Цифровой измеритель интервалов времени

(56) Авторское свид1177793, кл. С 0442И.А.Габидули тельство СССР Р 10/04, 1983. ил ОСУДАРСТНЕНКЫЙ КОМИТЕТ СС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКР(57) Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в цифровой измерительной технике.Цель изобретения - повышение точности за счет синхронизации генератора1 счетной последовательности и уменьшения номенклатуры применяемых элементов. Для этого в устройство вводится триггер 14, а генератор 1 счетнои последовательности реализуется ввиде генератора ударного возбуждения,по кострукцш аналогичного генератору 2 нониусной последовательности.В этом случае работа генератора зависит от состояния триггера 14, входы которого подкл,учены к шине Старти к выходу дешифратора 12 нуля, Сприходом импульса Старт" генератор1 счетной последовательности переводится в режим колебаний и первьп егоимпульс совпадает с началом измеряемого интервала. Генерация прекращается после перевода триггера 14 в нулевое состояние по сигналу с дешифрато-ра 12 нуля, вход которого подключенк выходу реверсивного счетчика 11,определяющего момент совпадения импульсов счетной и нониуснай последо"вательностей по фазовому признаку.Иэобретецце относится к радиоэлектронике д может быть дспользгвдцо вцифровой дзмерцтельцой технике, вчастности для построения гГифговьгизмерителей времецц (таймеров), дтакже в автоматике, вычислительнойтехцдке, рдддолокдцдд и зксперимецтдльцой физике.Целью дзобретецця является повышенде точности дзмерецдя.На фдг. 1 дзобрджеца структурнаясхема цифррвого измерителя дцтервалов времени; ца фдг, 2 - временныедддграммы сигналов ца входах ц выхо" 15дах отдельных элементов измерителя,Цифровой цзмердтель интервалов временд содержит генератор 1 импульсовсчетной д генератор 2 импульсов нондуецой последовательностей, элементы 20И 3 - 5, счетчики 6, 7, триггеры 8, 9, элементы ИЛИ 1 О, реверсдвцый счет-.чдк 11, дешиФратор 12 нуля, ,дцфровой дцддкдтор 3, триггер 14 д входныешины "Старт"д"Стоп". Генераторчерез элемент И 3 подкгцочец к счетчи ку 6, а через элемент И 4, элемент ИЛИ 10, триггер 9 д генератор 2 - ксчетчику 7. Элемент И 5 входами подключен соответственно к выходу гене , ратора 1 д триггера 9, а выходом соедднен с входом сложецдя реверсдвного счетчика 11, входом вычдтандя подключенного к выходу генератора 2, а входом установки соедднеццого с входом установки счетчиков 6 д 7 д шдной цСтарт, Вьгкодьг реверсдвного счетчика 11 подключены к дешдфратору 12 нуля, вьгходом соеддценного с вторым входом элемента ИЛИ 10, Выход трдг- щ 0 гера 8 подключен к второму входу элемента И 3, а его едцндчный д нуле - вой вход подключены соответственно к шднам иСтартц д Стогг, Шина "Стоп, кроме того, соединена с единичным входом триггера 9 д вторым входом элемента И 4. Трдггеры 1 г выходом подключен к генератору 1 д его едд ндчный д нулевой входы подклю-гены соответственно к шдце иСтарт д выходу дешдфратора 12 нуля, Зыходысчет-чиков 6 соединены с входамд днддкатора 13, Реверсдвный счетчцк 11 вьгпол " няется двухкаскадцым, поэтому что он должен иметь трд разлдчных состояния: 55 два состояния, пердоддческд сменяющде одно другое до момента сс ,пддендя дмпульсов цоцдусыой д счетной последовательности н классическом ноцдусцом методе, ц третье состояггце, соответстнующее моменту совпадения ц отличающееся от двух ггреГыдущггх.Функгпгоггдл ьгго реверсивный счетчиксодержит двд двоичных разряда,устанавливаемых перед началом дзмерецдй сигналом Старт в положения"+2",Дешифратор 12 нуля может бьгть выполнен ца элементах И, срдбатывающдхпрд переходе обоих трдггеров реверсдвного счетчдка 11 в нулевое положецде.Счетчдкц 6, 7 работдггт н двоцчцодесятичном коде,Числа десятдчньгх разрядов счетчика 6 выбирается исходя дз максцмальной длительности дзмердтельногоднтергалд д длдтельцостд периода генератора 1. Колдчество дводчно-десят.гчныхразрядов счетчика 7 должно совпадатг:с минимальной величиной ш,Генераторы 1 д 2 вырабатывают дмпульсцые последовательностд с минимально возможной с точки зрения срабдтывандя счетчиков 6 д 11 длительностью,Подача по шине Старт" импульсагга входы установкд счетчдков 6 д 7 вположение "-1" обеспечивает нормальное показание цдфрового индикатора13 прд измерении временных дцтервалов, меньшдх чем Т, 10 (для счетчика 6, поскольку положение дмпульса"Старт должно соотьетствовать положецдю импульса Генератора 1), д прцизменении временьгых интервалов, равных целому количеству пердодоз Т(для счетчика 7), Связь шины "Стартс входом установки ревегсдвцого счетчика 11 в положение "+2 позволяетпериодически изменять код этого счетчика в цнтервдле "+2" - "ь" д обеспечдвает отличное от них трегье положение Нуль прц цопддаццд двух цмпульсов нондусной последовдтельностд в интервал между Фроцтамд двух соседних дмпульсов счетной пос,",едовдтель -цостд.Измеритель работает следующгпгобразом,3 исходном положеццд триггеры 8,9 н 1 А находятся т, нупевом состояцдда генераторы 1, 2 це генерируют,По сгггцдлу "Старт" (Фггг, 2 а) счетчдкд б д 7 переводят в состояниеа реверсдвный счет игк 11 - в состояние +2" (фцг. 2 ц. 0 ццоврс,меццотриггеры 8 и 4 устанавливаются в состояние " 1" (фиг. 2 г и б соответствеццо), Запускается генераторимпульсов счетной последовательности,а сигнал с единичного выхода триггера 8 поступает на вход элемента И 3.Импульсы с выхода генератора 1 черезэлемент И 3 поступают на вход счетчика 6, где подсчитывается количествопоступивших импульсов.По сигналу "Стоп" триггер 8 переводится в состояние "0" (фиг. 2 г) ипоступление меток времени с генератора 1 на счетчике. 6 прекращается(Лиг.2 д). Одновременно триггер 9переводится в состояние "1" (фиг. 2 е)и запускает генератор 2 импульсов нониусной последовательности, импульсыс выхода которого поступают на входсчетчика 7 и на вычитающий вход реверсивного счетчика 11 (фиг. 2 ж), а насуммирующий вход счетчика 11 начинают поступать импульсы с генератора 1импульсов счетной последовательности через элемент И 5 (фиг, 2 в).Соотношение между периодом следования импульсов То генератора 1 импульсов (счетной последовательности)и периодом следования импульсов Тягенератора 2 импульсов нониусной последовательности выбирают из условияТ, = Т (1 - 10),В момент С перевода реверсивногосчетчика 11 в состояние "0" дешифратор 12 нуля вырабатывает сигнал, которым триггер 9 через элемент ИЛИ и триггерустанавливаются в нулевое состояние и срывают генерациюгенераторов 1 и 2.На фиг. 2 показано изменение кодаИЧ в двухкаскадном реверсивном счетчике 11. Число импульсов в счетчике 6 соответствует целому числу периодов Т,в интервале между импульсамиСтарт"и "Стоп", а код в счетчике 7 - числу1интервалов -- Т = Т - Т в промеО О Ижутке между последним импульсом Т,прошедшим на основной счетчик 6, исигналом "Стол",Результат со счетчиков 6 и 7 по"ступает на цифровой индикатор 13.В том случае, когда импульс "Стоп" 5 совпадает с импульсом генератора 1импульсов счетной последовательности, на выходе элемента И 4 появляется сигнал, который переводит триггер 9 в состояние "0, и устройство прекра щает работу, Поскольку срабатывание, элемента И 4 и триггера 9 происходитне мгновенно, то генератор 2 успевает выработать один импульс, который переводит счетчик 7 в состояние "О", 25Результат с выходов счетчика 6 по" ступает на входы цифрового индикатора 13.30 формула изобретенияЦифровой измеритель интерваловвремени по авт. св. У 1177793, о т -,л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения точности измерения,в него дополнительно введен третий триггер, а генератор выполнен управляемым,вход которого соединен с прямым выходом третьего триггера, у которого 40 входы установки в единичное и в нулевое состояние подключены соответственно к шине стартимпульса и выходу де", С/тупит ректор Л.Патай аказ 5892/4 Подписно 5 Редактор О.Спесивь ВНИИПИпо333035, М роизводственно-поли оставитель Ю,Шишкинехред Л.Сердюкова Тираж 373Государственного комитета СССРлам изобретений и открытийхва, Ж, Раушская наб., д,ическое предприятие, г. Уж ул, Проектная, 4