Устройство для измерения периода

) Приори СССРам нзобратеннйеткрмтнй онако 25,05,73 Бюллетень1 ублнковання описания 28.05.7 ублик 53) УДлужников, Е. А. Евсее 71) Заявитель г.ЮЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЙЕРИО 54) УСТРОЙС дом1гавходом второшнй вход котосхемы ИЛИ,ходам дешнфракоторого пойоддиапаэоно 3Изобретение относится к електронзмернтельной технике и может быть использовано в цнфровых приборах.Известны измерители временных интервалов, содержащие ключ, входной формирователь, генератор квантуюшнх импульсов, счетчик импульсов и цифровое отсчетное устройство 11.. Недостаток известных измерителей временных интервалов - низкое быстро-:. действие. . 1 оНаиболее близкйм по технической сущности к предложенному является устрой-, ство для измерения периода, содержащее генератор вталонной частоты, выход ко- . торого через первый ключ соединен с входом счетчика импульсов, один нэ вы ходов которогосоединен с управляющимго ключа, второй управляюрого соединен с выходомподключенной входами к вы фтора поддиапазонов, входыдкпючены к вькодам счетчикав, третий вход второго ключа подсоединен к выходу формирователя им пульсов, управляюшнй вход которого подсоединен к вылоду первого триггераи к управляющему входу первого ключа, а второй вход- к управляюшему входу пускового ключа, подключенного вьтхо к первому входу первого триггера 2Известное устройство имеет недос точный диапазон измерений.Цепь изобретения - расширение диапазона намерений.Поставленная цель достигается эа счет того, что в устройство, содержащее генератор эталонной частота, выход.которого через йервый ключ соединен ео входом счетчика импульсов, один иэ выходов которого соединен с управляющим входом второго ключа, второй управляющий вход которого соединен с выходом схемы ИЛИ, подключенной входами к выходам дешнфратора ттодднапазонов, входы которого подключены к выходам счетчика подднапазонов, третий вход второго ключа нодсоедннен .к выходу формн"366рователя импульсов, управляющий входкоторого подсоединен к выходу первоготриггера и к-управляющему входу первого ключа, а второй вход - к управпяюшему входу пускового ключа, подключенного вьщодом к первому входу первоготриггера, снабжено вторым триггером,двумя ключами, двумя схемами ИЛИ ивьщодными ключами, входы которых соединены с выходами счетчика поддиапазонов, а управляющие входы объединены иподкпючены к управляющему входу третьего ключа и прямому вьщоду второготриггера, инверсный вьщод которого подключен к управляющим входам дешифра" тора цоддиапаэонов и четвертого ключа,второй вход которого соединен свыходомформирователя импульсов и вторым входом третьего ключа, выход которогоподключен к входу второй схемы ИЛИ,подкйюченной вторым входом к вьщодувторого ключа, а вьщодом - ко второмувходу первого триггера, выход четвертого ключа соединен с входом третьей схемы ИЛИ, подключенной вторым входом квьщоду переполнения счетчика ймпупьсови ко входу второго триггера, а выходомк входу счетчика поддиапазонов,Блок-схема предлагаемого устройствадпя измерения периода приведена на чертеже.Устройство для измерения периода содержит генератор 1, ключ 2, счетчик импульсов 3, триггер 4, входной формирователь 5, пусковой ключ 6, триггер 7,схему ИЛИ 8, дешифратор поддиапазонов 9, счетчик поддиапазонов 10, схему 1ИЛИ 11, ключи 12 и 13, схему ИЛИ 14и ключ 15, а также выходные ключи16-; 168. Выход генератора 1 черезключ 2 соединен с входом счетчика импульсов 3. Один из вьщодов счетчикаимпульсов 3 соединен с управляющимвходом второго ключа 12. Второй управляющий вход второго ключа 12 соединенс выходом схемы ИЛИ 8. Входы схемыИЛИ 8 подключены к вьщодам дешифратора поддиапазонов 9. Входы дешифрато-.ра поддиапазонов 9 йодключены к выхо-дам счетчика поддиапаэонов 10. Третийвход второго ключа 12 подсоединен квыходу .формирователя 5 импульсов. Уп. равляющий вход формирователя 5 подсоединен к вьщоду триггера 4 и к управляющему входу, первого кпюча 2, а второвход к управпяющему входу пусковогокпюча 6, подк юченного выходом к единичному входу триггера 4, Входы выход4ньщ ключей 16 -, 16 й соединены с выходами счетчика поддиапазонов 10, а управляющие входы выходных ключей объединены и подключены к управляющеми входу третьего ключа 13 и к единичному вьщоду дополнительного триггера 7. Нулевой выход триггера 7 подключен к управпяющим входам дешифратора поддиапазонов 9 и четвертогоключа 18.10 Второй вход четвертого ключа 5 соединен с выходом формирователя 5 и вторым входом третьего ключа 13. Выход третьего ключа 13 подключен.к входу второй схемы ИЛИ 11, Второй вход вто рой схемы ИЛИ 3.1 подключен к вьщодуключа 12, а выход - к нулевому входу триггера 4, Выход четвертого ключа 15 соединен с входом третьей схемы ИЛИ 14, Второй вход третьей схемы ИЛИ 14 под кпючен к выходу переполнения счетчикаимпульсов 3 и к единичному входу дополнительного триггера 7. Вьщод третьей схемы ИЛИ 14 подключен к входу счетчика поддиапазоноИ 10.Работает устройство следующим образом. В начальный момент примем состояние триггеров, при котором на нулевом (инверсном) вьщоде разрешающий (высокий) потенциал, за нулевое - О, а состояние триггеров, при котором на единичном (прямом) выходе разрешающий (высокий) потенциал, за единичное - 1,В исходном состоянии триггеры 4, 7и счетчики 3, 10 находятся в нулевом состоянии. Ключ 2 и формирователь 5 закрыты запрещающим (низким) потенциалом единичного выхода триггера 4.Второй ключ 12 закрыт запрещающим (низким) потенциалом выхода счетчи-.ка 3, а также низким потенциалом с вьщода схемы ИЛИ 8. Третий ключ 13 и выходные кпючи 16 д; 16 Й закрыты запрещающим (низким) потенциалом единичного выхода дополнительного тригге ра 7. Дешифратор поддиапаэона 9 и чет-вертый ключ 15 открыты по управляющим входам разрешающим потенциалом нулевого выхода дополнительного триггера 7. При поступпении на вход пускового ключа 6 сигнала "Пускф и с приходом на. вход устройства импульса, соответствующего началу измеряемого периода, последний через пусковой ключ 6 проходит на единичный вход триггера 4, но й 55 не проходит на выход формирователя 8.Переключаясьтриггер 4 открывает ключ 2 дпя прохождения счетных импуи; сов с генератора 1 на счетчик 3, Крометого, разрешается прохождение импульсов, соответствующих измеряемых периодов через формирователь 5,Рассмотрим работу устройства приизмерении больших значений периода,длительность которых превышает времяпереполнения счетчика 3. В этом случае счетчик 3 после поступления на него определенного количества импульсовс генератора 1 переполняется, и импульспереноса с выхода счетчика 3 поступаетна единичныЯ вход дополнительного триггера 7, переключая его в единичное состояние, и через третью схему.ИЛИ 14на вход счетчика поддиапазонов 10.Запрешаюший (низкий) потенциал с нулевого выхода дополнительного триггера 7 поступает на управляющие входыдешифратора поддиапазонов 9 н четвертого ключа 15, закрывая их. Разрешающим (высоким) потенциалом единичноговыхода дополнительного триггера 7 поуправляющим входам открываются третий ключ 13 и выходные ключи 161 д16 й . При последующих переполнейияхсчетчика 3 импульсы переноса,с его выхода также поступают на вхбд счетчика10. Поприходу импульса конца измеряемого периода импульс с выхода формирователя 5 проходит через открытый поуправляющему входу третий ключ 13 ичерез вторую схему ИЛИ 11 на нулевойвход триггера 4, устанавливая его в исходное (нулевое) состояние. При этомнизким потенциалом единичного выходатриггера 4 закрывается ключ 2 и навход счетчика 3 прекращают поступатьсчетйые импульсы. Цикл измерения за:канчивается. В счетчиках 3 и 10 фиксируется результат, пропорциональный .значению периода, причем содержимое .счетчика 10 соответствует старшим раз:рядам полученного результата, Содержимое.счетчика 10, соответствующее стар-Шим разрядам полученного результата,передается на выход ключей 16 - : 16 М,: открытых по управляющим входам разрешающим потенциалом единичного выхода дополнительного триггера 7. Приэтом сигналы на выходе дешифратора 9,закрытого запрещающим потенциалом нулевого выхода триггера 7; будут отсутствовать. Следовательно схема ИЛИ 8 исхема И 11 будут закрыты.Рассмотрим работу устройства при измерении малых значений периода, длительность которых не превышает временипереполнения счетчика 3. Если к моментузо 35 периода на выходе счетчика 3 есть разрешающий потенциал, то разрешающий потенциал, с шины "2" дешифратора 9 йроходит через схему ИЛИ 8 и второй ключ 12 открыт для прохождения импульса конца цикла измерения. В этом случае в счетчике 3 вновь фиксируется 45 .мантисса результата измерения, а потенциал шины 2 дешифратора 9.указывает на уменьшение величины порядка на " 1" (сдвиг "запятой" на один двоичный разряд влево), В случае, когда 50к концу второго измеряемого периода на 55 5 О 15 2 О 25 окончания измеряемого периода на выходе счетчика 3 будет разрешающий потенциал (т.е. задаваемая точность измерения достигнута), то второй ключ 12открывается, так как импульс конца первого измеряемого периода проходит черезоткрытый по управляющему входу третийключ 15 и третью схему ИЛИ 14 на входсчетчика 10 и в шине "1 дешифратора 9появляется разрешающий (высокий) потенциал, который проходит через схемуИЛИ 8 на второй управляющий входвторого ключа 12, Вследствие этогоимпульс конца первого измеряемого периода проходит через второй ключ 12 и .вторую схемуИЛИ 11 на нулевой входтриггера 4, переключая его в исходноесостояние, Ключ 2 закрывается, циклизмерения заканчивается, в счетчике 3фиксируется результат, пропорциональный значению периода, а потенциал свыхода шины "1" дешифратора 9 указывает величину порядка в соответствии спервым цоддиапазоном ( запятая" устанавливается после младшего разряда мантиссы). Если измеряемый период малто к приходу импульса, соответствующего концу первогопериода, в счетчике 3накапливается недостаточно импульсов,на выходе его нет разрешающего потенциала (задаваемая точность не достигнута). Второй ключ 12 не откры- .вается, и цикл измерения не эаканчи-.,вается. Вследствие этого импульсы сгенератора 1 продолжают поступать насчетчик 3. Если к моменту окончания второго выходе счетчика 3 нет разрешающегопотенциала, анализируется момент концачетвертого измеряемого периода и придостижении заданной точности заканчивается цикл измерения. Потенциал, возникающий на шине "4 дешифратора 9,указывает на уменьшение порядка еше наединицу и т,д.,2, 4, 8 и т;д; измеряемых периодовпроисходят анализ достижения задаваемойточности йзмерения и в случае ее достижения останов измерения с автоматическим выбором поддиапазона,т,е. с автома-,тической установкой запятой. При этомтретий ключ 13 и выходные ключи 1616 Й закрйты по управляющим входамзапрещающим (низким) потенциалом единичном выхода дополнительного трйгге"оа 7. Заказ 2998)45 Тираж 501 Подписное ф ППП "Патэнтф, г,од, улПроектная формула изобретения15Устройство" для "нзмерения периода, содержащее генератор эталонной частоты, вьход которого через первый ключ соедицен с входом счетчйка импульсов, один извыходов которого соединен с управ-го ляюшим входом второго ключа, второй управляющий вход которого соединен. с выходом схемы ИЛИ, подключенной входами к выходам дешифратора поддиапазонов, входы которого подклЮчепы к .: 25 выходам счетчика поддиапазонов, третий . вход второго ключа подсоединей к выходу .Формирователя импульсов, управляющийвход которого подсоединен к выходу первого трйггера и к управляющему входу первого ключа, а второй вход - к уйравляюшему входу пускового ключа,"подклю-. ченного выходом к первому входу пермого триггера, о т л и ч а ю ш е е с ятем, чтб с"целью расширения диапазонаизмерений, оно снабжено вторым триггером, двумя ключами, двумя схемами ИЛИи выходными ключами, входы которых соединены с выходами счетчика поддиапазонов, ауправляющие входы объединены и подключены к управляющему ьходу третьего ключа и к прямому выходу вт 4 Ьрого триггера,инверсный выход которого подключен куправляющим входам дешифратора поддиапазонов и четвертого ключа, второйвход которогосоединен с выходом формирователя импульсов и вторым входом третьего ключа, выход которогоподключен к входу второй схемы ИЛИ,подключенной вторым входом к выходувторого ключа, а выходом - ко второмувходу первого триггера, выход четвертого ключа соединен с входом третьейсхемы ИЛИ, подключенной вторым входом к выходу переполнения счетчикаимпульсов н к входу второго триггера,а выходом - к входу счетчика поддиапазонов,Источйики инФормации, принятые вовййманйе"йри"экспертизе1. Орйатский П. П, Автоматическиеизмерения н приборы, "Высшая школаф,Киев, 1973, с. 408-409.2. Автдрское свидетельство % 451045,кл, 604 Р 10 И 4, 28,05.75,