Устройство для дискретного измерения временных интервалов

СОЮЗ СОВЕТСКИХпаиципеетикРЕСПУБЛИК Уа) 6 04 10 .04ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И (ЛНРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) 1. Авторское свидетельство СССРВ 726487, кл. 0 01 й 28/00, 1976,2. Авторское свидетельство СССРВ 699486, кл, 6 04 Г 10/04, 1977.(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСКРЕТНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВсодержащее элемент И, элемент ИЛИи элемент задержки, вход которого,подключен к выходу элемента ИЛИ, авыход к первому входу элемента Й, вы.,80 1018102 А ход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ, второй вход ко-торого является входом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я ,тем, что, с целью повышения быстродействия и точности измерений, в него введены распределитель, элемент НЕ и счет. ная декада, причем выход элемента ИЛИ подключен к входу распределителя и входу старшего разряда счетной декады, первый, второй, третий и четвертый выходы распределителя соединены с управляющими входами счетной декады, пятый выход распределителя через элемент НЕ подключен к второму входу элемента И.Р1018102 2Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что счетная 1декада содержит четыре разряда, причем вход каждого 1-го разряда, кроме старшего, соединен с первым выходом (1+1)-го разряда, управляющие входы разрядов соединены с соответствующими управляющими входами декады, а вторые выходы разрядов являются информационными выходами декады. 3. Устройство по пп 1 и 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем., что каждый из разрядов счетной декады содержит два элемента ИЛИэлемент НЕ, три элемента И, триггер и элемент задержки, вход которого соединен с выходом первого элемента И и первым входом Изобретение относится к измерительной технике и предназначено дляизмерения временных интервалов и периода повторения импульсов.Известно устройство для измерения 5периода, содержащее формирователь,счетчик, пересчетный блок, триггер,генератор, селектор, элементы И,ИЛИ (,1).К недостаткам известного устрой Оства относятся его сложность и невоэможность использования для измерения временных интервалов наносекундного диапазона.Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является рециркуляционный преобразователь времякод наносекундного диапазона, содержащий элемент ИЛИ, два элемента задержки, элемент И, счетчик 12),Недостатком этого преобразователяявляется низкое быстродействие, таккак количество циклов циркуляциибольшое и прямопропорциональное длительности измеряемых импульсов (например при измерении импульса длительностью 100 нс с дискретностью 1 нснеобходимо циклов100 ИСИ = - =1001 НС30и время не менее йи 100 нс=,10000 нс).Кроме того, преобразователь характеризуется низкой точностью измерения из-за искажений, вносимых элементами задержки при многократной цирку- З 5ляции измеряемого импульса.Цель изобретения - повышение быстродействия и точности измерений устройства.Укаэанная цель достигается тем, 40что в устройство для дискретного извторого элемента И, второй вход которого подключен к выходу элементаи первому входу первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединенс выходом третьего элемента И, а выход является первым выходом разряда,выход триггера является вторым выходом разряда и соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй входкоторого является управляющим входомразряда, а выход подключен непосредственно к первому входу первого элемента И и через элемент НЕ - к первому входу третьеГо элемента И, второйвход которого соединен с вторым входом первого элемента И и являетсявходом разряда. мерения временных интервалов, содержащее элемент И, элемент ИЛИ и элемент задержки, вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ, а выход к первому входу элемента И, выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ, второй вход которого является входом устройства, введены распределитель, элемент НЕ и счетная декада, причем выход элемента ИЛИ подключен к входу распределителя и входу старшего разряда счетной декады, первый, второй, третий и четвертый выходы распределителя соединены с управляющими входами счетной декады, пятый выход распределителя через элемент НЕ подключен к второму входу элемента И.Кроме того, счетная декада содержит четыре разряда, причем вход каждого 1-го разряда, кроме старшего, соединен с первым выходом (1+1)-го разряда, управляющие входы разрядов соединены с соответствующими управля" ющими входами декады, а вторые выходы разрядов являются информационнымивыходами декады.1При этом каждый из разрядов счет. ной декады содержит два элемента ИЛИ, элемент НЕ, три элемента И, триггер и элемент задержки, вход которого соединен с выходом первого элемента И и первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к выходу элемента задержки, а выходк входу триггера и первому входу первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента И, а выход является первым выходом разряда, выход триггера является вторым выходом разряда и соединен с первым входом второгоэлемента ИЛИ, второй вход которогоявляется управляющим входом разряда,а выход подключен непосредственнок первому входу первого элемента Ии через элемент НЕ - к первому вхо"ду третьего элемента И, второй входкоторого соединен с вторым входомпервого элемента И и является входомразряда.