Цифровой измеритель отношения временных интервалов

(2 (2 4 ре со вх ход ФаР ГОСУДАРСТВЕННЦЙ КОМИТЕТ СССРЮ АЫ ИЮ бъ(56) 1. АВторское свидетельство СССР 9 983644, кл. С 04 Р 10/04, 11.0182, (54) 57) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ОТНОШЕНИЯ ВРЕМЕННЬИ ИНТЕРВАЛОВ по авт. св. 9 983644, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения быстродействия, Формирователь импульсовсодержит два триггера, элемент . И и Формирователь коротких импульсов конца интервала, причем первым входом Формирователя импульсов явля- " ется первый вход первого триггера, выход которого соединен с первьи входом элемента И, второй вход которого подключен к выходу второго триг. гера, к первому входу которого чез Формирователь коротких импульв конца интервала подключен второй од Формирователя импульсов, выом которого является выход элемента И, соединенный с вторьаюи входа 1 ми первого и второго триггеров.Изобретение относится к цифровойизмерительной технике и может бытьиспользовано как в качестве автономного прибора, так и в качестве устройства, встраиваемого в информационно-измерительные системы.По основному авт. св, Р 983644известен измеритель временных интервалов, содержащий блок управления,коммутатор, счетчики, управляемыйделитель частоты, блок сравнения.кодов, вентильную группу, формирова-.тель импульсов, элемент ИЛИ, генератор образцовой частоты, элементы Ии электронные ключи1.Недостатком данного измерителя 35является относительно невысокое быстродействие.Цель изобретения - повышение быстродействия измерителя,50 20Укаэанная цель достигается тем,что в цифровом измерителе отношениявременных интервалов, содержащемблок управления, коммутатор, двасоветчика, два дополнительных счетчика, счетчик результата, управляемыйделитель частоты, блок сравнениякодов, группу вентилей, формирователь импульсов, элемент ИЛИ, генера-,тор образцовой частоты, элементы Ии два ключа, первые входы которыхподключены соответСтвенно к первойи второй входным шинам, вторые входы ключей подключены к выходу генератора образцовой частоты, управляющему входу управляемого делителячастоты и к первому входу первогоэлемента И, выход первого ключа подключен к первому входу Формирователя импульсов и входу первого дополнительного счетчика, выходы которо" 40го подключены к первой группе входовблока сравнения кодов, вторая группавходов которого соединена с выходами второго дополнительного счетчика, счетный вход которого соединен с выходом первого элемента Ии счетным входом первого счетчика,установленный вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ, выход второго ключа соединен с входомвторого счетчика и вторым входом:формирователя импульсов, выход кото:рого подключен к первому входу блока управления, выходы второго счет-.чика подключены к информационным .входам управляемого делителя частоты, выход которого соединен с первым входом втораго элемента И ивторым входом блока управления,третий вход которого Соединен с выходом блока сравнения, а первый 60выход - с вторыми входами первогои второго элементов И, выход последнего из которых соединен с входом коммутатора и первым входомэлемента ИЛИ, второй вход которого 65 подключен к второму выходу блокауправления и управляющему входукоммутатора, выходы которого соединены с входами счетчика результата, третий выход блока управления подключен к установочному входу второго дополнительного счетчика и управляющему входу группы вентилей, выходы первого счетчика соединены с входами группы вентилей,выходы которой подключены к информационным входам первого дополнительного счетчика, формировательимпульсов содержит два триггера,элемент И и формирователь короткихимпульсов конца интервала,. причемпервым входом формирователя импульсов является первый вход. первоготриггера, выход которого соединенс первым входом элемента И, второйвход которого подключен к выходувторого триггера, к первому входукоторого через Формирователь коротких импульсов конца интервала подключен второй вход формирователяимпульсов, выходом которого является выход элемента И, соединенныйс вторыми входами первого и второготриггеров.