Многоканальный измеритель временных интервалов Советский патент 1982 года по МПК G04F10/04 

(54) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ

1

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к многоканальным измерителям, работающим по счетно-импульсному методу, и может быть использовано для широкодиапазонного измерения временных интервалов в радионавигационных системах, в системах автоматики.

Известно многоканальное устройство, осуществляющее измерение временных интервалов по многим канешам при помощи одного счетчика, арифметического и запоминающего устройств 1.

Недостатком известного устройства является то, что измерение временных интервалов с малой погрешностью возможно лишь при сравнительно больших длительностях и малом числе измерительных каналов, т.е. малое быстродействие.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является многоканальный измеритель временных интервсшов, содержащий счетчик време ,ни, запоминающее устройство, регистры, причем выход счетчика времени подключен к разрядным входам запоминающего устройства, входы.измерительных каналов и выходы адресного регистра подключены к соответствующим

адресным входам запоминающего устройства 2.

Недостатком этого устройства является то, что оно предназначено для измерения малых временных интервалов и имеет громоздкую конструкцию при необходимости измерения больших интервалов времени.

Цель изобретения - расширение

10 функциональных возможностей измерителя за счет возможности получения оперативной информации в процессе |Измерений и расширение диапазона измерений. .

15

Поставленная цель достигается тем, что в многоканальный измеритель временных интервалов, содержащий счетчик времени, запоминающее устройство, разрядные входы которого

20 подключены к выходам счетчика времени и два регистра, выходы первого из которых подключены к первым адресным входам запоминающего устройства, дополнительно введены запоминающее

