Измеритель временных интервалов в сериях импульсов

Изобретение относится к иэмери тельной и вычислительной технике, предназначено для измерения длительности и периода повторения импульсов в серии, длительности серий и может ,быть использовано в различных облас- тях науки и техники при исследовании адаптивных систем, построенных на принципе измерения длительности или периода повторения импульсов последовательности серий, например, в нейрофизиологии.Известен измеритель длительности пачки импульсов, содержащий квантую щий генератор, временной селектор, счетчик импульсов, регистр сдвига, 15 триггер, схемы совпадения и запрета (1). Однако данный измеритель имеет ошибку при определении длительности пачки импульсов, обусловленную задерж 20 кой сигнала совпадения в элементах схемы, и не может определить максимальный интервал времени между сосед" ними импульсами и момент окончания пачки, если максимальный интервал 25 времени нв известен. Известен также измеритель предельных значений интервалов, содержащийгенератор импульсов эталонной часто"ты, выход которого соединен с первымвходом ключа, второй. вход которогоподключен к выходу элемента ИЛИ, тре"тий вход соединвн с выходом первойлинии задержки, а выход - с входомпервого счетчика, вторую и третью линии задержки и запоминающее устройство (2),Однако указанный измеритель характеризуется конструктивной сложностью,невозможностью определения промежуточ 40ных между предельными значений временных интервалов серий импульсов.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяустройство для измерения серии временных интервалов, содержащее генератор импульсов эталонной частоты, ключ,счетчик, схемы И, запоминаквцее устрой.ство, схему ИЛИ и линии задержки (3).Изввстное устройство имеет ряд не Одостатков, ограничивакщих его примене-ние, а именно невозможность получения информации о длительности серий,длительности импульсов и максимального временного интервала в серии и свя 55эанная с последним невозможность фиксации момента времени окончания серий,Цвль изобретенная - расширение функ.циональных возможностей измерителяэа счет воэможности определения дли"тельности серий, длительности импульсов и максимального временного интервала в серии и фиксации момента.окончания серий,Поставленная цель достигается тем,что в измеритель временных иитерва лов в сериях импульсов, содержащий генератор импульсов эталонной частоты, выход которого соединен с первым входом ключа, второй вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ, тре" тий вход соединен с выходом первой линии задержки, а выход - с входом первого счетчика, вторую н третью линии задержки и запоминающее устройст" во, введены второй и третий счетчики, управляемый генератор импульсов, сумматор, арифметическо-логический блок и формирователь импульсов, причем вход измерителя соединен с входом формирователя импульсов, первый выход которого подключен к входу записи запоминающего устройства и первому входу элемента ИЛИ непосредственно и через первую линию задержки к входу второго счетчика, выход которого соединен с первым входом сумматора, второй вход которого подключен к вы" ходу первого счетчика, а выход - к информационному входу запоминающего устройства, выход которого соединен с информационным входом арифметическо-логического блока, выход которого через управляемый генератор импуль-. сов подключен к счетному входу третьего счетчика, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ, а вход сброса подключен к выходу второй линии задержки, второй выход формирователя импульсов через третью линию задержки подключен к входу второй линки задЕржки и управляющему входу арифметическо-логического блока.На фиг. 1 показана функциональная схема предлагаемого измерителя на фиг. 2 - врвмвнныв диаграммы, поясняющие его работу.Измеритель содержит генератор 1 импульсов эталонной частоты, к,яюч 2, счетчики 3"5, запоминающее устройст" во б, линии 7-9 задержки, элемент ИЛИ 10, управляемый генератор 11 импульсов, сумматор 12, арифметическологический. блок 13 и формирователь 14 импульсов.Измеритель работает следующиМ образом.В начальный момент времени счетчики 3-5, запоминакщее устройство б, буферная и оперативная память арифметическо-логического блока 13 сбрасываются импульсом от внешнего управляющего узла (фиг. 2 м) (цепь сброса и внешний управлякщий узел на фнг.1 не показаны) и на их выходах устанавливается нулевой код.Импульсы исследуемой сериИ произвольной формы и длительности поступают на вход формирователя 14 (фиг.2 а), который сравнивает их амплитуду на заранее установленном уровне и в моменты совпадения амплитуды напряжения импульсов исследуемой серии и посто"й= Яи+л,35 янного уровня напряжения выбрасываетпрямоугольные импульсы, калиброванные по ФормГ,и длктельйости, которая,не превьааает периода повторения импульсов генератора 1 (фиг. 2 г), кФормирует их на первом выходе(фиг. 2 б) . На втором выходе формиро"ватель 14 синхронно с периодом понто"рения.импульсов исследуемой серии вырабатывает прямоугольные импульсыуправления арифметкческо-логического 30блока 13 (Фиг. 2 в).Первый импульс с .первого выхода Формирователя 14, соответствующий началу первого импульса серии к задер, жанный в линии 7 задержки на.время, равное сумме длительности периода повторения импульсов генератора 1 и времени задержки элемента ИЛИ 10, поступает на разрешающий вход ключа 2 (Фиг. 2 ж) и открывает его. Импульсы .