На чертеже представлена Функциональная схема цифрового измерителяотношения временных интервалов.Измеритель содержит ключи 1 и 2генератор 3 образцовой частоты, Формирователь 4 коротких. импульсов конца интервала, триггеры 5 и б, элемент И 7, блок 8 управления, счетчик 9, управляемый делитель 10 час-,тоты, элемент И 11,коммутатор 12,счетчик 13 результата с индикацией,блок 14 сравнения кодов, счетчики15-17, элемент И 18, группу вентилей 19 и элемент ИЛИ 20,Измеритель работает следующимобразом.В исходном положении счетчики9,. 13, 15, 16 и 17 находятся в исходном нулевом состоянии, элементы И 7,1 11 и 18 заперты отсутствиемразрешающих напряжений на единичномвыходе триггера 6 и первом выходеблока 8 управления, триггеры 5 и бнаходятся в нулевом состоянии, ключи 1 и 2 заперты отсутствием сиг:налов контролируемых временных интервалов на выходах измерителя. Цепи установки изерителя в исходноесостояние для упрощения на чертежене показаны,Процессу определения отношениявременных интервалов предшествует ввод в устройство сравниваемых вре менных интервалов, Эти интервалы Т и Т поступают на соответствующие входы устройства, в результате чего электронные ключи открываются и в счетчики 9 и 15 записываются коды И(Т) и И(Т, ) временныхинтервалов. Если частота генератора 3 равна К, тоИ(Т 4) = К (Т 1), а И(Т ) =Е(Т)В момент окончания временногоинтервала Т формирователь 4 вырабатывает короткий импульс.Момент начала преобразования кодов И(Т 2) и И(Т) в результате измерения зависит от временного расположения концов вводимых в устрой-ство измерительных интервалов. Здесьвозможны два варианта,В первом варианте ввод временного интервала Т 4 заканчивается доокончания ввода временного интервала 5Т . В этом случае сигнал на единичном выходе триггера 5 появится раньше, чем сигнал на выходе Формирователя .4. Поскольку до появления сигнала. формирователя 4 триггер 6 на Оходится в нулевом состоянии, сигналс выхода триггера 5 через элементИ 7 не проходит, Лишь после появлейия сигнала на выходе Формирователя4 и вызванного йм перехода тригге- р 5ра б в единичное состояние на обоихвходах элемента И 7 будут напряжения, а на выходе элемента И 7 появится сигнал, который поступит на первый вход блока 8 управления и нанулевые входы триггеров 5 и 6, перебрасывая их в нулевое состояние ипрекращая сигнал на выходе элементаИ 7.Во втором варианте запись временного интервала Т кончается раньше, чем заканчивается запись временного интервала Т . В этом случаеокончание интервала Т вызываетсрабатывание Формирователя 4, что,в свою очередь, приводит к переводу 40триггера 6 в единичное состояниеи появлению разрешающего потенциалана его единичном выходе. Если вводвременного интервала Т, началсяраньше отпирания элемента И 7, то 45на единичном выходе триггера 5 ужеимеется высокий потенциал и отпирание элемента И 7 сопровождаетсяпоявлением на его выходе сигнала,который, с одной стороны, поступает,па первый вход блока 8 управления,а с другой стороны, подается на нулевые входы триггеров 5 и 6, переводя их в нулевое состояние и запирая элемент И 7. Если к моменту отпирания элемента И 7 ввод временного интервала Т 4 еще не начался, тосигнал на начало преобразованияпоступает на первый вход блока 8управления тогда, когда первый импульс с выхода ключа 1 перебросит 60триггер 5 в единичное состояние,Импульсы квантования с выходаключа 2 поступают на счетчик 9, который подсчитывает их количество,Выходы разрядов счетчиков 9 соеди- , 65 нены с входами управляемого делителя 10 частоты так, что код, записанный в счетчик 9, становится коэффициентом К деления частоты делителя10. Таким образом, в момент окончания ввода кода И(Т) в счетчик 9делитель 10 преобретает коэффициентделения К = И(Т) и на его выходепоявляется последовательность импуль.