25 устройство, счетчик времени, дешифратор, коммутатор, шифратор, злемент И-ИЛИ, причем ВХО.ЦЫ шифратора подк.гаочены к выходам первого регист.ра, а выходы - к первой группе вхо30 ,дов коммутатора, первый управляющий вход которого соединен с входом первого регистра, вторая группа входов коммутатора подключена к выходам счетчика времени и к входам дешифратора, второй управляющий вход коммутатора подключен к входу счетчика времени, а выходы подключены к адресным входам дополнительного запоминающего устройства, разрядные входы дополнительного запоминакадего :устройства, подключены к выходам допол нительного счетчика времени,вход кото рого подключен к выходу старшего разря да счетчика времени, выходы дешифратора подключены к первой группе входов элемента И-ИЛИ, вторая группа входов которого подключена к выходам второго регистра и вторым адресным входам запоминающего устройства, выход элемента И-ИЛИ подключен к входу разрешения записи дополнительного за поминающего устройства. На чертеже приведена схема многоканального измерителя временных интервалов . Измеритель содержит счетчик 1 вре мени, запоминающее устройство (,ЗУ} регистры 3 и 4, шифратор 5, коммутатор 6, дешифратор 7, дополнительный счетчик 8 времени, дополнительн запоминающее устройство 9, элемент И-ИЛИ 10, измерительную шину 11,шин 12 счетных импульсов, шину 13 считы вания и выходные шины 14 и 1Ь. Счетчик 1 времени имеет разрядность, равную т. Причем 2 п, где п - количество измеритешьных к налов измерителя, ЗУ 2 соответствен но имеет емкость тип состо51щую из m строк по п элементов памяти. Одиоименные адресные входы записи и адресные входы считывания всех строк ЗУ между собой объединены. Адресные входы считывания ЗУ 2 подключены к соответствующим выходам первого регистра 3, на вход которого поступаю импульсы считывания, выходы 1,2,3..., второго регистра 4 подключены к соо ветствующим адресным входам записи ЗУ 2.Входы регистра 4 подключены к соответствующим измерительным шинам 11. Шифратор 5 входами подключен к первому регистру 3, выходами - к пе вой группе входов коммутатора 6,пер вый управляющий вход коммутатора fa Аодключен к шине 13 считывания устройства, вторая группа входов комму татора 6 подключена к соответствующ выходам счетчика 1 времени, второй управляющий вход соединен с входом рчетчика 1 времени. К выходу дчетчика 1 времени входами подключе также дешифратор 7, Дополнительный счетчик 8 времени входом подключен . к выходу старшего разряда счетчика 1 времени, а выходами подключен к разрядным входам дополнительного ЗУ 9. ЗУ 9 является стандартным ЗУ с последовательной выборкой адресов. Адресные входы ЗУ 9 подключены к соответствующим выходам коммутатора 6. Емкость ЗУ 9 составляет п ;i t, где t количество разрядов .счетчика 8 и определяет диапазон измерений, равна максимальной длительности измеряемого временного интервала, и может быть сколь угодно большой. При этом ЗУ 9 имеет m адресных входов.Выходы ЗУ 9 подключены к соответствующим выходным шинам 15. Первые входы элемента И-ИЛИ 10 подключены к выходам дешифратора 7, вторые входы подключены к выходам второго регист-, ра 4, выход элемента И-ИЛИ 10 подключен к входу разрешения записи ЗУ 9 . Входы второго регистра 4 подключены к измерительным шинам 11 устройства. Многоканальный измеритель временных интервалов работает рледующим образом. В начале измерений счетчики 1 .и 8 времени . и регистр 4 устанавливают в исходное состояние, затем на вход счетчика 1 времени подают масштабные импульсы по шине 12 счетных импульсов. До поступления импульсов по измерительным шинам 11 на выходах 1регистра 4 и, соответственно, на адресных входах записи ЗУ 2 и на вторых входах элемента И-ИЛИ 10 установлен уровень логической единицы.При этом содержимое счетчика 1 времени переносится в ЗУ 2, так как выборка всех адресов записи производится параллельно, то при смене состояния счетчика 1 времени происходит отслеживание нового состояния всеми ячейками ЗУ 2 одновременно. Код с выхода счетчика 1 поступает также на вторую группу входов коммутатора б и по сигналу на втором управляющем входе проходит на адресные входы ЗУ 9 как код адреса записи. Одновременно код с выхода счетчика 1 дешифрируется дешифратором 7 и поступает На соответствующий первый вход элемента И-ИЛИ 10, при наличии на соответствующем первому втором входе элемента И-ИЛИ 10, на выходе элемента И-ИЛИ 10 формируется импульс разрешения записи ЗУ 9 и текущее значение дополнительного счетчика 8 времени записывается в ячейки ЗУ 9, определенные кодом адреса {1рА, 2рА, ЗрА,...,трА) на адресных входах. Так как запуск дополнительного счетчика 8 времени осуществляется с выхода старшего разряда счетчика 1 времени, а адреса записи ЗУ 9 определяются кодом с выхода также счетчика 1 времени, то во все адреса ЗУ 9 записывается один и тот же код времени с выхода дополнительного

счетчика 8 времени. Таким образом, происходит отслеживание состояний дополнительного счетчика 8 времени всеми ячейками последовательно по адресам дополнительного ЗУ 9.

При поступлении на одну из измерительных шин 11 устройства на соответствующем выходе регистра 4 устанавливается уровень логического нуля. При этом прекращается запись нового состояния счетчика 1 времени по ячейкам (столбцу J ЗУ 2, адресным входам записи, подключенным к этому выходу регистра 4, и на этих ячейках фиксируется текущее значение кода счетчика 1 времени, соответствующее времени прихода импульса на измерительную шину 11. Кроме того, в моменты поступления кода адреса записи на адресные входы ЗУ 9, соответствующего сработавшему каналу, на выходе элемента И-ИЛИ 10 импульс разрешения записи не формируется, так как на одном из вторых входов элемента И-ИЛИ 10 установлен уровень логического нуля. Таким образом, пре.кращается запись в ячейки ЗУ 9, соответствующие сработавшему каналу, и в них фиксируется текущее значение кода дополнительного счетчика В времени, соответствующее времени прихода импульса на -измерительную шину 11.

Таким образом, на ЗУ 2 регистрируется младшая часть разрядов, а на дополнительном ЗУ у - старшая часть разрядов кода времени, соответствующего измеренному временному интервалу .

Аналогично происходит работа остальных каналов.

Порядок поступления входных импульсов, отмечающих временные интервалы, произвольный. При одновременном поступлении импульсов по нескольким измерительным входам в соответствующих ячейках памяти ЗУ 2 и ЗУ 9 регистрируется одно и то же значение кода времени. Погрешность измерения временного интервала составляет время, равное времени эгшиси кода времени со счетчика 1 в ЗУ 2.

Считывание информации осуществляется при поступлении импульсов считывания на шину 1 считывания регистром 3 последовательно по каналам. Последовательность импульсов с выхода регистра 3 иоступает на соответствующие адресные входы считывания ЗУ 2 и младшая часть кода времени поступает на выходные шины 14. Одновременно последовательность импульсов с выхода регистра 3 поступает на соответствующее входы дешифратора 5, который на ка)|дф1й импульс по одному из входов формирует на выходе т-разрядный код, соответствующий коду адреса счи сы ваёмого канала с ЗУ 9. Коммутатор б по сигнгшу на

входе коммутации первой группы входов адресные входы ЗУ 9 подключает к выходу шифратора 5 и происходит считывание старшей части кода времени с ЗУ 9. Считанная информация поступает на дополнительные выходные шины 15.

Так как в предлагаемом устройстве запись текущих значений счетчиков 1 и 8 времени в ЗУ 2 и ЗУ 9 происходит непрерывно (в отличии от известного, где содержимое счетчика времени переносится в ЗУ только в моменты прихода импульсов на измерительные шины), то появляется возможность получения оперативной информации о текущем времени в каждом канале еще в процессе регистрации. Для этого на шину 1 считывания подают импульсы, разделенные во вце0 мени с импульсами, поступающими на вход счетчика 1 времени.

Это расширяет функциональные возможности устройства.

Кроме того, предлагаемое устройство при сохранении высокой точности измерений позволяет значительно расширить диапазон измерений.

I

При необходимости упрощения измерителя ЗУ 2 и соответственно младшая 0 часть кода времени могут.быть ис ключены, при этом на каждый исключаемый младший разряд кода времени точность измерений измерителя снижается в два раза при сохранении диапазона 5 измерений.

Формула изобретения

40 Многоканальный измеритель временных интервалов, содержащий счетчик времени, запоминающее устройство, разрядные входы которого подключены к выходам счетчика времени и два

45 регистра, выходы первого из которых подключены к первым адресным входам запоминающего устройства, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных

возможностей и диапазона измерений, в него дополнительно введены запоминающее устройство, счетчик времени, дешифратор, коммутатор, шифратор, элемент И-,ИЛИ, причем входы шифратора подключены к выходам первого регистра, а выходы - к первой группе входов коммутатора, первый управляющий вход которого соединен с входом первого регистра, вторая группа входов коммутатора подключена к выходам счетчика времени и ко входам дешифратора, второй управляющий вход коммутатора подключен к входу счетчика времени, а выходы подключе ны к адресным входам дополнительного запоминающего устройства, разрядные

входы дополнительного запоминающего устройства подключены к выходам дополнительного счетчика времени,вход которого подключен к выходу старшего разряда счетчика времени, выходы дешифратора подключены к первой групе входов элемента И-ИЛИ, вторая группа входов которого подключена к выходам второго регистра и вторым адресным входам запоминающего устройства, выход элемента И-ИЛИ под1

СТ

12

Л о-

2ПЖЕ

шич;

И

и

R&

ключей к входу разрешения записи дополнительного запоминающего устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Шушков Е.И. и др. Многоканальные счетчики импульсов, М.,1971.

с. 52-56.

2.Авторское свидетельство СССР № 530311, кл. G 04 F 10/04, 1974.

Ofp

2р

1it

оЗр

Мр

п

о-

fS

Ж

(mi-l)p

1рА

ЗУ

2рА

ЪрА

()р

()р

/5

Разрешение

()p

8