На Фиг, 1 изображена блок-схемапредложенного устройства; на фиг, 2 - 10временные диаграммы его работы.Устройство содержит элемент 1 И,элемент 2 ИЛИ, элемент 3 задержки,распределитель 4, элемент 5 НЕ, счетную декаду 6, которая содержит четыре разряда 7-10, каждый разряд содержит два элемента 11 и 12, ИЛИ, элемент 13 НЕ, три элемента 14, 15 и 16 .И, триггер 17 и элемент 18 задержки,На фиг. 2 изображено: О - измеряемый импульс на входе устройства;о - циркулирующие импульсы на выходах элементов 1 И и 2 ИЛИ; 8 , 2.д, и Ж - импульсы, подаваемые распределителем на .управляющие входыразрядов 7"10 соответственно; ) импульс с последнего выхода распределителя; ц к., Л., у - импульсы напервом выходе разрядов 7-10 соответственно;н, и, - импульсы на второминформационном выходе разрядов 7 и10 соответственно.Задержка элемента 3 выбираетсябольше длительности максимальногоизмеряемого импульса (фиг. 2, времяс -йо ), В качестве примера взята 35только одна декада с двоично-десятичной системой счисления в коде4-2-2-1, т.е. элемент 18 задержкив разряде 7 имеет задержку 4 нс,в разряде 8 и 9 - 2 нс, в разряде 4 О10 - 1 нс.При необходимости устройство может иметь несколько последовательносоединенных счетных декад.Устройство работает следующим образом.Измеряемый импульс длительностЬюь -, (например 5,6 нс, фиг. 2 О )циркулирует по контуру: элемент 2 ИЛИэлемент 3 задержки 1 И элемент 50(Фиг. 1 и 2 д ). При этом он подается на вход разряда 7. От первого импульса на выходе элемента 2 ИЛИ распределитель подает уровень логической "1" на. управляющий вход разряда7 (Фиг. 2 ), чем запрещает с помощьюэлемента 13 НЕ прохождение измеряемого импульса через элемент 16 И и разрешает его прохождение через элемент15 И, причем элемент 18 задерживает .этот импульс на время й -с, = 4 нс 60опрежде, чем он попадает на один извходов элемента 14 И. На другой входэлемента 14 И попадает измеряемыйимпульс без задержки и (так, как измеряемый импульс равен 5,6 нс, а задерж 65 ка элемента 18 равна 4 нс) на выходеэлемента 14 И появляется импульсдлительностью с - с, ш 1,6 нс (фиг.2 а)который через элемент 11 ИЛИ попадает на первый выход. разряда 7 и, кро.ме этого,изменяет состояние триггера 17. При этом сигнал логической ф 1 фс выхода триггера 17 (фиг 2 И) черезэлемент 12 ИЛИ разрешает в процессеизмерения прохождение измеряемогоимпульса через элемент 15 И и запрещает его прохождение через элемент16 И. Следующий импульс с элемента2 ИЛИ изменяет снова состояние распределителя 4, и уровень логической"1 ф теперь подается на управляющийвход разряда 8 (фиг, 2 З), где происходит аналогично разрешение прохождения импульса длительностью 1,6 нсчерез элемент 15 И, но так как элемент 18 имеет задержку 2 нс, а импульс с выхода разряда 7 длительгностью й 6,-с = 1,6 нс, то на выходеэлемента 14 И в этот момент нет импульса, и триггер 17 не изменяетсвоего состояния. Третий импульсс элемента 2 ИЛИ изменяет снова состояние распределителя 4, и уровеньлогической ф 1" подается на управляющий вход разряда 9 (Фиг. 2 У) . Таккак триггер 17 разряда 8 находитсяв исходном состоянии, а с распределителя 4 на управляющий вход разряда 8 подается логический фО" ( фиг. 2 Ъ)то импульс с первого выхода разряда7 проходит по цепи: элемент 16 И -элемент 11 ИЛИ разряда 8, и попада -ет на вход разряда 9, где также неизменяет состояния триггера 17, таккак длительностью его с 7 - с 61,6 нсС 2 нс (фиг. 2 К). Четвертый импульсс элемента 2 ИЛИ изменяет снова состояние распределителя 4 н уровеньлогической "1 ф подается на управляющий вход разряда 10 (фиг, 24 с). Импульс с выхода разряда 8 через цеписледующих рахрядов, аналогичные разряду 8, попадает на вход разряда 10(фиг. 2 А) и через элемент 15 И наэлемент 18, где задерживается на 1 нс.Тогда на выходе элемента 14 И появляется импульс (фиг. 2 м., время су ),который изменит состояние триггера17 (фиг, 2 и,). Пятый импульс с элемента 2 ИЛИ изменяет снова состояниераспределителя 4, и уровень логи,ческой ф 1" через элемент 5 НЕ с по 1 мощью элемента 1 И запрещает циркуляцию измеряемого импульса (Фиг. 2) После времени сможно с информационных выходов разрядов считывать ,информацию .о длительности измеряемого импульса, которая равна: разряд 7 - логическая ф 1", разряды 8 и 9 - логический "0", разряд 10 логическая "1", т.е. это будет 4 + + 1 = 5 нс.1018102 Введение новых узлов и связей позволяет уменьшить количество циклов циркуляции, за счет чего увеличивается быстродействие и точность измерения, Например, при измерении импульса длительностью 100 нс с Составитель П. Плетневаемеш Техред Т.фанта Корректо едактор М льи Подписное раж 411венного комитета СССретений и открытий35, Раушская наб., д 4/5 тЮ Ею щаМе щ ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная Ф Заказ 3542/47 вяииПи Государ по делам нз 113035, Москва, дискретностью 1 нс необходимо дведекады, при этом нужно всего 8 циклов циркуляции, а время измерениясоставляет не менее 800 нс, что напорядок меньше, чем у известных уст.ройств.