Устройство для измерения времени установления электрического сигнала

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК ЯО 1226396 в) 4 С 04 Р 10 04 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,:цт- (К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНЙЯ ВРЕМЕНИ УСТАНОВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СИГНАЛА(57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения повышение точности измерений и расширение функциональных возможностей.Устройство содержит генератор 1 импульсов, элемент И 2, элемент И-НЕ 3, триггер 4, счетчики 5 и 8 импульсов, компаратор 6 нижнего и компаратор 1 верхнего уровней, элемент ИЛИ 9, таймер 10, формирователь 11 коротких импульсов, входную шину 12, шину 13 запуска, сигнальную выходную шину "Готов" 4 и шины 15 предварительной записи информации, Введение элементов И-НЕ, ИЛИ, счетчика 8 импульсов, таймера и формирователя коротких импульсов позволило автоматизировать процесс измерений, В описании приве- сф ден пример выполнения таймера.с внешиии твктироввииеи.в.л. ф-ли. 2 ил, ЩИзобретение относится к измерительной технике и может быть исполь зовано для измерения времени устанонпения электрического сигнала, Цель изобретения - повышение точности измерений и расширение функциональных возможностей устройс.тва эа счет воэможности автоматизации процесса измерений,На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на Фиг,2 - пример выполнения таймера с внешним тактированием.Устройство для измерения времени установления электрического сигнала фиг.1) содержит генератор 1 импульсов, элемент И 2, элемент И-НЕ 3, триггер 4, первый счетчик 5 импульсов, компаратор б нижнего и компаратор 7 верхнего уровней, второй счетчик 8 импульсов, элемент ИЛИ 9, таймер 1 О, формирователь 11 коротких импульсов, входную шину 2, шину 13 запуска, сигнальную выходную шину"Готов" 14 и шины 15 предварительнойзаписи информации.Таймер (Фиг,2) содержит триггер16, счетчик 17, циФровой компаратор18, управляющий вход 19, выход 20,установочные нходы 21 и синхровход 22, ЗО Причем инверсный и прямой входы соответственно компараторов 7 и б подключены к входной шине 12 устройства, выход генератора 1 импульсов подключен к первому входу элемента И 2, второй вход которого соединен с прямым выходом триггера 4, а выход со счетным входом счетчика 5, выходы компараторов 7 и б соединены саотнетстненно с первым и вторым вхоцамиэлемента И-НЕ 3, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ 9, выход которого подключен к устаноноч 2первая группа входов 21 цифрового компаратора 18 является установочными входами таймера 10, синхровход 22 которого соединен со счетным входом счетчика 17, выходы разрядов которого подключены к второй группе входов компаратора 18, выход которого соединен с первым входом триггера 16, второй вход которого соединен с установочным входом счетчика 17 и является управляющим входом 19 таймера 10, выходом 20 которого является выход триггера 16.В качестве триггера 4 используется В- или ЛК-триггер, включенный в резюме установки в ноль.Минимальная емкость счетчика 5 должна оыть на один старший двоичный разряд больше выбранного диапазона измерения, при этом емкость счетчика 8 должна соответствовать выбранному диапазону измерения. Старшим разрядом выходного кода измеряемой величины в этом случае является следующий старший разряд выхода счетчика 5, а пропущенный выходной разряд счетчика 5 не задействуется. При большей емкости счетщка 5 пропуск его старшего выходного разряда должен допускаться только один раз за одно измерение. Измеряемая величина определяется произведением числа выходного кода в десятичной Форме на период следования импульсов генератора , Компаратор 6 нижнего уровня содержит компаратор 6.1 на операционном усилителе с резистором 6.2 в цепи обратной связи и имеет неиннертирующее включение, а компаратор 7 верхнего уровня "одержит также компаратор 7.1 на операционном усилителе с резистором 7,2 н цепи обратной связи и имеет инвертирующее включение.ному входу счетчика 8, счетный вход которого соединен с выходом генератоЯ ра 1 импульсов и синхровходом таймера 1 О, установочные входы которогоподключены к шинам 15 предварительнойзаписи информации, а выход - к установочному входу счетчика 5, шина 13 запуска устройства через Формирователь 11 подключена к второму входу элемента ИЛИ 9, управляющему входу таймера 1 О и первому входу триггера 4, второй вход которого соединен с выходом счетчика 8, а инверсный выход является сигнальной выходной шиной 14 устройства. В таймере (Фиг,2) Внешняя положительная обратная связь компараторов определяет величину их гистерезиса, которая янляется мерой помехоустойчивости устройства, Сумма величин гистерезиса компараторов не должна превышать разности между верхним порогом срабатывания компаратора верхнего уровня и нижним порогом срабатывания компаратора нижнего уровня,Таймер О используется "для компенсации времени задержки распространения последнего сигнала н устройст- нее1226зФормирователь 11 коротких импульсов формирует выходной сигнал по переднему фронту сигнала запуска.