Процентный время-импульсный преобразователь Советский патент 1982 года по МПК H03K13/20 

Изобретение относится к вычислительной и цифровой измерительной технике и может быть использовано в измерительноинформационных системах для обработки время-импульсной инфор лации, например для нахождения процентного отклонения параметра, заданного в виде временного интервала, от, номинального значения этого параметра. Известен цифровой измеритель отношения временных интервалов, содержащий измери тель временных интервалов со счетчиком на выходе, собирательный элемент, счетчик результата, блок сравнения кодов, элемент задержки, запоминающий регистр, установочный вход которого подключен через клапаны к выходу счетчика, а выходы соединены с первыми.входами блока сравнения кодов, вторые входы которого подключены к информационным выходам счетчика, при этом выход блока сравнения соединен со входом счетчика результата и через собирательный элемент - к установочным входам счетчика, причем вто- . рые входы клапанов непосредственно, а собирательный элемент через элемент задержки подключены к управляющему выходу измерителя временных интерва - Лов 1. Недостатком устройства является невысокая точность измерения, так как при малых длительностях измеряемых ин- тер вало&-нли одного из них повышение точности связано с увеличением образцовой частоты, а это огрзаничено быстродействием элементов, и вследствие того, что при измерении не учитывается дробная часть от деления. Кроме того, устройство не позволяет находить процентное отклонение измеряемого параметра от номинального значения этого параметра. Известен также цифровой измеритель отношения временных интервалов, содержащий измеритель временных интервалов, выход которого подключен ко входам перового и второго счетчиков импульсов, выходы котррых соединены, со входами первогоблока сравнения кодов, выход которого подключен к установочным входам второго счетчика импульсов, при этом входы второго блока сравнения кодов соответственно подключены к выходам старших декад первого счетчика импульсов, к выходам третьего счетчика импульсов и через элемент фиксации нуля - к первому входу распределителя импульсов, второй вход которого соединен с выходом второго блока сравнения кодов и с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к третьему входу распределителя импульсов и к установ:очному входу второго счетчика импульсов, а выходе элемента ИЛИ соединен с установочным входом третьего счетчика импульсов,. второй вход которого подключен к выходу измерителя входных интервалов, при этом выход распределителя импульсов соединен со входом счетчика результирующих импульсов 2. Недостатками данного устройства являются невысокая точность измерения и Сложность. Наиболее близким по достигаемому результату и технической суищости к изобретению является процентный времяимпульсный преобразователь, содержащий блок управления, первый выход i: |TOporo через блок занесения номинального значе ния соединен с входом первого счетчика, второй выход - с первым входом первого ключа, третий выход - с первым входом дешифратора несоответствия, четвертый выход - с первым входом второго ключа а вход - с первым выходом дешифратора несоответствия, второй выход которого соединен с первым входом третьего ключ третий выход - с первым входом четвертого ключа, а первый и второй входы соответственно с выходами первого умно жителя и четвертого ключа, второй вход которого соединен со вторым входом третьего ключа и выходом второго умножителя, при этом выход- третьего ключа подключен ко входу второго счетчика, а входы первого и второго умножителей соответственно к выходам первого и третьего счетчиков и выходам третьего и четвертого счетчиков, при этом входы третьего и четвертого счетчиков соединены соответстЕ нно с выходами второго и первого ключей, вторые входы ко- торых соединены с генератором счетных импульсов, а третий вход первого ключа подключен к шине измеряемого интервала 3.

Недостатками известного преобразователя являются невысокое быстродействие вследствие того, что собственно вычисления производятся по истечении измеряемого интервала времени, и сложность.

Целью изобретения является повышение быстродействия и упрощение устройства;

