Измеритель временных интервалов

Союз Советских Социалистических РеспубликОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51) М. Кл. С 04 осударстаенныи комитетСовета Министроа СССРпо делам изооретенийи аткоытий Опубликовано 15. 78 Бюллет( 088.8) 45) Дата опубликования описания 11,772) Авторы изобрете Горбунов, А. С. Карлкка и А, С, Чередниченк Евсеев,(71) Заявител(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ Изобретение относитсятельной техники и можетв частности, при измерени дки импульсов,Известны измерители временных интервалов, обеспечивающие измерение временного интервала между двумя следующими друг задругом импульсами 1 и содержащие последовательно соединенные цифровой измерительи схему цифровой индикации, подключенныйвыходом к цифровому измерителю пусковойтриггер, счетчик импульсов, подключенный вхо 10дом к первому входу устройства, счетный триггер 2.Недостатками измерителя являются сравнительно низкое быстродействие и невозможность измерения одиночных пачек импульсов. 15Целью изобретения является повышениебыстродействия и расширение функциональных возможностей устройства.Это достигается тем, что в предлагаемыйизмеритель дополнительно введены счетчик импульсов, два триггера, схема совпадений, пятьэлементов И, элемент ИЛИ и две линии задержки, вход одной из которых соединен спервым входом дополнительного счетчика, спервыми входами дополнительных триггеров,с входом первого элемента И и со вторым 2 входом устройства, первый выход этой линии задержки соединен со вторым входом дополнительного счетчика импульсов. а второй выход - со вторым вхолом первого лополнптсльного триггера, второй вхол пс рвого элемента И подключен ко второму выхолу пускового триггера, а выход - к вхолу счетного триггера первый вы. ол которого подключсн через второй элемент И ко второму вхолу счетчика импульсов, второй выхол счетного триггера подсоединен к первым входам третьего и четвертого элементов И, вторые вхолы которых полключены к выхолу первого лополнитсльного триггера, третий вход четвертого элемспта И подсоединен к прямому выхолу, а третий вход третьего элемента И и первый вхол пятого элемента И подсоелинены к инверсному выходу схемы совпадения, причем вторые вхолы второго и пятого элементов И и чствсртые входы третьего и четвертого элементов И полключены к выхолу генератора цифрового измерителя, выход третьего элемента И полключен через вторую линию задержки ко второму входу второго лополнительного триггера, полсоедине,. о выхолом к третьему вхолу пятого элемента 11. выхол которого полклочсц к псрвому вхол пускового триггера и к первому входу элемента ИЛИ, выход четвертого эл3мента И подсоединен ко второму входу пускового триггера и ко второму входу элемента ИЛИ, выход которого подключен к третьему входу дополнительного счетчика импульсов, четвертый вход которого подсоединен к выходу основного счетчика импульсов, а выходк входу схемы совпадений, причем выход первого разряда дополнительного счетчика импульсов подключен к пятому входу четвертого элемента И. Блок-схема предлагаемого измерителя временных интервалов приведена на чертеже.Измеритель временных интервалов содержит счетчики 1, 2, триггеры 3 - 6, схему совпадений 7, элементы И 8 в 12, схему И,ЛИ 13, линии задержки 14, 15, цифровой измеритель 16, схему цифровой индикации 17, Первый вход устройства соединен с первым входом основного счетчика импульсов 1. Второй вход устройства соединен с первыми входами первого элемента И 8, дополнительного счетчика импульсов 2, первого и второго дополнительных триггеров 5, 6, с входом первой линии задержки 14. Первый выход первой линии заде жки 14 соединен со вторым входом дополдержки снительного счетчика импульсов,р2 а вто ой выход - со вторым входом первого дополнительного триггера 5. Второй вход первого элемента И 8 подключен ко второму выходу пускового триггерара 4, а выход - к счетному входу счетного триггера 3. Первый выход счетного триггера 3 подклкчен к первому входу второго элемента И 9, выход которого подключен ко второму входу счетчика импульсов 1. Второй вы.ход счетного триггера 3 подсоединен к первым входам третьего н четвертого элементов И 10, 1. Вторые входы третьего и четвертого элементов И О, 11 подключены к выходу первого дополнительного триггера 5. Третий вход четвертого элемента И 1 подсоединен к прямому выходу, а третий вход третьего элемента И 10 н первый вход пятого элемента И 12 подсоединены к инверсному выходу схемы совпадения 7. Вторые входы второго и пятого элементов И 9, 12 и четвертые входы третьего и четвертого элементов И 10, 11 подключены к выходу генератора цифрового измерителя, Выход третьего элемента И 10 подключен к входу второй линии задержки 15, выход которой соединен со вторым входом второго дополнительного триггера 6. Выход второго дополнительного триггера 6 соединен с третьим входом пятого элемента И 12, выход которого подключен к первому входу элемента ИнЛИ 13 и к первому входу пускового триггера 4. Выход четвертого элемента И 11 подсоединен ко второму входу пускового триггера 4 и ко второму входу элемента ИЛИ 13, выход которого подкгпочен к третьему входу дополнительного счетчика импульсов 2. Поразрядные входы дополнительного счетчика импульсов 2 подсоединены к поразрядным выходам основного счетчика импульсов 1. Нулевые выходы со 2-го по )х 1-ый разряд дополнительного счетчика 2 подключены к схеме совпадений 7. Единичный вь)ход первого разряда дополнительного счетчика импульсов 2 подкл)очен к пятому входу 4етвертого элемента И 1. Первый выход пускового триггера 4 подключен к цифровому измерителю 16, выход которого соединен со схемой цифровой индикации 17.Примем состояние триггеров, при которомна нулевом (втором) выходе - открывающийпотен циал, за нулевое - О, а состояниетриггеров, при котором на единичном первохвыходе - открывающий потенциал, за единичное - 1.Работает устройство следующим образом.В исходном состоянии счетный триггер 3, пусковой триггер 4 и дополнительные триггеры 5, 6находятся в нулевом состоянии. Элемент И 8открыт по второму входу сигналом нулевоговыхода пускового триггера 4, элемент И 9закрыт по первому входу сигналом единичноговыхода пускового триггера 3, элементы И 10,11 закрыты по вторым входам сигналом единичного выхода триггера 5, элемент И 12 закрыт по третьему входу сигналом единичногдвыхода триггера 6.П " нхроимпульс, опережающий начПервыи синхрку, с входа х.В . 1 поступает на первый входкап и этом первый разряд счетчикасчетчика, при эт,уст анавливается в состояние, все по .в нущие разряды сщр счетчика устанавливаютсян н5 левое состояние. Первый импу,льс измеряемоипачки импульсов с . т наов со входа Вх. 2 поступает напервыи вход (вх(вход сброса) счетчика 2, оонхляя его, на первые входы триггеров 5, 6, подние на линию затверждая их нулевое состояние,14, емент И 8- - на вход счетнодержки 14 и через элемег 3,навливая его в единичноего триггера, уста .состояние, ри это., П м сигналом нулевого выходасчетного триггера 3 закрываются по первымвходам элементы И 10, 11, сигналом его единичного выхода открывается по первому входуэлемент И 9, и начинает заполняться счетчик 1импульсами эталонной частоты, поступающимина его второй вход через элемент И 9 с выходагенератора цифрового измерителя 16. Импульсс первого выхода линии задержки 14 через время, необходимое для окончания переходногопроцесса в счетчике 2 (после его сброса)поступает на второй вход счетчика 2. Приэтом число, записанное к этому моменту всчетчике 1, переносится в счетчик 2. Импульссо второго выхода линии задержки 14 через45 время, равное периоду повторения импульсовэталонной частоты генератора цифрового измерителя 16т1 = Т,), устанавливает вединичное состояние три. ер 5, который сигналом единичного выхода открывает по вто 50 рым входам элементы И 10, 11, закрытыепо первым входам сигналом нулевого выодасчетного триггера 3. Счетчик 1 продолжаетзаполняться импульсами эталонной частоты.