Измеритель временных интервалов Советский патент 1983 года по МПК G04F10/04 

Изобретение относится к приборостроению и измерительной технике и может использоваться для преобразо- . вания временных интервалов в цифровой код.

По основному авт. св. № 760023 известен измеритель временных интервалов, содержащий замкнутый контур циркуляции, состоящий из параллельно включенных двух триггеров и двух схем совпадения, последовательно включенных двух элементов ИЛИ и двух элементов задержки, два счетчика tl1.

Недостатками известного устройства являются ненадежная работа и потеря информации в случае совпадения во времени импульса Стоп с одним из импульсов Старт, а также отсутствие возможности измерения пулевых .временных интервалов, что существенно ограничивает область применения измерителя.

Цель изобретения - повышение надёжности работы и расширение функциональных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что в измеритель временных интервалов, содержащий два счетчика, блок совпадения, два триггера, три элемента совпадения и два элемента задержки, выход первого из которых соединен с первьом входом второго элемента совпадения, а выход второго эле мента задержки соединен с дервым входом первого элемента совпадения,второй вход которого соединен с прямым выходом первого триггера, а выход первого элемента совпадения соединен с первым входом первого элемента ИЛИ,

10 выход первого счетчика через второй элемент ИЛИ соединен с входом второго счетчика, третий триггер и третий элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с шиной старт-импульсов и

15 первым входом первого триггера, второй вход которого соединен с шиной стоп-импульсов и вторым входом дополнительного элемента ИЛИ, выход которого через последовательно соединен20ные первый и второй элементы задержки подключены к первому входу третьего элемента совпадения, второй вход которого соединен с инверсным выходом первого триггера и вторым входом вто25рого элемента совпадения, выход которого соединен с входом второго триггера, выход которого подключен к второму входу первого элемента ИЛИ, входу первого счетчика и первому