генератора 1 поступают на счетчик 3 и подсчитываются нм (фиг. 2 з). Тот же задержанный импульс с первого выхода формирбвателя подсчитывается счетчиком 5. Поскольку момент открытия ключа 2 задержав на один период генератора 1, счетчик 3 зафиксирует на один импульс меньше. Поэтому сум ма кодов счетчиков 3 к 5 на выходе сумматора 12 является действительной ЗО величиной, представлякщей реальное значение длительности временного ийтервала в единицах периода генератора 1. Второй импульс с первого выхода формирователя 14, соответствующий концу первого импульса серии, через элемент ИЛИ 10 (фиг, 2 д) запирает ключ 2, прн этом счетчик 3 н сумма тор 12 прекращают изменение кода на своих. выходах, и производит запись кода сумматора 12 в запоминающее устройство б. Второй импульс, задер-. жанный в линии 7, фиксируется в счетчике 5.и открывает ключ 2 и весь про-. цесс повторяется вновь до прихода третьего импульса, При этом каждому импульсу, зафиксированному в счетчике 5, соответствует приращение кода длительности импульса к предшествующему коду на выходе запоминающего устройства б, а каждому нечетному- приращение кода интервала времени между длительностями соседних импульсов серии, Сумма этих приращений коов соответствует длительности теку щего периода повторения импульсов серии, Если увеличение кода счетчика 5 иа единицу сопровождается ступенчатьаи приращением кода на выходе 60 запоминающего устройства б и при этом измеритель прекращает свою ра-. боту (Фиксируется момент времени окон. чанкя серии), то исследуемая серия импульсов завершается перепадом, На 5 выходе счет. чика 5 в общем случае можнт быть зафиксирован код где и - число импульсов в серии.В предельном случае счетчик 5 регистрирует однократный перепад и одиночный импульс напряжения. Послеокончания работы измерителя выходнойкод запоминающего устройства б соответствует длительности серии кмпульсов с учетом возможности завершениясерки перепадом напряжения.Второй импульс с второго выходаформирователя 14 задерживается в линии 8 задержки на время, равное времени задержки линии 7, и поступаетна управляющий вход арифметическо- .логического блока 13 (фиг. 2 е). Квремени прихода второго импульса управления выходной код эапоминакщегоустройства б соответствует длительности первого периода наследуемойсерии. Этот импульс управляет выпол "некием последовательности операций1) вычитание кода предшествующегокачения интервала времени, зафиксированного в буферной памяти арифмЕткческо-логического блока 13, иэ кода последуищего, значения интервалавремени с выхода запоминакщего устройства б2) сравнение кода текущей разнос"ти с кодом предшествующей разностинз оперативной памяти аркфметкческологкческого блока 13;3) если код текущей разности меньше.или равен коду зафиксированной ранее разности в оперативной памятиарифметическо"логического блока 13,то значение кода предшествукщей разности остается неиэиеннык, а еслион больше, то осуществляется перезапись текущей разности в оперативнуюпамять арифметическо"логического блока 13 вместо предшествукщей)4) перезапись в буферную памятьарифметкческо"логического блока 13кода носледукщего значения ступенчато приращенного кода с выхода запоминающего устройства 6 вместо предшест"вующего,Поскольку к приходу второго импульса в буферной и оперативной памяти арифметическо-логического блока13 бМп установлен нулевой код, то наего выходе появляется код, соответствующий длительности первого периодаисследуемой серик. По установленномуалгоритму вычислений в арнфметическологическом блоке 13 осуществляетсяпоиск к определение максимального интервала времени в серии. Код текущего максимального интервала времени с выхода арнфметическо:логкческого блока 13 поступает на вход управляемого генератора 11, ко1027694 Фиа Р аэ 4738/52 Тираж 411 Подписно ВНИИПИ илиал ППП "Патент", г,ужгород,ул,Проектная,4 торый с появлением кода на его входе начинает генерировать импульсы с пе" риодом повторения, определяемым входным кодом и соответствующим текущему максимальному интервалу времени серии (фиг. 2 и). Импульсы управляемогогенератора 11 подсчитываются двухразрядным счетчиком 4.Для случая адаптивных систем, использующих переменный период повторения импульсов серии, последующее эна чение периода по отношению к предшест вукщему не может скачкообразно измениться. Поэтому выбирается двухкратное превышение интервала времени после окончания серии над максимальным 15 интервалом времени в серии для фиксации достоверного момента времени окончания серии импульсов.После прихода первого импульса управляемого генератора 11 на вход счет 0 чика 4 на его выходе устанавливается код 01 ф (фиг. 2 л), Если серия нв окончена, импульс с выхода линии.8 задержки задерживается в линии 9(фиг. 2 к) на время, превышакщее дли тельность вычислений в нем, и сбрасы. вает счетчик 4 в исходное состояние. Если серия завершена, второй импульс управляемого генератора 11 устанавливает на выходе счетчика 4 код фХО. С выхода второго разрядасчетчика вы" сокий уровень через элемент ИЛИ 10 запирает ключ 2, прекращая работу измерителя, и поступает на внешний управляющий узел, сигнализируя об окончании серии,Измеритель временных интервалов в сериях импульсов способен выделять перепады напряжения, определить максимальный интервал времени в серии и достоверно зафиксировать момент времени ее окончания с наименьшими зат" ратами времени, что увеличивает динамический диапазон измерения длительности серий. Измеритель в течение одной серии одновременно представляет информацию о длительности, серии, длительности, повторения и количестве импульсов в серии, Поскольку значение интервала времени между окончанием последнего периода серии и сиг.- ,налом прерывания работы измерителя известно, то последний позволяет также определить интервал времени между сериями импульсов в последовательности серий при совместной работе с внешним управляющим углом, Применение предлагаемого измерителя позволяет сократить до минимума непроизводительные затраты времени на измерение отдельных параметров.