Указанная цель достигается тем, что в процентный время-импульсный преобразователь, содержащий генератор счетных импульсов, соединенный с первым входом элемента И, другой вход которого соединен с шиной измеряемого временного ин- ервала, блок занесения номинального начения, выход которого соединен со ходом первого счетчика, второй счет- чик, двоичный умножитель, входы которого соединены с соответствующими информационными выходами первого и второго счетчиков, делитель частоты, счетчик результата, введен блок вычитания импульсов, суммирующий вход которого соединен с выходом элемента И, вычитающий вход - с выходом двоичного умножителя, а выход - с входами второго счетчика и делителя частоты, причем счетчик результата содержит реверсивный счет- чик, счетный вход которого соединен с выходом делителя частоты, а управляющий вход через триггер соединен с выходом переполнения второго счетчика. На; чертеже приведена функциональная схема преобразователя. Процентный время-импульсный преобразователь содержит генератор 1 счетных импульсов, элемент И 2, блок 3 занесения номинального значения, блок 4 вычитания импульсов, двоичный умножитель 6, счетчик 7, делитель частоты 8, счетчик результата 9, который включает триггер 10 и реверсивный счетчик 11. На шину. 12 измеряемого временного интервала подается измеряемый временной интервал TX , входы элемента И 2 соединены с выходом генератора 1 счетных импульсов и шиной 12 измеряемого временного интервала. Выход элемента И 2 соединен с суммирующим входом блока 4 вычитания импульсов, вычитающий вход которого роединен с выходом двоичного умножителя 6, а выход соединен со входами счетчика 7 и делителя частоты 8. Вход счетчика 5 соединен с выходом блока занесения номинального значения 3, а информационные выходы - с первыми входами двоичного умножителя 6, другие входы которого соединены с информационными выходами счетчика 7, Выход переполнения счетчика 7 соединен сЬ входом счетчика 9 результата (со входом триггера 10), Выход делите ля, частоты 8 соединен со вторым входо счетчика 9 результата (со счетным входом реверсивного счетчика 11). Управляющий вход реверсивного счетчика 11 соединен с выходом триггера 10. Предлагаемое устройство работает следующим образом. В исходном состоянии счетчики 5 и 7 делитель частоты 8 и триггер 1О обнулены, а в реверсивном счетчике 11 записан код, соответствующий 100%-ному отклонению измеряемого временного интервала от номинального значения (цепи начальной установки на чертеже не пока заны). Передначалом измерения из блок 3 занесения номинального значения в счетчик 5 заносится число Mg , соответствующее номинальному значению измеряемого параметра: И-Мсц. F.-. емкость счетчиков 5 и 7; номинальный временной интервал;1- счётны частота генератора импульсов. Процесс кзмеренкя начинается с моме поступления на шину 12 измеряемого временного интервала Т , который пост пает на второй вход элемента И 2, на первый вход которого поступают импульсы частоты FJJ генератора 1 счетных им пульсов. Импульсы с выхода элемента И 2 поступают на суммирующий вход блока вь1читания импульсов, на вычитающий вхо которого поступают импульсы с выхода двоичного умножителя 6. Частота импуль сов FX на выходе блока 4 вычитания импу сов равна: o-PfcЧастота импульсов на выходе двоичного умножителя 6 N, Из двух последних выражений имеем: Г -Г сч , сч N M --o-N на выИд При этом частота импульсов Fg де делителя частоты 8 равна F. с - Kg 96 В исходном состоянии реверсивный счетчик 11 находится в режиме вычитания и, если Т О, его состояние не-изменит- ся, т. Bыx- oo-0 lo6 где N/jQj) - код, соответствующий 1ОО%- ному отклоненюо измеряемого значения временного интервала от номинального, что соответствует отклонению в 100% от номинального значения. Если Т , то на счетный вход счетчика 11 поступит количество импульсов NX : N, Так как Если же О Т.. Т Nab,(.-;) (VI, V Т„ / Состояние триггера 10 при этом не меняется, причем нулевое состояние триггера 1О соответствует ( . Если то в счетчик 7 поступит количество импульсов, больщее . При этом он переполняется в процессе счета и устанавливает триггер 1О в единичное состояние, что соответствует Ту Т. Реверсивный счетчик 11 переключается в режим суммирования. Следовательно, если Тх Тц , в реверсивный счетчик 11 на суммирующий вход после переполнения второго счетчика 7 будут поступать импульсы, соответствующие превышению Т, над TH . При этом в реверсивном счетчике 11 будет записано количество импульсов Ngj,):. вых- к Технико-экономический эффект данного устройства по сравнению с известным заключается в повыщении быстродействия операции вычисления процентного отклонения измеряемого временного интервала от номинального, так как операция преобразования заканчивается к концу измертемого временного интервала, т. е. весь процесс преобразования осуществляется во время поступления измеряемого временного интервала. Кроме того, предлагаемое устройство проще известного. Формула изобретения Процентный время-импульсный преобразователь, содеркащий генератор счет79ных импульсов, соединенный с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с шиной измеряемого временного интервала, блок занесения номинального значения, выход которого соединен с входом первого счетчика, второй счетчик, двоичцый умножитель, входы которого соединены -с соответствующими информационными выходами первого и второго счетчиков, делитель частоты, счетчик результата, о т л и ч а - ю щ.и и с я тем, что, с целью повышения быстродействия и упрошения преобра зователя, в него введен блок вычитания импульсов, суммирующий вход которого соединен с выходом элемента И, вычитающий вход - с выходом двоичного умножителя, а выход - с входами второго 6 счетчика и делителя частоты, причем счетчик результата содержит реверсивный счетчик, счетный вход которого соединен с .выходом делителя частоты, а уп.равляюший вход через триггер соединен с Йыходом переполнения второго счетчика. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство С(ЗСР №391728, кл. Н 03 К 13/20, 1971. 2.Авторское свидетельство СССР We 5738 4, кл. Н ОЗ К 13/20, Q 01 Й 23/02, 1976. 3. Авторское свидетельство СССР NO 429526, кл. Н 03 К 13/2О, 1971 (прототип).