Устройство для измерения временных интервалов

) етельство СССР Р 10/04, 1975. ельство СССР Г 13/00, 1 Э 87 ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР ВТОРСНОМУ С 8 ИДЕТЕЛЬСТВУ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ(57) Изобретение может быть использовано в системах обработкиинформации, Цель изобретения - расширение диапазона измерения - достигается введением в каждый измерительный блок управляемых переключателей 1 и 2 элементов И 5, 6 исчетчика о, Устройство содержит также элементы задержки 3, элементы И4 и триггеры 7. 1 илИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах обработки информации,Цель изобретения - расширение диапазона измерения.На чертеже приведена схема устройства.Устройство для измерения временных интервалов состоит из п измериельных блоков, каждый из которых содержит управляемые переключатели 1 и2, элемент 3 задержки, элементы И 4и 5, элемент НЕ б, триггер 7 и счетчик 8. Измерительные блоки соединеныйоследовательно,Вход первого измерительного блокаявляется. входом устройства и соединен с сигнальным входом управляемогопереключателя 1 и первыми входамиэлементов И 4 и 5,выходы которыхподключены к Я- и К-входамтриггера 7 соответственно, прямой выходкоторого соединен с входами управ,ления управляемых переключателей 1и 2, первый выход первого из которых подключен к элементу 3 задержки,выход которого соединен со вторымвходом элемента И 4, через элементНЕ б со вторым входом элемента И 5,и напрямую с сигнальным входом уп,равляемого переключателя 2, первыйвыход которого подключен к счетномувходу счетчика 8, а второй выходсоединен со вторым выходом переключателя 1 и является выходом измерительного блока.Техницеская сущность работы устройства заключается в сравнении длительности измеряемого интервала свременем прохождения через элементызадержек измерительных блоков.Время прохождения временного интервала, заданного длительностью импульса, через элемент задержки каждого измерительного блока выбираютравным одному из значений весов отстаршего к младшему разрядов кода,в котором вес -го разряда равенсумме весов ш последующих разрядов,например код фибоначци (ш = 2).Измерение ведут циклами, включающими первые ш + 1 разрядов.Начинают сравнение измеряемого интервала Т с временем с, соответствующим весу первого разряда с одновременным вычитанием из Т части,равной велицине , при выполнении условия Тг полученный остаток КТ = Тх - С, сравнивают с временем с задержки в элементе задержки 5второго измерительного блока и, получают результат второго сравненияЬТ= Л,Т- еПервый цикл измерения заканчивают при выполнении условияЬТ.ь с,.Второй цикл измерения начинаютсравнением результата первого цикла сра вненияям Тк =АТх - г+., с величиной с и т,д,Процесс измерения ведут до достижения момента когда оставшаяся частьизмеряемого интервала не окажется;меньше времени задержки, соответствующей весу младшего разряда измерительного блока, причем измерение ве дут с одновременным поразрядным подсчетом количества вычитаний частейсигнала.Если длительность измеряемого временного интервала оказывается меньшевремени задержки первого измерительного блока; то этот сигнал без какихлибо изменений поступает на последующий измерительный блок,Время задержки элементов задержкив каждом измерительном блоке, начиная с первого, выбирают в соответствии с зависимостью где с, - время задержки элемента задержки д-го измерительногоблока при= 1 ., ии - число измерительных блоков.Устройство для измерения времен 45 ных интервалов работает следующимобразом,Импульс, длительностью которогозадан измеряемый интервал времени,передним фронтом поступает на сигнальный вход управляемого переключателя 1 и первые входы элементов И 4и 5 первого измерительного блока.В исходном состоянии сигнальныйвход переключателя 1 соединен с первым выходом, а в переключателе 2со вторым выходом,С первого выхода переключателя 1измеряемый импульс поступает на входэлемента 3 задержки. Через время,16 Тх) с аТх = Тх ю равное времени задержки в элементе 3 задержки, входной сигнал появляется на втором входе элемента И 4, на входе элемента НЕ 6 и поступает на сигнальный вход второго управляемого переключателя 2Если в это время на первом входе элемента И 4 присутствует входной сигнал, т,е. выполняется условие где Тх - длительность измеряемогоинтер валак, - время задержки элемента задержки первого измерительного блока,на выходе элемента Й 4 формируетсяединичный уровень, который устанавливает триггер 7 в единичное состояние, при котором единичным уровнемс его прямого выхода управляемые переключатели 1 и 2 переключаются вположение, при котором сигнальныйвход управляемого переключателя 1соединяется со вторым выходом, асигнальный вход второго управляемого переключателя 2 подключается кпервому выходу,При этом происходит вычитание изсигнала длительностью Тх части, равной времени с задержки, в элементе. задержки первого измерительного блока, причем оставшаяся часть сигналадлительностью 988736то к моменту выхода заднего фронтаотсеченной части сигнала с выходаэлемента задержки в первом измерительном блоке выйдет передний фронтоставшейся части с выхода пинии задержки в третьем измерительном блоке, что приведет к возврату в исходное состояние переключателей 1 и 2в первом блоке и их переход в противоположное состояние во втором итретьем блоках, поэтому анализдлительности оставшейся части измеряемого импульса будет вновь производиться в первом измерительномблоке.Результат измерения Формируется,путем суммирования результатов измерения каждого отдельного измеритель 20 ного блока с учетом весовых коэффициентов каждого из них,Так при измерении временного интервала длительностью, например, 67 сс использованием 7 измерительных25 блоков с ценой весового коэффициентаи-го измерительного блока равного1 с, и распределением весовых коэффициентов с 1-го по 7-й измерительные блоки в соответствии с кодом ФиЗО боначчи, при ш = 2 соответственнос =1 Зс; с=8 с;с=5 с; с3 Сф 5 2 С, С 6 = 1 с с 7 1 СРезультат измерения Формируется сле-федующим образом. В результате прохож 35дения импульса через устройство счетчики измерительных блоков зафиксируют числа, представленные в таблице.45 50 55 поступает на вход следующего измерительного блока.Переключение управляемого переключателя 1 обеспечивает поступлениеостатка длительности измеряемоговременного интервала через выходпервого на вход второго измерительных блоков,Переключение управляемого переключателя 2 обеспечивает поступлениеотсеченной части импульса на счетныйвход, срабатывающего по переднемуфронту, счетчика 8,Поскольку время прохождения переднего фронта сигнала через элемент3 задержки равно времени прохождениязаднего Фронта через тот же элементзадержки, а длительность измеряемоговременного интервала будет удовлетворять условиюТ,) 2 с 1 2 3 4 5 6 7 п; 3 2 2 ОО О Результат измерения определяетсяпо формуле где 1. - номер измерительного блока;Е, - число, зафиксированное всчетчике д-го измерительногоблока,весовой коэффициент 1-го из 1мерительного блокаи - количество измерительныхблоков,Результат измерения равен Тх =1313 + 8 ф 2 + 52 + 3 фО +16988 Составитель Ю,ШишкинРедактор А.Долиниц Техред Л Олийнык Корректор Н. Ревская Заказ 1396 Тираж ПодписноеЗНИИПИ Государственного комитата по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Иронзвадсгяенно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 При этом погрешность измерения определяется велициной дискрета квантования п-го (для примера 7) измерительного блока.Поскольку время прохождения измеряемого временного интервала черезкаждый измерительный блок выбираютразличным, а измерения ведут циклами,включая первые а + 1 разряды, то приизмерении длительности одного интервала времени появляется возможностьмногократного использования одних итех же измерительных блоков, чтопозволяет расширить диапазон измерений без увеличения аппаратурных затрат,формула изобретенияУстройство для измерения временных интервалов, содержащее и последовательно соединенных измерительных блоков, каждый из которых содержит элемент И, элемент задержки и триггер, о т л и ч а ю щ е е с я тем, 25 цто, с цепью расширения диапазона измерений в каждый из измерительных)блоков дополнительно введены элемент 738И, элемент НЕ, два управляемых переключателя и счетчик импульсов, причем вход устройства соединен с входом измерительного блока, который подключен к первым входам первого и второго элементов И и сигнальному входу первого управляемого пере.- ключателя, первый выход которого чегрез элемент задержки соединен с вторым входом первого элемента И и с сигнальным входом второго управляемого переключателякоторый через элемент НЕ подключен к второму входу второго элемента И, выход которого соединен с К-входом триггера, Б-вход которого подключен к выходу первого элемента И, а прямой выход соединен с входами управления первого управляемого переключателя и второго управляемого переключателя, первый выход которого подключен к счетному входу счетчика, а второй соединен с вторым выходом первого управляемого переключателя и подключен к выходу измерительного блока, а выход п-го измерительного блока является выходом устройства.