Измеритель коротких интерваловвремени

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоеетскмкСоцмапмстмческмкРеспубпмк(72) Автор изобретения Е. И. Ивонин 71) Заявител 54) ИЗМЕРИТЕЛЬ КОРОТКИХ ИНТЕРВАЛОВ ВРЕМЕН ителям Извест ервалов времени стройство для и езобретение относится к измериной технике, в частности к изрения интервалов времени, содержащее Формирователь двух сдвинутыхпо фазе импульсных последовательностей,два элемента И, два триггера, схему объединения и счетчик импульсов 1 .Недостаток известного устройстванизкая точность измерения,Цель изобретения - повьпдение точности измерения,Эта цель достигается введениемв устройство десяти элементов И-НЕи РЬ-триггера, причем единичный выход.первого триггера соединен черезпервый и второй элементы И-НЕ с первым 8"входом Ю-триггера, с входом третьего элемента И-НЕ и с входом четвертого элемента И-НЕ, единичный выход второго счетного триггерасоединен через пятый и шестой элементы И-НЕ с первым К-входом Р 5-триггера, со входом третьего элементаИ-НЕ и со входом седьмого элементаИ-НЕ, нулевой выход первого счетного 5триггера подключен к входу восьмогоэлемента И-НЕ, нулевой выход второго счетного триггера подключен к второму входу восьмого элемента И-НЕ,единичный выход КЯ-триггера соединен со вторым входом второго элемента И-НЕ, с первым входом девятогоэлемента И-НЕ и со вторым входом седьмого элемента И-НЕ, нулевой выходЮ-триггера соединен со вторым входом шестого элемента И-НЕ, со вторымвходом четвертого элемента И-НЕ исо вторым входом девятого элементаИ-НЕ, выход которого подключен ктретьим входам третьего и восьмогоэлементов И-НЕ, выходы которых черездесятый элемент И-НЕ соединены с первым выходом измерителя, выходы четвертого и седьмого элементов И-НЕчерез схему объединения соединены со50 55 входом счетчика и со вторым выходом измерителя, выход первого элемента И подключен к второму входу первого элемента И-НЕ, выход второго элемента И подсоединен к второму входу пятого элемента И-НЕ, вторые В и 5-входы ВЬ-.триггера подключены к шине "Сброс".На фиг.1 приведена принципиальная электрическая схема устройства; на фиг, 2 - временные, диаграммы напряжений в различных точках схемы.Устройство состоит из формирователя сдвинутых по фазе последовательностей импульсов, содержащего генератор 1 импульсов и фазосдвигающую цепочку 2, элементов И 3 и 4, двух счет ных триггеров 5 и 6, элементов И-НЕ 7-16, схемы объединения 17, В 5-триггера 18 и счетчика 19.Измеритель коротких интервалов времени работает следующим образом.Перед измерением на вход "Сброс" подается нулевой логический сигнал, устанавливающийсчетные триггеры 5, 6 и счетчик 19 .в нулевое состояние, Одновременно сигнал, воздействуя на вторые В и 5 - входы В 5-триггера 18, устанавливает последний в состоя. ние, при котором на его выходах присутствуют единичные логические сигналы. Нулевые логические сигналы с единичных выходов счетных триггеров 5 и 6 устанавливают на выходах первого и пятого элементов И-НЕ 10 и .12 единичные логические сигналы, а на выходах второго и шестого элемен. - тов И-НЕ 11 и 13 нулевые логические сигналы, так как на два других входа элементов И-НЕ 11 и 13 также посту. пают единичные логические сигналы с выходов ВЗ-триггера 18. Нулевые логические сигналы с выходов элементов И-НЕ 11, 13 поступают на первые В и 5-входы ВЬ"триггера 18, удерживают его в исходном состоянии, при котором, на двух его выходах присутствуют единичные логические сигналы. В результате измеритель оказывается в исходном состоянии и сигнал "Сброс" снимается. В качестве примера (фиг. 2) рас.смотрен процесс измерения интервала времени длительностью 4,5 То, где Т - период частоты кварцевого гене 0ратора 1, а также приведены временные диаграмьи напряжений на выходе генератора 1, на выходе фазосдвига 10 15 20 25 30 35 40 45 ющей цепочки 2, н входе "Вх" паединичном выходе счетных 3 рп 1 герои5 и 6, на единичном выход ВВ-триг- .гера (или на входе седьмого элемнта И-НЕ 16) на нулевом выходе В 5-триггера (или на входе четверто 1 о элемента И - НЕ 15), на входе основногосчетчика, и на выходе "Вых.1" измерителя .При поступлении сигнала Старт на вход "Вх 1" измерителя, элементы И 3 4 открываются и обе последовательности импульсов поступают на счетные входы счетных триггеров 5, 6 и на входы элементов И-НЕ 10, 12 (точка а фиг. 2), Одна из последовательностей импульсов, которая начинается первой, опрокидывает соответствующий счетный триггер 5 и 6. Если первой начинается последовательность с выхода генератора 1, то первый импульс последовательности опрокн дывает триггер 5 (точка б фнг.2) в единичное состояниеЕдиничный логичский сигнал с нулевого выхода счетного триггера 5 разрешает прохождение сигнала с выхода элемента И 3 через элемент И-НЕ 10, на вход элемента И-НЕ 11. Однако сигнал на выходе элемента И-НЕ 10 не изменяется, так как на выходе элемента И 3 присутствует нулевой логический сигнал. Второй импульс, с выхода генератора(точка в фиг, 2),изменяет сигнал на выходе элемента И-НЕ 10 с единичного на нулевой. В результате чего, сигнал на выходе элемента И-НЕ 11 изменяется с нулевого на единичный. Так как на первом В-входе ВБ-триггера 18 сигнал имеет нулевое значение (триггер 6 опрокинулся на выходе элемента 4, а следовательно, и на выходе элемента И-НЕ 13 - нулевой логический сигнал), В 5-триггер 18 устанавливается в та( кое состояние, при котором на его единичном выходе сигнал имеет нулевой логический уровень (точка гфиг. 2), а на нулевом - единичный,(нулевое состояние), Нулевой логический сигнал с единичного выходаВ 5-триггера 18, поступает на входэлемента И-НЕ 1, устанавливает наего выходе единичный логический сиг-нал и В 5-триггер 8 остается в дальнейшем в указанном состоянии(в нулевом), так как нулевые импульсы,которые поступают на первый В-входР 5-триггера 18 подтверждают его нулевое состояние.Нулевой сигнал с единичного выхода Р 5-триггера 18 закрывает элемент И-НЕ 16 и импульсы с счетноготриггера 6 не пройдут на вход счетчика 19. В это время, импульсы ссчетного триггера 5, т.е. триггера,который срабатывает первым, черезоткрытый элемент И-НЕ 15, поступают 1 Она вход счетчика 19.Таким образом Р 5-триггер 18, элементы И-НЕ 10-16 и схема объединения17 выполняют функцию приоритетногоключа, подключая к счетчику 19 тот 15из счетных триггеров 5 или 6, который срабатывает первым.На выходе "Вых.1" измерителя импульсы принимают единичное значение каждый раз, когда состояния счетных триггеров 5 и 6 совпадают (фиг.2)Если счетные триггеры 5 и 6 находятся в нулевом состоянии, то на входывосьмого элемента И-НЕ 8 поступаютединичные логические сигналы, так 25как на выходе элемента 14 единичныйлогическии сигнал, а следовательно,и на выходе измерителя будет единичный логический сигнал,Если счетные триггеры 5 и 6 на-30ходятся в единичном состоянии, то навходы третьего элемента И-НЕ 7 поступают единичные логические сигналы, а следовательно, и на выходе десятого элемента И-НЕ 9, т.е. на вы- з 5ходе измерителя .единичный логическийсигнал, Таким образом, элементы И-НЕ7-9 производят текущее сравнение состояний счетных триггеров 5 и 6 и прикаждом совпадении их состояний, создают на выходе измерителя единичныйлогический сигнал.При поступлении на вход "Вх 1измерителя сигнала окончания измеряемого интервала времени (точка д фиг,2),15элементы И 3, 4 закрываются и поступление импульсов на счетные входысчетных триггеров 5, 6 и счетчика 19заканчивается. При этом, на выходе50измерителя находится информация о долях периода измеряемого временногоинтервала, на выходе "Вых.2" измерителя - информация о единицах период, а в счетчике 19 - информация55старших разрядов двоичного числа.Таким образом, измеряемый временной интервал Т найден по формулеТХ=(Оф 5 вы,+ Чь 2 с,) То ф где М , - логическая информация навыходе "Вых 1" измерителя;1/ - логическая информация наВых 2выходе "Вых 2";Чс - число импульсов, записанное в счетчике 19;То - период генератора 1.Измеряемый временной интервал Т равен 4,5 То, Логическая информация на выходе "Вых 1" измерителя равна единице (точка е фиг,2), на выходе "Вых 2" равна нулю (точка ж фиг.2) и число импульсов, поступившее на вход счетчика 19, равно двум (фиг. 2) .Согласно формулеТх= (051+0+2 2) То 4,5 ТоФормула изобретенияИзмеритель коротких интерваловвремени, содержащий формирователь двух сдвинутых по фазе импульсных последовательностей, подключенный к первому и второму элементам И, два триггера, соединенных с выходами элементов И, счетчик импульсов и схему объединения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены десять элементов И-НЕ и Р 5-триггер, причем единичный выход первого триггера соеди-, нен через первый и второй элемент И-НЕ с первым 5-входом Р 5-триггер, со входом третьего элемента И-НЕ и со входом четвертого элемента И-НЕ, единичный выход второго счетного триггера соединен через пятый и шестой элементы И-НЕ с первым Р-входом Р 5- триггера, со входом третьего элемента И-НЕ и со входом седьмого элемента И-НЕ, нулевой выход первого счетного триггера подключен к входу восьмого элемента И-НЕ, нулевой выход второго счетного триггера подключен к второму входу восьмого элемента И-НЕ, единичный выход Р 5-триггера соединен со вторым входом второго элемента И-НЕ, с первым входом девятого элемента И-НЕ и со вторым входом седьмого элемента И-НЕ, нулевой выход Ю" григгера соединен со вторым входом шестого элемента И-НЕ, со вторым входом четвертого элемента И-НЕ и со вто" рым входом девятого элемента И-НЕ, выход которого подключен к третьим входам третьего и восьмого элементов И-НЕ, выходы которых через десятый2 бЗ 7 847 элемент И-НЕ соединены с первым выходом измерителя, выходы четвертого и седьмого элементов И-НЕ через схему объединения соединены со входом счетчика и со вторым выходом измерителя, выход первого элемента И подключен к второму входу первого элемента И-НЕ, выход второго эл ента И подсоединен к второму входу пятого элемента И-НЕ, вторые В и 5 - входы115-триггера подключены к шине Сброс" 5 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР;Ф 433444, кл. С 04 Г 1 О/04, 31.01.72. ВНИИПИ Заказ 5495/73Тираж 457 Подписное филиал ППП "Патент",г. Ужгород, ул. Проектна