30 входу блока совпадения, второй вход которого соединен с третьим входом первого элемента ИЛИ и выходом трет го триггера, вход которого соединен с выходом третьего элемента совпаде ния, а выход блока совпадения подкл чен к третьему входу третьего элемента.ИЛИ, четвертый вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с вторым входом второго элемента ИЛ дополнительно введены последовательно соединенные элемент ИЛИ и триггер, а также два элемента совпадения, выходы которых подключены к входам дополнительного элемента ИЛИ а первые входы объединены и подключены к шине стоп-импульсов, второй вход первого дополнительного элемента совпадения соединен с шиной старт-импульсов, второй вход второго дополнительного элемента совпадения соединен с выходом первого элемента ИЛИ, а выход дополнительного триггера подключен к одному из входов втородо элемента ИЛИ. На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; |На фиг. 2 - временные диаграммы, пояс няющие его работу. Измеритель ременных интервалов содержит элемефы ИЛИ 1-3, элементы 4-6 совпадения, триггеры 7-9, элементы 10, 11 задержки, счетчики 12,13, блок 14 совпадения, дополни тельные элементны 15, 16 совпадения, дополнительный элемент ИЛИ 17, триг гер 18. Измеритель работает следующим об разом. .- . С поступлением на вход преобразователя импульса Старт (фиг.2а), определяющего начало преобразуемого временного интервала, триггер 7 устанавливается в такое состояние (фиг. 2б), при котором элемент 4 сов падения будет открытым, а элементы 5 и б совпадения закрыты напряжением с инверсного выхода триггера 7. Короткий импульс Старт поступает на первый вход элемента ИЛИ 1 и, пройдя через последовательно включен ные элементы 10 и 11 задержки и открытый элемент 4 совпадения, nocTyna ет на первый вход элемента ИЛИ 2, че рез элемент ИЛИ 3 на вход счетчика 13.С выхода элемента ИЛИ 2 импульс поступает на второй вход элемента ИЛИ 1. Далее процесс циркуляции импульса Старт (фиг. 2в) в контуре из элементов 1, 10, 11, 4, 2 происходит аналогично первому циклу обращения. Процесс циркуляции по этому контуру будет происходить до момента появления на втором входе устройства импульса Стоп, соответствующего концу преобразуемого интервала времени (фиг. 2а). Таким образом. в момент поступления импульса Стоп в счетчике 13 будет записан код где TO - время задержки, создаваемое элементами 10 и 11 задёржLX - измepяe 1ый интервал времени. Для уточнения результата пр§образования необходимо к коду N прибавить код, пропорциональный интервалу времени V между собой, импульсом и ближайшим циркулирующим импульсом Старт. Импульсом Стоп триггер 7 возвращается в исходное состояние, при котором закрывается элемент. 4 совпадения и открываются элементы 5 и 6 совпадения, выходы которых подключены к счетным входам триггеров 8 и 9 соответственно. В качестве триггеров 8 и 9 использованы триггеры со сквозным переносом, причем в исходном состоянии триггер 9 установлен в единичное состояние, а триггер 8 - в нулевое. Импульс Стоп поступает также через элемент ИЛИ 1 на Два последовательно включенных элемента 10 и 11 задержки. С выхода элембшта 10 задержки импульс Cтapт совершая (Н+1)-й цикл обращения, поступает через открытый элемент 5 совпаде;ния на вход триггера 8, устанавлив 1Я его в единичное состояние. Этот же (Ы+1)-й импульс Старт, пройдя через элемент 11 задержки с временем задержки дТ и через открытый элемент б совпадения, поступает на счетный вход триггера 9. Так как триггеер 9 находится в единичном состоянии, то (N+l)-ft импульс Старт проходит на вход эле- . мента ИЛИ 2 и своим задним фронтом устанавливает триггер 9 в нулевое . состояние. Таким образом, после прохождения. (N+1)-ro импульса Старт триггер 8 устанаЕ1Ливается в единичное состояние, а триггер 9 - в нулевое. Импульс Стоп, совершая первый цикл обращения, с: выхода элемента 10 задержки через открытый элемент 5 совпадения инаходящийся в единичном состоянии триггер 8 поступает на вход элемента ИЛИ 2 и задним фронтом устанавливает триггер 8 в нулевое состояние. Этот же импульс Стоп, пройдя через элемент 11 задержка, открытый элемент 6 соЕ падения, поступает на вход триггера 9 и устанавливает его в единичное состояние. Таким образом, после первого совместного цикла обращения (N-(-l)-ro импульса Старт и первого импульса Стоп триггеры 8 и 9 устанавливаются в исходное состояние. На выходе элемента ИЛИ 2 сформируются два импульса, задержанные друг от друга на величину t -ДТ. Далее процесс циркуля ции двух импульсов будет происхЪдить аналогично описанному первому циклу обращения, а количество циклов обращения фиксируется счетчиком 12. Импульс Старт, будет циркулировать с периодом TO по контуру из элементов 1, 10, 11, 6, 9, 2, а импульс Стоп будет циркулировать с периодом Тд-лТ по контуру из элеменЧов 1, 10, 5, 8, 2 {фиг. 2г). В каждом цикле обращения задержка импульса Стоп относительно импульса Старт будет уменьшаться на величину AT, В момент совпадения импульсов Старт и Стоп на выходе блока 14 совпадения сформируется запрещаю щий уровень напряжения (фиг. 2д), который, поступая на вход элемента ИЛИ 1, осуществляет срыв процесса циркуляции. Конечный результат преобразовате ля NP запишется в виде 1 . где N. - показания счетчика 12. В целях сохранения однородности шкалы отсчета емкость счетчика 12 должна соответствовать равенству -з В случае, если 1 Тд, произойдет переполнение счетчика 12 и импульс переполнения с ценой элемент или 3 поступит на вход счет чика 13. В слу-чае поступления на входы измерителя интервала нулевой длител ности (т.е. импульсы Старт и Сто совпадают во времени )с выхода элемента 15 совпащения импульс совпадения через элемент ИЛИ 17 поступае на триггер 18 и устанавливает его в единичное состояние. При этом с выхода триггера 18 на элембнт ИЛИ 1 поступает уровень напряжения, обеспечивающий отсутствие появления рециркуляционного процесса. Таким образом, в результате измерения интервала нулевой длительности в счетчики 12 и 13 не поступит ни одного импульса, т.е. показания их будут соответст.вовать нулю. При совпадении во времени импульса Стоп с одним из импульсов Старт последовательности на выходе элемента 16 совпадения сформируется импульс совпадения, который, пройдя через элемент ИЛИ 17,.поступает на вход триггера 18 и устанавливает его в состояние, обеспечивающее срыв процесса циркуляции. Введение в измеритель временных интервалов дополнительных элементов позволяет повысить надежность измерителя и расширяет его функциональные возможности. Подобные характеристики существенно расширяют область возможного применения измерителя. Формула изобретения Измеритель временных интервалов по авт. св. 760023, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы и расширения функциональных возможностей измерителя, в него дополнительно введены последовательно соединенные элемент . ИЛИ и триггер, а также два элемента совпадения, выходы которых подключены к входам дополнительного элемента ИЛИ, а первые входы объединены и подключены к шине стоп-импульсов,второй вход первого дополнительного элемента совпадения соединен с шиной старт-импульсов, второй вход второго дополнительного элемента совпадения соединен с выходом первого элемента ИЛИ, а выход дополнительного триггера подключен к одному из входов второго элемента ИЛИ. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 760023, кл. G 04 F 10/04, ,

и Старт

Стоп