Второй импульс измеряемой пачки импульсовпоступает через элемент И 8 на вход счетно 55 го триггера 3, устанавливая его в исходное(нулевое) состояние, на первые входы триггеров 5, 6, устанавливая в нулевое состояниепервый из них и подтверждая нулевое состояние второго. Второй импульс измеряемой пачки поступает также на вход линии задержки 14и на первый вход дополнительного счетчика 2, 602,1 2ФО).)1 (Л (ЦГ,1)(Г;:Н(ЬЦ обнуляя его. Сигналом единичного выхода сцетного триггера 3 закрывается элемент 1 9, и прекращается поступленис импульсов эталонной частоты иа вход счетчика 1, а сигналом его нулевого выхода открываются по первым вхолач элементы И 10, 11. Импульс с первого выхода линии задержки 14 поступает на второй вход дополнительного счетчика 2. При этом число, записанное в счетчике 1, переносится в счетчик 2.Таким образом, при поступлении нд второй вход устройства Вх. 2 второго импульса измеряемой пачки импульсов в сцетчике 1 и в дополнительном счетчике 2 будет записано число, соответстау)ощее )Тер)алу вреени между первым и вторым импульсами пачки.При этом элемент И 11 будет закрыт по тре,тьему вход) сигналом прямого выхода схемы совпадений 7, а элементы И 10, 12 будут открыты соответственно по третьему и по первому входам сигналом инверсного выхода схемы совпадений 7. Импульс со второго выхода линии задержки 14 устанавливает в единичное состояние триггер 5, который сигналом единичного выхода открывает по вторым входам элементы И 10, 11. При этом очередной импульс эталонной частоты через элементО поступает на вход линии задержки 15, выходной импульс которой через время, равное половине периода повторения импульсов эталонной частоты т,. 2 = 0,5 Т, (. устанавливает в единичное состояние триггер 6. Сигналом единичного выхода триггера 6 открывается по третьему входу И 12. Следующий импульс эталонной частоты через элемент И 12 поступает на первый вход пускового триггера 4, устанавливая его в единичное состояние. При этом на елиничном выходе пускового триггера 4 формируется строб, передний фронт которого совпадает по времени с передним фронтом импульса эталонной частоты. Передним фронтом строб запускается цифровой измеритель 16. Сигндлох нулевого выхода пускового триггера 4 закрывается по второму входу элемент И 8 и удерживает ся в закрытом состоянии до окончания строба. Одновременно импульс с выхода элемента И 12 через элемент И,Г)И 13 поступает на третий вход вход вычитания) дополнительного сцетчикд 2 и умен шает записднно в нем число на 1. Импульсы эталонной частоты продолжают поступагь через элемент 11 10 и линию задержки 15 на второй вход триггера 6, полтвержлая его единичное состояние, а также через элечент И 12на первый вхол пускового триггера 4, подтверждая его единичное состояние. и (срез элемент ИЛИ 13 - на счетчик 2, работаюи 1 ий в режиме вычитаии Если измеряемая пачка ичпульсов состоит из лвух импульсов, то вычитание импульсов; з счетчика 2 продолжается до его оонуления Причем, после выцитания предпоследнего им(.;ульса, когда в счетчике 2 окажется число 1, с,гиалом инверсного выхода схечы сопиле.пий 7, подключенной к нулевьм вь(холам со 2-го по х 1-ый разрядов счет)ик 2, закрывют(5 элементы И 10, 12, а сигналом прямого вьх ла схемы совпадений 7 открывается по третьем) входу элемент И 11. Одновременно лсм сит И 11 Открывг)(.т(.51 НО п 51 тчх вхол) 1 л(т) Слиницио(О вых;1, перво О рз яла (цс) цика 2. Очередной пос,)елнии) импхгпс эг- лонной частоты срез эг)"1 еит 1( 1и(т п Г5на Второй Вход иускОВО 0 триСр)1 1, Бозврд(цдя его в исодное Нулевое) состянис, и через элемент ИГ 111 13нд трстий вход счстцика 2, после цс О счетчик 2) свнчл 5)ется и си 1 н,10 м Вьхола и(. 1) В( О рсзр 51 Л(1 з(крывйет по пятому входу емент И 11 При этом и слииичном выходе .пусковго Триггера формируется залпий фронт, строба, совпл 10- 1 ций по времени с перелни;, фро)ггом импульс;1 эталонной частоты, и цифровой измеритель 6 останавливается. Сигилом нулевого выхолд пускового триггера 4 отк)эьВется по вто)Очх входу элемент И 8, посл( цсго схема готов;1 к измерению длительности с.)елуюшей пачки импульсов.Если изчер 5 ехя пдцкд сос ГоГг из т)с хИХ)ПЛЬСОВ, ТО К 1 О 1 ЕН ГХ ИОСТХИГ 1 ЕНИ 51 Н(1 Нт- горой вхол В.