Диапазон измеряемой величины при минимальной емкости счетчика 5 может быть расширен на один старший разряд по сигналу переполнения, если код максимальной измеряемой величины не превышает двойной емкости счетчика 8 без одной единицы счета. 10Устройство работает следующим обРазомПеред измерением состояние устройства может быть произвольным. Перед проведением измерения должны 15 быть установлены нижний порог срабатывания компврвтора б нижнего уровня А и верхний порог срабатывания комнпаратора 7 верхнего уровня А при заданной элементами 6.2 и 7.2 соот ветственно положительной обратной связи величине гистерезиса АПри подаче нв устройство сигнала запуска по шине 13 по его фронту формирователь 11 коротких импульсов вы рабатывает сигнал, который устанавливает в "1" триггер 4, запускает таймер 10 и через элемент ИЛИ 9 сбрасывает счетчик 8, причем триггер 4 через элемент И 2 разрешает поступление импульсов от генератора 1 на счетный вход счетчика 5, По окончании сигнала формирователя 11 счетчик 8 начинает управляться входным сигналом по шине 12 чеРез компараторы 6 и 7, элементы И-НЕ 3 и ИЛИ 9. Таймер 10 своим выходным сигналом удерживает счетчик 5 в нулевом состоянии, и по окончании этого сигнала счетчик 5 начинает считать импульсы генерато 40 ра 1. При вхождении измеряемого сигнала Ав зону А+А, -А(А -А, счетчик 8 по сигналу через компараторы б и 7, элементы И-НЕ 3 и ИЛИ 9 подсчитывает импульсы генератора 1, 45 а при выходе из зоны А А Ан ым устанавливается в ноль.При полном вхождении измеряемогосигнала в зону А+А( А 6 АА г счетчик 8 сигналом переполнения устанавливвет в "О" триггер 4, который выдает сигнал "Готов" по шине 15 и через элемент И 2 прекращает доступ импульсов генератора 1 на счетный вход счетчика 5, При этом на выходе 55 счетчика 5 устанавливается код, являкицийся мерой,с измеряемой величины. При наличии сигнала "Готов" можно 396приступать к считыванию результата изатем к новому циклу измерения.Таймер цо схеме (фиг.2) работаетследующим образом.Исходное состояние таймера произвольное. При поступлении сигнала на вход 19 триггера 16 устанавливается в "1" и сбрасывается счетчик 17, а через него и цифровой компаратор 18. По окончании сигнала по входу 19триггер 16 не изменяет своего состояния, в счетчик 17 подсчитывает импульсы генератора 1. При совпадении кода на выходе счетчика 17 с кодом на входе 21 цифровой компаратор 18 сбрасывает триггер 16 и далее цикл может быть повторен.Формула изобретения1. Устройство для измерения времени установления электрического сигнала содержащее компараторы верхнего и нижнего уровней входного сигнала, соответственно инверсный и прямой входыкоторых объединены и подключены к входной шине устройства, генератор импульсов, выход которого подключен к первому входу элемента И, второй вход которого соединен с прямым выхо" дом триггера, выход элемента И подключен к счетному входу первого счетчика, о т л и ч в ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений и расширения функциональных возможностей устройства, в него введены элемент И-НЕ, элемент ИЛИ, второй счетчик, таймер и формирователь коротких импульсов, причем выходы компвраторов верхнего и нижнего уровней соединены соответственно спервым и вторым входами элемента И-НЕ,выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к установочному входу второго счетчика, счетный вход которого соединен с выходом генератора импульсов и синхровходом таймера, устано" вочные входы которого подключены к шинам предварительной записи устройства, а выход - к установочному входу первого счетчика, шина запуска устройства через формирователь корот" ких импульсов подключена к второмувходу элемента ИЛИ, упрввлякицему входу таймера и первому входу триггера, второй вход которого соединен с вы" ходом второго счетчика, а инверсный,Попович Сост рректор М,Демчик р Е,Папп Ре Заказ 2129/4 Тираж 398 НИИПИ Государствен по делам изобрет 035, Москва, Жодписное о комитета СССРй и открытийРаушская наб.,/5 дственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 П выход является сигнальной выходнойшиной устройства, 2. Устройство по п,1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что таймер содержит счетчик, триггер К цифровой компаратор, первая группа входов которого является установочными входами таймера, синхровход которого соединен со счетным входом счетчика, выходы разрядов которого подключены к второй группе входов цифрового компаратора, выход которого соединен с первым входом триггера, второй вход которого соединен с установочным входом счетчика и является управляющим входом таймера, выходом которого яв ляется выход триггера.