Цифровой измеритель интервалов времени

)19) ЯО)1) 1 1 7 4 51)4 С О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Аппаратуравременных измереА.П.Горшкова, М,1971, рис юл. 9 33В.Е,Долгов,И.И.Ковтун088.8)для частотных иний. Под ред,Советское ради 6.6, н В.М. Цифров реобразователи я школа, 1973 измериприборы168-17 Шлянди тельные п М,; Высша СУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(54)(57) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ИНТЕР-ВАЛОВ ВРЕМЕНИ, содержащий генератор импульсов, выход которого подключен к первым входам первого ивторого элементов И, второй вход первого элемента И соединен с выходомпервого триггера, первый и второй входыкоторого подключены соответственно кшинам старт- и стоп-импульсов, последняя из которых соединена с первымвходом второго триггера, выходкоторого подключен к входу генератора ударного возбуждения, выходкоторого подключей к счетному входу дополнительного счетчика, выход первого элемента И соединен со счет"ным входом основного счетчика, выходы основного и дополнительного счетчиков подключены соответственно кпервому и второму входам цифровогоиндик.атора, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения надежности и точности измерений, в него вве-,.дени третий элемент И, элемент ИЛИ,реверсивный счетчик и дешифраторнуля, причем шина стоп-импульсов соединена с вторым входом второго элемента И, выход которого подключен кпервому входу элемента ИЛИ, второйвход которого подключен к выходу дешифратора нуля, а выход - к второмувходу второго триггера, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход которогосоединен с выходом генератора импульсов, а выход - с входом сложения реверсивного счетчика, вход вычитаниякоторого соединен с выходом генератора ударного возбуждения, выходыс входами дешифратора нуля, а шина старт-импульсов соединена с установочными входами основного, дополнительного и реверсивного счетчиков.Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в цифровой измерительной технике,в частности, для построения цифровых измерителей времени 1,таймеров ), а также в автоматике, вычислительной технике, радиолокации и экспериментальной физикиЦелью изобретения является повыше- б ние надежности при одновременном повышении точности измерений благодаря методу фиксации момента совпадения импульсов счетной и нониусной последовательностей.Па фиг. изображена структурная15 схема цифрового измерителя интервдпов времени; на фиг,2 - временные диаграммы сигналов на входах и выходах отдельных элементов измерителя в режиме с использованием нониусной последовательности.Цифровой измеритель интервалов времени содержит генератор 1 импульсов, генератор 2 ударного возбуждения(импульсон нониусной последовательности ), основные элементы И 3 и 4, дополнительный элемент И 5, основной б и дополнительный 7 счетчики, первый 8 и второй 9 триггеры,. элемент ИЛИ 10, реверсивный счетчик 11, дешифратор 12 нуля, цифровой индикатор 13, при этом генератор 1 импульсов через элемент И 3 подключен к основному счетчику 6, а через элемент И 4, элемент ИЛИ 10, триггер 35 9 и генератор 2 ударного возбужде- ния - к дополнительному счетчику 7. Дополнительный элемент И 5 входами подключен соответственно к выходу генератора 1 импульсов и тригге ра 9, а выходом соединен с входом сложения реверсивного счетчика 11, входом вычитания подключенного к выходу генератора 2 ударного возбуждения, входом установки соединенного 45 с входом установки счетчиков. 6 и 7 и шиной "Старт", Выходы реверсивного счетчика 11 подключены к дешифратору 12 нуля, выходом соединенного с другим входом элемента ИЛИ 10, Вы ход триггера 8 подключен к второму входу элемента И За его единичный и нулевой входы подключены соответ" :сгвенно к шинам "Старт". и "Стоп", . Шина Стоп , кроме того, соединена 55 с единичным входом триггера 9.Реверсивный счетчик выполняется двухкаскад;,ым, потому что он должен иметь три различных состояния: два состояния, периодически сменяющие одно другое до момента совпадения импульсов нониусной и счетной последовательности в классическом нониусном методе, и третье состояние,. соответствующее моменту совпадения и отличающееся от двух предыдущих.Функционально реверсивный счетчик содержит два двойных разряда,устанавливаемых перед началом измерений сигналом "Старт" в положение"+2"Дешифратор нуля выполнен на элементах И, срабатывающих при переходе обоих триггеров реверсивного счетчика в нулевое положение.Основой и дополнительный счетчики работают в двоично-десятичном коде, Число десятичных разрядов основного счетчика выбирается исходя измаксимальной длительности измерительного интервала и длительности периода генератора 1, Количество двоично-десятичных раэрядов дополнительного счетчика должно совпадать с минимальной величиной ш,Генератор ударного возбуждениявырабатывает последовательность импульсов с возможно более стабильнымпериодом Т = Т -10 ), однако кнему не предъявляются какие-либо ограничивающие требования по длительности импульсов, Генераторы 1 и 2:вырабатывают импульсные последовательности с минимально возможной, сточки зрения срабатывания счетчиков 6 и 11, длительностью.Подача по шине "Старт" импульсана входы установки счетчиков 6 и 7 вположение "-1" обеспечивает нормальное показание цифрового индикатора 13 при измерении временных интервалов, меньших чем Т10(для счетчика 6, поскольку положение импульса"Старт" должно соответствовать положению импульса генератора 1), и приизменении временных интервалов, равных целому количеству периодов Т( для дополнительного счетчика 71,Связь шины "Старт" с входом установки реверсивного счетчика 11 в по"ложение "+2" позволяет периодическиизменять код этого счетчика в интервале "+2" - "1".и обеспечивает отличное от них третье положение "Нуль"при попадании двух импульсов нониус1177793 В момент с перевода реверсивного О счетчика 11 в состояние "0" дешифратор 12 нуля вырабатывает сигнал,которым триггер 9 через элемент ИЛИ 1 Оустанавливается в нулевое состояниеи срывает генерацию генератора 2 5 импульсов нониусной последовательности, На фиг,2 е показано изменение кода Нс в двухкаскадном реверсивном счетчике 11.Число импульсов в счетчике 6 соот ветствует целому числу периодов Т винтервале между импульсами "Старт"и "Стоп", а код в счетчике- числу1интерваловТ = Т - Т в про 10 фмежутке между последним импульсов То,прошедшим на основной счетчик 6, исигналом "Стоп". ной последовательности в интервалмежду фронтами двух соседних импульсов счетной последовательности.Устройство работает следующим образом. 5Сигналы начала и конца измеряемо-го интервала подаются соответственно на единичный и нулевой входы триг-,гера 8. Генератор 2 импульсов нониусной последовательности являетсягенератором ударного возбуждения сжесткими требованиями к периоду сле.дования сигналов, но с пониженнымитребованиями к форме и длительности генерируемых им импульсов,В исходном положении триггеры 8и 9 находятся в нулевом состоянии)а генератор 2 импульсов нониуснойпоследовательности не генерирует,По сигналу "Старт" счетчики 6и 7 переводятся в состояние "-1",а реверсивныи двухразрядный счетчик 1 - в состояние "+2". Одновре менно с этим триггер 8 устанавли"вается в состояние "1 " и сигнал сего единичного выхода поступает навход элемента И 3. Импульсы (меткивремени ) с выхода генератора 1 импульсов 1,счетной последовательности ) через элемент И 3 поступают на входсчетчика 6, где подсчитывается количество поступивших импульсов (фиг.2 а)По сигналу "Стоп" триггер 8 переводится в состояние "0"фиг.2 б)и поступление меток времени с гене" 35ратора 1 импульсов ( счетной последовательности) на счетчик 6 прекращается, Одновременно с этим триггер 9 переводится в состояние "1"фиг.2 6 ) и запускает генератор 2 40импульсов нониусной последовательности, импульсы с выхода которогопоступают на вход счетчика 7 и навычитающий вход реверсивного счетчика 11 (фиг,2 ,), а на суммирующийвход счетчика 11 начинают поступать(счетной последовательности ) черезэлемент И 5 1,фиг.28 ) . 4Соотношение между периодом следования импульсов Хо генератора 1 импульсов (счетной последовательности) и периодом следования импульсов Тн генератора 2 импульсов нониусной последовательности выбирают из условия Т = Т, (,1-10 ) . Результат со счетчиков 6 и 7 поступает на цифровой индикатор 13,В том случае, когда импульс "Стоп"совпадает с импульсом генератора 1импульсов счетной последовательности,на выходе элемента И 4 появляется сигнал, который переводит триггер 9в состояние "0", и устройство прекра-щает работу, Поскольку срабатываниеэлемента И 4 и триггера 9 происходит не мгновенно, то генератор 2 успевает выработать один импульс, который переводит счетчик 7 в состояниеи иЯ0 . Возможно включение на выходеэлемента И 4 элемента задержки начасть периода Т, что повышает надеж.ность срабатывания генератора 2 присовпадении импульсов "Стоп" и импульсов с генератора 2. Результат с выходов счетчика 6 поступает на входыцифрового индикатора 13., Стол Сог арф" с ставитель Л. Плетневахред С.Мигунова орректор В.Бутяг едактор О.Юрковецкая 552/47 Тир 06ВНИИПИ Государственного коьятета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Подписи а лиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная