Устройство для измерения длительности одиночного импульса Советский патент 1982 года по МПК G04F10/04 

ЗИ-НЕ и элемента 2И-НЕ соединены с выходом первого триггера, выход первого элемента ЗИ-НЕ через третий счетчик соединен с первым входом вы числителя, выход второго элемента ЗИ-НЕ через четвертый счетчик соединен с вторым входом вычислителя, выход элемента 2И-НЕ соединен с третьим входом вычислителя, К выходов четвертого счетчика соединены с К первыми входами первого элемента сравнения, второго элемента сравнения и коммутатора, К выходов коммутатора соединены с Квходами второгЪ счетчика, К выходов которого соединены с вторыми К входами второго элемента сравнения, выход которого соединен с первым входом первого триггера, К выходов первого счетчика соединены с К вторыми входами первого элемента сравнения, выход которого соединен с первым входом второго триггера, прямой выход вто рого триггера соединен с управляющим входом коммутатора, а инверсный с входом второго элемента сравнения выход вычислителя соединен с вторлм входом первого и второго триггеров. На фиг. 1 показана функциональная блок-схема устройства для измерения длительности одиночного импульса; на фиг. 2 --временные диаграммы. Устройство содержит два замкнуты контура 1 и 2 циркуляции, объедин н ные по входам инвертором 3, два эле мента 4 и 5 ЗИ-НЕ, один элемент 6 2И-НЕ, четыре счетчика 7-10, два цифровых элемента 11 и 12 сравнения коммутатор 13, два триггера 14 и 15 и вычислитель 16. Причем прямой выход первого замкнутого контура 1 циркуляции соединен с вторым входом элемента S ЗИ-Н а инверсный выход - с вторым входом элемента 4 ЗИ-НЕ, выход второго зам кнутого контура 2 циркуляции соедин ty LJT . О ТттпЧвУ «т ч гтттт г j- -. ч-rvr п с третьим входом элементов 4 и 5 ЗИ-НЕ, первый вход элементов 4 и 5 ЗИ-НЕ и первый вход элемента 6 2И-Н соединены с выходом триггера 15, вы ход элемента 4 ЗИ-НЕ через счетчик 10 соединен с первым входом вычислителя 16, выход элемента 5 ЗИ-НЕ через счетчик 8 соединен с вторым входом вычислителя 16,выход элемента 6 2И-НЕ соединен с третьим входом вычислителя 16, К выходов счетчика 8 соединены с К первыми входами элемента 11 сравнения, элемента 12 срав нения и коммутатора 13, К выходов коммутатора соединены с К входами счетчика 7, К выходов которого соеди нены со вторыми К входами элемента 12 сравнения, выход которого соединен с перовым входом триггера 15, К выходов счетчика 9 соединены с К входами элемента 11 сравнения, выход которого соединен с первым входом триггера 14, прямой выход триггера 14 соединен с управляняцим входом коммутатора 13, а инверсный с входом элемента 12 сравнения, выход вычислителя 16 соединен с вторым входом триггеров 14 и 15, первый вход элемента 6 2И-НЕ соединен с выходом замкнутого контура 2 циркуляции. Устройство работает -следующим образом. Измеряемый одиночный импульс длительностью Tf, через инвертор 3 поступает на входы замкнутых контуров 1 и 2 циркуляции, на выходах которых образуется последовательность импульсов с периодом циркуляции контуре 1 и Тц2 в контуре 2 (фиг.2 а, б) , причем Тц2-Тц1 зТц - разница в /периодах циркуляции, определяемая требуемой «точностью измерения. Длительность Тц2 Тц, больше удвоенной длительности Т„. Указанные последовательности импульсов поступают на входы элемента 5 ЗИ-НЕ, на выходе которого при совпадении на входах логических единиц (импульсов) образуются логические нули длительностью, соответствующей времени совпадения импульсов на выходе. Число таких нулей, т.е. число временных совпадений импульсов, циркулирующих по обоим контурам 1 и 2, подсчитывается счетчиком 8, в котором фиксируется число п(фиг. 2 в, сплсшная линия). Вначале число совпадений соответствует Выходу импульса, циркулирующего по контуру с большим периодом Тц из импульса, циркулирующего по контуру с меньшим периодом, а затем наоборот Входу этого импульса (см. фиг. 2 а,б). Действительное число совпадений с учетом незарегистрированных в силу ограниченности временного разрешения элемента 5 ЗИ-НЕ и счетчика 8 показано, начиная с момента t, штриховой линией на фиг 2 в. Одновременно сигналы с инверсного входа контура 1 и с выхода контура 2 поступают на входы элемента 4 ЗИ-НЕ, на выходе которого также образуются логические нули, длительностью соответствующие временному совпадению импульса в контуре 2 с большим периодом (фиг. 2 б) с паузой в контуре 1 с меньшим периодом циркуляции (фиг. 2 а). Число указанных нулей подсчитывается счетчиком 10, в котором формируется число m (фиг.2 г, сплошная линия). Поскольку периоды циркуляции выбраны больше удвоенной максимально возможной длительности импульсов, то роцесс регистрации симметричен, т.е. колько периодов циркуляции, где сушествовало временное совпаденивуНе зарегистрировано при Выходе импульса, столько же не будет зарегистрировано при Входе относительно точности симметрии tcMM(4r.2 г

