Устройство для измерения длительности импульсов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН 1405021 4 Р 10/О ОСУДАРСТВЕННЫЙ О ДЕЛАМ ИЗОБРЕ МИТЕ ИЙ И ИИ ОБРЕ ЕЛЬСТВУ 3) детельств 4 Р 10/04ДЛЯ ИЗМЕРЕН 4 ТЕЛЬ (57) пульстносится к Сл С 1 ОПИСАНИ 4138627/24-21 17.10.8623.06.88, ГюлЛьвовский пол м. ЛенинскогоО.А.Губанов, .Паралюх531.76 (088.8Авторское сви82483, кл, С 0 УСТРОЙСТВО10 СТИ ИМПУЛЬСО Изобретение о ной технике. Устройство для измерения длительности импульсов содержитгенератор 1 тактовых импульсов, элементы И 2, 16, элементы ИСКЛ 1 ОЧАЮЩЕЕИЛИ 3,5, П-триггеры 4,6,13,14, входную шину 7, делитель 8 частоты, блок9 синхронизации, содержащий 0-триггеры 10,11 и элемент И 12, инвертор 15,счетчики 17-19 импульсов, умножитель20 частоты, сумматоры 21,22, одновибратор 23, индикаторный регистр 24и переключатель 25. Устройство имеетповышенную точность измерения. 1 ил.Изобретение относится к импульс -ной технике и может быть использовано для измерения интервалов времени.Целью изобретения является повыше 5ние точности измерения за счет введения поправки, определяемой с помощью,пьезокварцевого датчика температуры.На чертеже представлена блок-схема устройства для измерения длительности импульсов.Устройство для измерения длительности импульсов содержит генератор,1 тактовых импульсов, первый элементИ 2, первый элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 153, первый Э-триггер 4, второй элементИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5, второй Р-триггер6, входную шину 7, делитель 8 частоты, блок 9 синхронизации, содержащий два Э-триггера 10 и 11 и элемент 20И 12, третий 0-триггер 13, четвертыйП-триггер 14, инвертор 15, второй эле";мент И 16, первый счетчик 17 импульсоввторой счетчик 18 импульсов треФтий счетчик 19 импульсов, умножитель 2520 частоты, первый сумматор 21, вто,рой сумматор 22, одновибратор 23, ин-,дикаторный регистр 24 и переключатель 25,Второй выход генератора 1 тактовых 30импульсов подключен к С-входу триггера 6, П-входу триггера 13, к второмувходу первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ,ИЛИ 3 и через инвертор 15 - к С-входу триггера 14. Первый выход генера,тора 1 через делитель 8 частоты подключен к второму входу блока 9 (Овходу триггера 10). Прямой выходтриггера 10 соединен с первым входом элемента И 12 и 0-входом тригге 40ра 11, инверсный выход которого подключен к второму входу элементаИ 12. Выход блока 9 (выход элементаИ 12) через второй элемент И 16 подключен к счетному входу счетчика 18,выходы которого соединены с первымивходами первого сумматора 2.1. Шина 7подключена к В-входам триггеров 4,6и 14 и к С-входу триггера 13, выходкоторого через первый элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 подключен к первому входублока 9 (к С-входам триггеров 10 и11) и к второму входу первого элемента И 2. Выход элемента И 2 соединенс входом умножителя 20 частоты и сосчетным входом счетчика 17.Выход умножителя 20 частоты соединен со счетным входом счетчика 19,выходы которого подключены к вторым входам первого сумматора 21, а входуправления направлением счета реверсивного счетчика 19 - к выходу переключателя 25, Выходы сумматора 21соединены с вторыми входами второгосумматора 22, первые входы которогоподключены к выходам первого счетчика 17, а выходы - к входам индикаторного регистра 24. Прямые выходы триггеров 6 и 14 подключены соответственно к первому и второму входам второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5, выходкоторого соединен с С-входом триггера 4. Прямой выход триггера 4 подклю-,чен к первым входам элементов И 2 и16, а инверсный выход - через одновибратор 23 к входу переноса в индикаторный регистр и к входам установки в"0" всех счетчиков и умножителя 20частоты,Генератор 1, содержащий в себепьезокварцевый датчик температуры,представляющий собой генератор с пьезокварцевым термозависимым резонатором в частотнозависимой цепи егообратной связи, размещен в одном корпусе (пассивном термостате). Делитель 8 частоты имеет переменный коэффициент деления который изменяютпри замене резонаторов генератора 1,В данном устройстве счетчик 171 является суммирующим, счетчик 18 -вычитающим, а счетчик 19 - реверсивным.Умножитель 20 частоты умножаетчастоту на коэффициент, гораздо меньший единицы, т.е. фактически делитвходную частоту, Использование умножителя 20 вместо делителя в данномслучае необходимо для установки дробного коэффициента деления. Умножитель 20 позволяет установить коэффициент с любой требуемой точностью,Коэффициент умножения умножителя изменяют также при замене генератора 1.Устройство для измерения длительности импульсов работает следующимобразом.В исходном положении счетчики 1719 и умножитель 20 частоты находятсяв нулевом состоянии. С приходом вход-ного импульса, длительность которогодолжна быть измерена, его переднийфронт устанавливает триггер 13, всостояние, которое в этот момент имеется на выходе генератора 1. Ближайший после этого фронт тактового сигнала на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ24суммарное число из счетчиков 17 - 19 в индикаторный регистр 24 через сумматоры 21 и 22 и приводит в исход" ное состояние (нулевое) умножитель 20 частоты и счетчики 17 - 19.В регистр 24 импульсом с выхода одновибратора 23 в конце измеренного импульса относится число где Е - частота генератора 1 при0 С;Б - величина изменения частотыогенератора 1 при измененииотемпературы на 1 С;оГ - частота датчика 7 при 0 С;Б, - величина измерения частотыдатчика при изменении температуры на 1 С;6 - температура генератора 1 идатчиков;- коэффициент деления делителя 8;коэффициент умножения умножителя 20.Коэффициенты 1, и 1 определяются по формуламБГ -- Гоо Б о 13ю (2)1 О"(при этом 10 берут равным требуемой частоте дискретизации) и уточняются в процессе настройки прибора. При этом Б,х становится равным 10"Т и не зависит от температуры.Для уменьшения диапазонов изменения коэффициентов К и 1 стараются подбирать частоты кварцев генератора 1 и датчика близкими к значениям для которых 1 с, = 50-200, а 1 сг = О.Положение переключателя 25 соответствует знаку коэффициента К , При положительном коэффициенте счетчик 19 считает в режиме сложения, а при отрицательном - в режиме вычитания. Формула изобретенияУстройство для измерения длительности"импульсов, содержащее первый 314050ИЛИ 3 всегда положительный, Так, еслив момент поступления положительногофронта импульса на вход С третьеготриггера 13 на выходе генератора 1был "0", то триггер 13 устанавливает- .ся в "0" и элемент 3 будет логическимповторителем сигнала генератора 1.Поэтому следующий фронт генератора 1(положительный) будет на выходе элей мента 3 также положительным, Если в Н =Г Т -Т + Е 1 ТВью о х 1х о г х момент поступления положительногофронта на вход С триггера 13 на выхо- + Я 8Я ав ееГ+ Ь 6О,1 с де генератора 1 была "1", то триггер13 устанавливается в "1" и элемент 3начинает инвертировать сигнал с вы- . - оо ф г х. хода генератора 1, Первый после этогофронт сигнала генератора 1 будет отрицательным, а на выходе элемента 3он и в этом случае будет положительным.После поступления входного импульса на вход В-триггера 4 ближайшимпосле этого фронтом тактового сигнала с выхода элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 255 (этот фронт на выходе элемента 5будет положительным) триггер 4 будетустановлен в "1". Открываются элементы И 2 и 16 и начинается счет импульсов до окончания входного измеряемого ЗОимпульса. Счетчик 17 подсчитывает импульсы генератора 1, поступающие сего выхода через элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕИЛИ 3 и элемент И 2, Счетчик 18 (вычитающий) подсчитъвает импульсы генератора 1 с пьезокварцевым датчикомтемпературы в его частотозадающейцепи, поступающие через делитель 8Б частоты и блок 9, в котором они привя- г Б Го зываются к тактовым импульсам генера Отора 1.На счетчик 19 ( реверсивный) поступают импульсы умножителя 20 частоты,на вход которого приходят импульсы свыхода элемента И 2. В зависимости 45от положения переключателя 25 счетчик 19 считает в режиме сложенияили вычитания.После окончания измеряемого входного интервала ближайшим фронтом тактового сигнала с выхода элементаИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5 (этот фронт навыходе элемента 5 будет положительным) триггер 4 устанавливается в положение "О", закрываются элементы И 2и 16. В ответ на появление 1 на11 155инверсном выходе триггера 4 одновибратор 23 вырабатывает короткий положительный импульс,.который переносит21 Составитель И МазуровТехред А.Кравчук Редактор В.Бугренкова Корректор Г.Решетник Заказ 3103/52 Тираж 373 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 5 14050 Генератор тактовых импульсов, перьп элемент И, первый счетчик импульсов, счетный вход которого подключен к выходу первого элемента И, первый Р-триггер и второй элемент И, первый вход которого подключен к пряому выходу первого триггера, о ти ч а ю щ е е с я тем, что, с елью повышения точности измерения, 10него введены делитель частоты и множитель частоты, первый и второй лементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй, ретий и четвертый В-триггеры, перелючатель, инвертор, второй и третий 15 четчики импульсов, первый и второй умматоры, одновибратор и индикаторы регистр, блок синхронизации, ервый вход которого подключен к выоду первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ 20и к второму входу первого элемена И, первый выход генератора тактоых импульсов через делитель частоы подключен к второму входу блока инхронизации, выход которого соеди ен с вторым входом второго элементавыход второго элемента И подключенвходу второго счетчика импульсов, ыходн которого подключены к первым ходам первого сумматора, выходы котоого соединены с вторыми входами торого сумматора, первые входы которого подключены к выходам первого счетчика импульсов, а выходы - к входам индикаторного регистра, второйвыход генератора тактовых импульсовподключен к С-входу второго 0"триггера, Р"входу третьего О-триггера, квторому входу первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и через инвертор - к Свходу четвертого П-триггера, прямойвыход которого соединен с первым входом второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИвторой вход которого подключен к прямому выходу второго О-триггера, а выход - к С-входу первого Э-триггера,прямой выход которого подключен к пер"вому входу первого элемента И, а инверсный выход через одновибратор - квходу переноса с индикаторного регистра и к входам установки в "0" всехсчетчиков импульсов и умножителя частоты, выход первого элемента И через умножитель частоты подключен ксчетному входу третьего счетчика импульсов, выходы которого соединеныс вторыми входами первого сумматора,а вход управления направлением счета третьего счетчика импульсов - свыходом переключателя, причем входная шина устройства соединена с0"входами первого, второго и четвертого П-триггеров и с С-входом третьего Р-триггера, выход которого подключен к первому входу первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ.