Устройство для измерения интервалов времени

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК 19) ИИ Р 1 О/О ТЕНИ альное ческое бюроонной техатели и ифровых М.: Эне СССР 19ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ, СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 1(56) Гитис Э.И. Преобразовформации для электронных цвычислительных устройств.гия, 1975, с. 236, рис. 6.1Авторское свидетельствоУ 100501, кл. 6 04 Р 10/04(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИНТЕРВАЛОВ ВРЕМЕНИ(57) Изобретение относится к измерительнои технике и может быть использовано для измерения и индикацииоднократных и повторяющихся временных интервалов. Цель изобретенияповышение достоверности измерения.Устройство для измерения временныхинтервалов содержит генератор 1, ло,гический элемент И 2, КБ-триггер 4,счетчик 6 импульсов, индикатор 7.В устройство дополнительно введенылогический элемент И 3, Б.Я-триггер5, компараторы 8 и 9, источник 10опорного напряжения, цифроаналоговый преобразователь 11, одновибрато -ры 12-14, шифратор 15. Генератор 1содержит кварцевый генератор 16, делители 17, 18 частоты. Введение новых элементов с образованием новыхсвязей обеспечивает достижение целиизобретения. 2 ил.1Изобретение относится к измери:тельной технике и может быть испальзовано для измерения и индикации ац=нскрятных и повторяющихся временныхинтервалов.Цель изобретения - повышение достоверности измерения временных ин=тервалов.На фиг.1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства,"на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства,Устройство соцержит генератор 1эталонных импульсов, элементы И 2 и3, КБ-триггеры 4 и 5, реверсивныйсчетчик 6, индикатор 7, компараторы8 и 9, источник 10 спсрнсга напряжения, цифроаналоговый преобразователь 11, одновибраторы 12-14 и шифратор 15.Генератор 1 эталонных импульсовсодержит кварцевый генератор 16 выход которого является входами соответственно делителей 17 и 18 частоты,выходы которых являются первыми входами соответственно первого 2 и второго 3 элементов И.Выход шифратора 15 является управляющим входом генератора эталонныхимпул ьс ав,Второй вход перво о элемента И 2подключен к прямому зыхсцу первогоКБ в тригге 4, выход второго управляемого делителя 18 частоты, соединен с первым входам второго элементаИ. 3, выход которого соединен со входом обратнсга счета реверсивногосчетчика 6, второй вход второго элемента И 3 соединен с инверсным выходом первого КБ-триггера 4, а третийвход второго элемента И 3 соединен спрямьи выходом второго КБ в тригге 5.причем вход Сброс реверсивнсгосчетчика 6 саецинеч с Б-входам первого КБ-триггера 4 и выходом первого адь авибратора 12, вход катсрагафподкпючен к шинеСтарт , я шинаСтоп соецинена с первьп ч входамипервого 8 и второго 9 компаряторов,выходы которых соединены со входамивторого 13 и третьего 14 сдновибратаров соответственно, а второй вхацпервого кампаратора 8 соединен с вы"ходом ЧП 11 аналоговый вход ПАП 11ссе"тинен с источником 10 спорного напряжения и вторым входам второго .кампяратора 9, причем выход второго аднавибрятара 13 соединен с К-входа;",первого КБ-триггера 4 и Б-входом второго КБ-триггера 5, выход третьегосдновибрятсра 14 сссдинен с Б-входомвторого КБ-триггера 5.5Устройство работает следующим абра:-см.Импульс "Стартн прямоугольной формы поступает через одновибратор 12на Б-вхад КБ-триггера 4, переводя егов единичное состояние, и на К-входсчетчика 6, обнуляя его. При этомсчетные импульсы г. с кварцевогогенератора 16 через делитель 17 частоты и открытый КБ-триггерам 4, логический элемент И 2 с частотой 1няиняют поступать на вход прямогосчета счетчика 6, имеющего необходимое количество разрядов, Выходы счетчика 6 подключены к цифровому индикатору (дисплею), Треугольныи импульс "Стоп поступает на вход компаратаров 8 и 9. В качестве источниоков опорных напряжений для компараторов 8 и 9 используются источник 10опорного напряжения, имеющий произвольное напряжение 1, являющеесяоперным для кампаратора 9, и цифроаналоговой преобразователь 11, который (в зависимости от капа управляющего ПАП) выдает опорное напряжение Ц для ксмпаратора 8, причем Ц всегда больше 1.При достижении сигналом "Стониуровня П, срабатывания компаратора8 ня его выходе формируется перепадуровня, который сдновибратором 13преобразуется в единичный импульс и,воздействуя на входы КБ-триггеров4 и 5, переводит их в противоположное состояние. При этом логическийэлемент И 2 закрывается, а логический элемент И 3 отпирается в резуль-;тате чего счетные импульсы и с генераторя 16 через управляемый делитег:ь 8 с частотой Й начинают поступать на вход обратного счета счетчика 6. сгдя уровень сигнала "Стоп"достигнет уровня срабатывания компяратора 9, то на его выходе форми- :. 0руется перепад уровня, который одноВибрятсрсм 14 преобразуется в единичный импульс, взводящий КБ-триггер5 в первоначальное состояние, ЭлементИ 2. в этом случае закроется, а всчетчике 6 будет зафиксирована количества и, импульсов, равное разностимежду количеством пс импульсов,пав:тудивших на вход прямого счета и5 1525673количеством п, импульсов, поступив- а следовательно,ших на вход обратного счета.П 1Из фиг,2 следует, что искомыйинтервал времени равен"х Топ,опорное напряжение первогокомпаратора, формируемоена ЦАП;опорное напряжение второгокомпаратора, формируемоеисточником опорного напряженияфчастота импульсов с выходаделителя частоты с постоянным коэффициентом делегде У,35 П= - с - +Т Тць Тоо- (2топ 1 топ 1 топй 40 . 45 Тиэб Тос топ 1 топ 2. или Тиэб Е= Тос Еав При измерении временного интервала, образованного передними фронтами прямоугольных импульсов, предлагаемого устройство работает аналогично, но время включения КЯ-тригге- ВСЕ следует, 55ра 5 будет столь кратковр еменньм, что импульсы обратного счета на вход гчетчика 6 практически не пройдут. т.е. ТюьТос Из подобияАБР ичто Т БлТос Па П 1 где Т , - период следования счетных импульсов с часто-.той Е 1,и- количество счетных импульсов с частотой Е,.Момент времени Т выделить чрезвычайно трудно, особенно если импульс "Стоп" имеет сильно затянутый фронт. Выделение же импульса "Стоп" на каком-то определенном пороге неизбежно влечет появление методической погрешности, зависящей от крутизны переднего фронта, т.е. всегда будет фиксироваться временный интервал Тп , равный где Т - время прямого счетаТ- ошибка, т.е. время избыточного прямого счета.Количество счетных импульсов за время Т,1 равно Для компенсации этой ошибки необходимо.из счетчика вычесть пт. е, будет справедливо решение: где Т , - время обратного счета; Т- период следования счетных импульсов с частотой Е. Очевидно, что соотношение (2)будет справедливо, если 5Так как цифроаналоговый преобразователь 11 может выдавать различныеЪсоотношения в в в , то естественноБ -ПаУчто для приведения переднего фронтаимпульса "Стоп" к началу, необходимо чтобы соответственно .изменяласьи частота Е . Для этого делитель 18частоты выполнен с переменным коэффициентом деления.В связи с тем, что перестройкаопорного напряжения Б 1 и частоты Едолжна происходить синхронно, то управляет ими один и тот же код управ ления, поступающий по шине управления.Двоичный управляющий код не можетбез преобразования управлять делителем18 частоты, поэтому этот код преоб разуется в необходимую логическуюкомбинацию нулей и единиц.Поддержание при этом автоматически соотношения ния;Е - частота импульсов о выходеделителя частоты с переменным коэффициентом деления,приводит к воэможности работы нетолько с импульсами "Стоп" раэличнойформы, но и с различной крутизнойпереднего фронта с сохранением точ - 50 ности325673 формула изобретения динен с первым выходом второго триггера, причем, вход "Сброс" счетчика соединен с единичным входом первого триггера и выходом первого одновиб- ратора, вход которого подключен к шинеСтарт", а шина "Стоп" соединена с первыми входами первого и второго компаратаров выходы которых соединены соответственно с входами второго и третьего одновибраторов, а второй вход первого компаратора соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, первый вход которога соединен с источником опорного напряжения и с вторым входом второго компаратора, .причем выход второго однавибратора соединен с нулевым входам первого триггера и единичным входом второго триггера, а в лход третьего одновибратора соединен с нулевым входом второго триггера, шина управления соединена с управляющими входами цифроаналогового преобразователя и шифратора управляющего кода, выход которого является входом генератора эталонных импульсов. Устройство для измерения интервалов времени, содержащее генераторГ эталонных импульсов, первый выход которого соединен с первым входом первого элемента И, выход которого поцключен к счетному входу счетчика соединенного с индикатором, и второй вход соединен с прямым выходом триггера, единичный вход которога подключен кшине Старт" устройства о тл и ч а ю щ е е с я тем, чта, с целью повышения достоверно:ти измерения, в него дополнительно введены второй элемент И второй триггер, три адновибратора, два компаратора, источник опорного напряжения, цифроаналоговый преобразоват"-ль, .цифратор кода, причем второй выход генератора эталонных юпульсов соединен с первым входом второго элемента И, выход которого соединен с входом обратного счета счетчика, второй вход второго р элемента И соединен с вторым вьгхацом первого триггера, а третий вход соеС, .-:, отава, 3035., г 1 о кза.- ВЗаказ одлисно изобретениям и Рауш кая набГосуда г.ужгород, ул. Гагарина, 1 и и омбь СоставиРедактор А,.Ревин Техред Производственно-издатзльск открытиям при ГКНТ СССР д. 45