Устройство для вычисления отношения временных интервалов Советский патент 1983 года по МПК G06G7/16 

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ОТНОШЕНИЯ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ

.1Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам деления времяимпульсных сигналов с представлением результата в цифровой форме. Известно устройство для вычисленИя отношения временных интервалов, .содержащее формирователи импульсов, ждущий мультивибратор, генератор пилообразного напряжения, ключи, эле менты памяти, дифференциальный уси литель, импульсный делитель напряжения и генератор импульсов управляемой длительности 1: . Известно также устройство для вычисления отношения временных интер валов, содержащее reHiepaTop импульсо элемент задержки, элементы И, блок сравнения кодов и счетчики 21 . Недостатками известных устройств являются пониженные точность и быстродействие вычитаний. . Наиболее близким к предлагаемому является устройство для вычисления отношения Временных интервалов, содержащее первый элемент И, подключенный входами к первой входной шине устройства и к выходу генератора импульсов, а выходом - к счетному входу первого счетчика, соединенного выходами с первой группой входов блока сравнения кодов, подключенного второй, группой входов к выходам второго счетчика, а выходом - к входу обнуления второго счетчика и к первому входу элемента ИЛИ, соединенного вторым входом с выходом одновибратора, а выходом - с счетным входом счетчика результата, причем счетный вход второго счетчика подключен к выходу второго элемента И, первый, второй и третий входы которого соединен соответственно с второй входной шиной устройства, .выходом генератора импульсов и с выходом элемента НЕ, подключенного входом к первой входной шине устройства и к входу одноаибратора з . 399 Недостатком известного устройстаа .является пониженная точность включений, обусловленная возможной несинхронностью ввода время-импульсных си налов из-за опережения меньшим интер валом времени большего интервала. Цель изобретения - повышение точности вычислений. Цель достигается тем, что в устро ство для вычисления отношения времен ных интервалов, содержащее первый эл мент И, подключенный входами к перво входной шине устройства и к выходу генератора импульсов, а выходом - к счетному входу первого счетчика ,соеди ненного выходами с первой группой вх дов блока сравнения кодов, подключен ного второй группой входов к выходам второго счетчика, а выходом - к входу обнул,ения второго счетчика и к первому входу элемента ИЛИ, соединен ного вторым входом с выходом одновибратора, а выходом - с счетным входом счетчика результата, причем счетный вход второго счетчика подклю чен к выходу элемента И, первый и второй входы которого соединены с второй входной шиной устройства и с выходом генератора импульсов, дополнительно введены триггер, третий элемент И и формирователь коротких импульсов, подключенный входом к перво входной шине устройства и к первому входу триггера, а выходом - к первом входу третьего элемента И, соединенного вторым входом с второй входной шиной устройства, а выходом - с вторым входом триггера, подключенного выходом к входу одновибратора и к третьему входу второго элемента И. На чертеже изображена блок-схема устройства для вычисления отношения временных интервалов. Устройство содержит генератор 1 импульсов, первый элемент И 2, первый счетчик 3, второй элемент И , второй счетчик 5, одновибратор 6, блок 7 сравнения кодов, элемент ИЛИ 8 счетчик 9 результата, формирователь 10 коротких импульсов, третий элемент И 11 и триггер 12. Элемент И 2 подключен входами к первой входной шине устройства и к выходу генератора 1 , а выходом - к счетному входу счетчика 3. Выходы счетчика 3 соединены с первой группой входов блока 7 сравнения кодов, подключенного второ группой входов к выходам счетчика 5 4 а выходом - к входу обнуления счетчика 5 и к первому входу элемента ИЛИ 8. Элемент ИЛИ 8 соединен вторым входом с выходом одновибратора 6, а выходом - с счетным входом счетчика 9Счетный вход счетчика 5 подключен к выходу элемента И , первый и второй входы которого соединены с второй входной шиной устройства и с выходом генератора 1. Формирователь 10 подключен входом к первой входной шине устройства и к первому входу триггера 1 2 , а выходом - к первому входу элемента И 11, соединенного вторым входом с второй входной шиной устройстаа, а выходом - с вторым входом триггера 12. Выход триггера 12 подключен к входу одновибратора 6 и к третьему входу второго элемента И . Устройство работает следующим образом. На первую и вторую входные шины устройства подаются импульсы, имеющие длительность, соответствующую временным интервалам Т, и Т, отношение которых требуется вычислить (Tj 7 Т.). Импульсы высокой (образцовой) ч стоты с выхода генератора 1 npoxoдяf через элемент И 2 в течение меньшего временного интервала Т. на счетчик 3, содержимое которого линейно увеличивается по мере его заполнения и в момент времени, соответствующий окончанию указанного интервала, становится