измерения скорости звука 1990
  • Измайлов Акрам Мехти Оглы
  • Митрофанова Елена Васильевна
  • Камилов Абульфат Акбер Оглы
  • Наджафов Бахруз Алафсар Оглы
SU1728672A1
РециркYляционный измеритель длительности импYльсов 1983
  • Елагин Владимир Алексеевич
  • Нифонтов Юрий Александрович
  • Потемкин Александр Вениаминович
SU1208531A1

Иллюстрации к изобретению SU 966 661 A1

Реферат патента 1982 года Измеритель временных интервалов

Формула изобретения SU 966 661 A1

SU 966 661 A1

Авторы

Прохоров Николай Алексеевич

Левчук Игорь Наумович

Даты

1982-10-15Публикация

1981-03-12Подача