сов с частотойА, 1 оГ т, . Т,поступающая на второй вход блока 8управления и на закрытий пока ещеэлемент И 11, Следовательно, к моменту появления на первом входе блока 8 управления сигнала, разрешающего начинать преобразование, в счетчик 15 либо вводится, либо уже записан код И(Т ), а на выходе управляемого делителя 10 частоты имеется периодическая последовательность импульсов с частотой Г, период которойравен ТСпад первого же импульса этойчастоты, поступившей на второй входблока 8 после после поступления сигнала на его первый вход, приводит кобразованию разрешающего напряженияна первом выходе блока 8 и отпираниюэлементов И 11 и 18. Импульсы с выхода генератора 3 через элемент И 18поступают на счетные входы счетчиков16 и 17, а импульсы с выхода делителя 10 через элемент И 11 следуют,во-первых, через коммутатор 12 насчетный вход декад целой части результата счетчика 13 с индикацией,а во-вторых, через элемент ИЛИ 20на вход сброса в нуль счетчика 17,переводя его каждый раз в исходноенулевое состояние.Когда на вход счетчика 16 поступит И(Т 4 ) импульсов генератора 3,коды на обоих входах блока 14 сравнения кодов сравниваются и послед,ний выдает иа третий вход блока 8управления сигнал, под действиемкоторого На первом выходе блока 8прекращается разрешающий сигнал.К этому моменту в счетчике 13 бу дет зафиксировано целое число периодов Т 2, уложившихся в интервале ,Т, в счетчиках 15 и 16 зафиксированы коды ЩТ), а в счетчике 17 -код временнЬго интервала междуконцом последнего целого периода ,в интервале Т. и концом интервала Т 4.Вслед за прекращением разрешающего сигнала на первсм выходе блока 8 управленияпоявляется сигнална его третьем выходе, которыйсбрасывает в нуль счетчик 16 иоткрывает группу вентилей 19, осуществляя перезапись кода из счетчика 17 в счетчик 15. Группа венти1027692 Составитель ПлетневаРедактор И. Рачкулинец Техред М.Тепер Корректор А. Повх Заказ 4738/52 Тираж 411 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д 4/5филиал ППП "Патентф, г, ужгород, ул. Проектная, 4 лей 19 подключена к счетчикам 15 и17 так, что при ее отпирании в первый десятичный самый младший разряд счетчика 15 вносится код нуля,во второй десятичный разряд счетчика 15 - код первого десятичногоразряда счетчика 17., в третий разряд счетчика 15 - код второго раз,ряда счетчика 17 и т.д. Таким образом, при перезапйси в счетчик 15вносится код числа в 10 раз большего, чем в счетчике 17. После завершения перезаписи кода появляетсясигнал на втором выходе блока 8управления, который через элементИЛИ 20 сбрасывает в нуль счетчик 1517 и, воздействуя на коммутатор 12,переключает выход элемента И 11 навход декады десятых долей результата счетчика 13 с индикацией, Измеритель готов для второго цикла 20преобразования,Второй цикл преобразования начинается с момента поступления спа-, да очередного выходного импульса 25 делителя 10 частоты, открываются 1 бэлементы И 11 и 18, счетчик 16 насчитывает количество импульсов, которое было зафиксировано в счетчике 15, срабатывает блок 14 сравнения кодов, фиксируя в соответствующей декаде счетчика 13 число целых пе" риодов Т, а в счетчике 17 - код интервала между последним импульсом Т и моментом срабатывания блока 14, осуществляются перезапись с умножением на 10 этого кода, сброс счетчиков 16 и 17 и коммутация к выходу элемента И, 11 входа декады сотых долей результата счетчика 13 .с индикацией и т,д. Такие циклы преобразования повторяются до тех пор, пока не будет зацолнены все декады долей результата в счетчике 13 с индикацией.Таким образом, предлагаемый цифровой измеритель позволяет несколь"; ко сократить время измерения за счет обеспечения начала преобразования не после ввода обоих сравниваемых интервалов, а после ввода интервала Т н начала ввода интервала Т, .