равным N о остота импульсов генератора 1. Это значение кода в дальнейшем сохраняется неизменным в счетчике 3 в течение всего времени измерения. При совпадающих временных интервалах формирователь 10 в момент времени, соответствующий началу меИьшего временного интервала Т , формирует короткий импульс, который проходит через открытый элемент И 11 (элемент И 11 открыт, так как на его входе, связанном со второй входной шиной устройства, в данный момент времениразрешающий потенциал высокого уровня) и устанавливает триггер 12 в положение 1, потенциал на выходе триггера скачком изменяется до уровня логического нуля, что запрещает поступление импульсов генератора 1 на счетчик 5 через элемент И 4, управляемый сигналом с выхода триггера.. В момент времени, соответствующий окончанию временного интервала Г триггер 12 возвращается в исходное положение при этом перепадом по teH4Ha/Ja с низкого на высокий уровен срабатывает одновибратор 6, который формирует импульс, заносимый через элемент ИЛИ 8 в счетчик 9 результата. Это значит, что в больший времен ной интервал Т уложился ровно один временной интервал Т, Одновременно элемент И k открывается (так как на выходе триггера теперь потенциал высокого уровня) и импульсы с выхода генератора 1 начинают заполнять счет чик 5, содержимое которого увеличивается до тех пор, пока не станет равным N. Момент равенства фиксируется блоком 7 сравнения кодов, импульс с выхода которого, во-первых, сбрасывает в нуль счетчик 5 и, вовторых, через элемент ИЛИ 8 заносится в счетчик 9 результата. Это значи что в больший временной интервал 1/2. уложился второй временной интервал Т. Содержимое счетчика 5 опять начинает увеличиваться (так как элемен И Ц открыт и импульсы с выхода генератора 1 продолжают поступать на сче чик 5) и увеличивается до тех пор, пока не станет -равным N. Дальнейшая последовательность операций аналогич на рассмотренной, срабатывает блок 7 сравнения кодов, импульс с выхода которого .опять сбрасывает счетчик 5, заносится в счетчик 9 результата через элемент ИЛИ 8 и т.д. Процесс вычисления заканчивается в момент времени, соответствующий окончанию временного интервала Т. При частично совпадающих или несовпадающих временных интервалах импульс с выхода формирователя 10 не проходит через элемент И 11, так как последний закрыт (импульс с длительностью, соответствующей временному интервалу Т, еще не поступил на BTO рую входную шину устройства). В результате триггер 12 остается в исход ном положении О. В момент времени соответствующий началу временного интервала Т, начинается заполнение счетчика 5 импульсами генератора 1, проходящими через открытый элемент И k. Содержимое счетчика 5 увеличивается до тех пор, пока не станет «у;., равным N}. Момент равенства фиксируется блоком 7, импульс с выхода которого, как и прежде, сбрасывает в нуль счетчик 5 и заносится через элемент ИЛИ 8 в счетчик 9 результата альнейшая последовательность операций аналогична рассмотренной. Здесь важно только отметить, что триггер, оставаясь в положении О а течение всего цикла измерения, фактически запрещает срабатывание одновибратора 6 и исключает, таким образом, формирование лишнего импульса и появление связанной с ним погрешности. В известном тройстве этот импульс был бы сформирован, внеся погрешность в результате вычислений. Таким образом, предлагаемое устройство в случае несинхронности ввода время-импульсных сигналов позволяет вычислять ИХ отношение с большей точностью по сравнению с известным. Формула изобретения Устройство для вычисления отноше- ния временных интервалов, содержащее первый элемент И, подключенный входа-ми к первой входной шине устройства и к выходу генератора импуль.соа, а выходом - к счетному входу первого счетчика, соединенного выходами с первой группой входов блока сравнения кодов, подключенного второй группой входов к выходам второго счетчика, а выходом - к входу обнуления второго счетчика и к первому входу элемента ИЛИ, соединенного вторым входом с выходом одновибратора, а выходом - с счетным входом счетчика результата, причем счетный вход второго счетчика подключен к выходу второго элемента И, первый и второй входы которого соединены с второй входной шиной устройства и с выходом генератора импульсов, отличающееся тем, что, с целью повышения точности вычислений, в него дополнительно введены триггер, обратный элемент И и формирователь коротких импульсов, подключенный входом к первой входной шине устройства и к первому входу триггера, а выходом - к первому входу третьего элемента И, соединенного вторым входом с второй входной шиной устройства, а выходом - с вторым входом триггера, подключенного выходом к входу одновибратора и к третьему входу второго элемента И. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1, Карпов Р.Г., Карпов Н.Р. Преобразование и математическая обработка широтно-импульсных сигналов. М., 5 Машиностроение, 1977, c.St-SS, рис.68. 2. Авторское свидетельство СССР № 579628, кл. G Об G 7/J6, 1976. 3- Авторское свидетельство СССР (Г 698006, кл. G Об G 7/16, 1978 (прототип).