(. устройства третьего ими)льс счетчик 2, работая г режиме вычитдни, )нуспеет обнулиться. С приходов) третьего импульса измеряемой пачки импульсов хтаиовятся в нулевое состояние триггеры 5, 6. Ири:11- 25 лет сброс счетчик 2, затем перс(Ос в Нс Оцисла записанного в сцстцикс . Нкл( и:счет 1 ик 2 идцнст р 1 ботдт), Б рс)кимс вьп(ит(1- ния ло обнуленияи прои)зйлст форм;(ровднис заднего фронта строба. 1.сли изрцсчя пцка состоит из .11 импульсов, то форми ( Ннис заднего фронт стробд, стаивли)в;(кп)101 ц(1(1).ровой измеритель 16, призойлет и) посГ)слпич 1 Гик;е выц итд и и я сцст 1 ик(1и с,)с и ри х,1; на Вх. 2 мсройс-ц 1-го ихИчг)ьс(1 пцкп. 1 срелний и задний фронты сформ;(ровдниогсгр з 5 ба, соответственно зпускаюшис и ост 11 вливаюгцие цифровой измерител 6. совп ГОт по времени с передними фронтами импульсов эталонной частоты генератора цифрового измерителя. Поэтому гифровой измеритель осуществляет измерение интервал межлу пср О вым и послелним ихпчльсдми цацки импульсов практически без погрешности. Погрешность пусковой схемы не прсвьш)аст олин период повторения импульсов эталонной частоты. Следовательно, обшая погрешность устройств НГ 45 п реВыц 1 ст олин период понтрени 5) ич пуг)ьсГ)1(эталонной частоты генератора цифрового измери ге, я. Из)СГТел Врехенных интсрв;),ь, Олс).ж 31 ций послелйватсльнсспине;1 с 1 Н 1 фп- Вой изм(р итель и схему ци ) В и л(1 к)1 ци и, полклк)ченнь)Й вь(хо,10)( , ци1 во)1 х55 телю иусковог триггер, счетчик ииул)сов, п(лклюценнь 11 к первому входу устрй(.тв;1, (1 Г- пыи тр(ггер, Иглп)ОН 1Оя тем, то, с цслью иовы п 1 ения Оь)сГ)лсйстВия и р(1 си Исии 51 фтпк.циондльиых воз(Ожпостей, В нсО Ввслсны л) И,П)ИТСЛЬП 1 И с 1(. ТИП К ИМПЧЛ 1 СОВ, ЛВГ( .ГО,) нитсльньх т,)игг(рд, схе(1 (ОВН(1 ьсиий, и 1 (160291 15 Составитель В. МитряевТехред О. Луговая Корректор Н. Тупица Тираж 564 Подписное Редактор С. ХейфицЗаказ 847/43 НИИ И Г сдарственногопо делам изоб 5, Москва, Ж.З ППП Патент,митета Совета Министров етений и огкр 1 ятийРаушская наб., д Ужгород, ул. Про 30 Филиал4/5ектная, 4 элементов И, элемент ИЛИ и две линии задержки, вход первой из которых соединен с первым входом дополнительного счетчика, с первыми входами дополнительных триггеров, с входом первого элемента И и со вторым входом устройства, первый выход первой линии задержки соединен со вторым входом дополнительного счетчика импульсов, а второй выход - со вторым входом первого дополнительного триггера, второй вход первого элемента И подключен ко второму выходу пускового триггера, а выход - к входу счетного триггера, первый выход которого подключен через второй элемент И ко второму входу счетчика импульсов, а второй выход подсоединен к первым входам третьего и четвертого элементов И, вторые входы которых подключены к выходу первого дополнительного триггера, третий вход четвертого элемента И подсоединен к прямому выходу, а третий вход третьего элемента И и первый вход пятого элемента И подсоединены к инверсному выходу схемы совпадения, причем вторые входы второго и пятого элементов И и четвертые 28входы третьего и четвертого элементов И подключены к выходу генератора цифрового измерителя, выход третьего элемента И подключен через вторую линию задержки ко второму входу второго дополнительного триггера, подсоединенного выходом к третьему входу пятого элемента И, выход которого подключен к первому входу пускового триггера и к первому входу элемента ИЛИ, выход четвертого элемента И подсоединен ко второму входу пускового триггера и ко второму входу элемента ИЛИ, выход которого подключен к третьему входу дополнительного счетчика и м и ул ьсов, четвертной вход которого подсоединен к выходу основного счетчика импульсов, а выход - к входу схемы совпадений, причем выход первого разряда дополнительного счетчика импульсов подключен к пятому входу четвертого элемента И.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1, Авторское свидетельство СССР296076, кл. сд 04 Г 10/04, 1971.2. Авторское свидетельство СССР446943, кл. сд 04 Г 10/04, 1974.