Число периодов циркуляции N по контуру 2 {с большим периодом) подсчитывается счетчиком 9 (фиг. 2 г, штриховая линия), вход которого через элемент 6 2И-НЕ подключен к выходу контура 2. Числа в счетчиках 8 и 9 сравниваются цифровым элементом 11 сравнени,я, а число п через открытый коммутатор 13 паргшлельно переписывается в-счетчик 7 со сдвигом на разряд, что при двоичных счетчиках означает умножение на два текущих числа п По счетчиком 7.

Когда текущее число N, записанное в счетчике 9, станет больше текущего числа п Пд, записанного в счетчике 8, т.е. в момент реальной симметрии , сигнал с элемента 11 сравнения перебросит триггер 14, сигналы с выхода которого запирают коммутатор 13 так, что в счетчике 7 остается Запомненным удвоенное значение числа П{, и разрешается производить сравнение элементом 12 сравнения, который сравнивает значение числа п в счетчике 8 с удвоенным значением числа п в. счетчике 7. При равенстве этих чисел (момент t на фиг. 2 г) сигнал с элемента 12 сравнения перебрасывает триггер 15, сигнёш с выхода которого блокирует все элементы 4 и 5 ЗИ-НЕ и 6 2И-НЕ и прекращает циркуляцию в контурах 1 и 2. Реальное число совпадений импульса с паузой (фиг. 2 г, сплошная линия) будет отличаться от истинного (фиг.2 г штриховая линия), на столько же, на сколько отличается число реальныз4 и истинных совпадений импульсов (фиг. 2 в), при условии равенства разрешаннцей способности элементов регистрации. Теперь в момент t можн определить число пропусков в регистрации совпадений импульсов (фиг.2 в) как разность N-m и, сложив ее с реально зарегистрированным числом совпадений импульсов п, получить истинное число совпадений, равное n+() Зафиксированные числа n,N,m со счетчиков 8,9 и 10 поступают в вычислитель 16, который производит вычисление длительности измеренного импульса Т„ .лТц-- -§- -- с точностью до лТц.

Формула изобретения

Устройство для измерения длительности одиночного импульса, содержащее первый и второй замкнутые контуры циркуляции, объединенные по входам инвертором, первый и второй счетчики, элемент 2И-НЕ, первый и второйтриггеры, вычислитель, причем первый вход элемента 2И-НЕ соединен с выходом второго замкнутого контура циркуляции, отличающееся тем, что, с- целью повьвие- , НИН точности, введены два элемента . ЗИ-НЕ, третий и четвертый счетчики, 5 коммутатор, первый и второй элементысравнения, причем прямой выход первого замкнутого контура циркуляции соединен с вторым входом втЪрого элемента ЗИ-НЕ, а инверсный выход 0 с вторым входом первого элемента

ЗИ-НЕ, выход второго замкнутого кон-. тура циркуляции соединен с третьим ВХОДОМ первого и второго элементов . ЗИ-НЕ, первый вход первого, второго 5 элементов ЗИ-НЕ и элемента 2И-НЕ .соединены с выходом fiepBoro триггера, выход первого элемента ЗИ-НЕ через третий счетчик соединен с первым входом вычислителя, выход второго Q элемента ЗИ-НЕ через четвертый счетчик соединен с ВТОЕШМ входом вычисли-теля, выход элемента 2И-НЕ соединен с -третьим входом вычислителя, К выходов четвертого счетчика соединены с К первьа и входами первого элемента сравнения, второго элемента сравнения и коммутатора, К выходов коммутатора соединены с К входами второго счетчика, К выходов которого соединены с вторыми К входами второго элемента сравнения, выхрд которого соединен с первым входом первог-о триггера К выходов первого счетчика соединены с К вторыми входами первого элемента сравнения, выход которого 5 соединен с .первым входом второго

триггера, прямой выход второго триггера соединен с управляющим входом коммутатора, а инверсный - с входом второго эл&«1ента сравнения, выход 0.вь1числителя соединен с вторым входом первого и второго триггеров.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе .1. Цифровые электроизмерительные 5 приборы. Под ред. В.М. Шляндина. М., Энергия, 1972, с. 92-100.

2. Авторское свидетельство СССР № 251260, кл. G 04 F 11/08, 1967 (прототип).

I a I

6

t

2i/ff