Анализатор временных интервалов между импульсами

Союз СоветсимкСоцнапнстнчесиикРеспублни ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ е 900431(51)М. КЛ,Н 03 К 5/2 б6 04 Р 1 О/00 РкударстесккыЯ квинтет СССР ао авлан азабретеккЯ в вткрыткЯ(72) Автор изобретения П. Т.Сиротенко Конотопский ордена Трудового Красного Знзмени электромеханический завод "Красный металлист"(54) АНАЛИЗАТОР ВРЕМЕННЪХ ИНТЕРВАЛОВ МЕЖДУ ИМПУЛЬСАМИИзобретение относится к области автома.тического контроля и может быть примененодля выделения естественных сейсмоакустических сигналов на фоне производственных по.мех при прогнозировании опасного состояния5горных пород в подземных выработках шахты.Известно устройство донускового контроля временных интервалов между импульсами,содержашее блок дискретной задержки сигна.ла состоящий из блока управления, счетчика,11 Облока выделения начала стробсигнала, инвертор, триггер и элемент совпадения 11.Недостатком известного устройства является низкая эффективность выделения сигналов на фоне помех иэ-за невозможности рас 1познания сигналов путем идентификации сигналов не с постоянным полем допуска (эта.лоном), а с переменным полем допуска,задаваемым соседними временными интервалами.20,Известен также способ распознавания раз.личных временных интервалов между импуль.сами в последовательности электрических им.пульсов и устройство для осушествления этого способа. Устройство определяет два раз.личных интервала между импульсамн, С по.мощью первого счетчикз измеряют интервалвремени между двумя соседними импульсамии регистрируют во втором счетчике В тече.ние определенного промежутка времени вто.рой счетчик обнуляется импульсами определенной частоты, если в течение установленного промежутка времени счетчик обнуляется,то временной интервал относят к первомувременному интервалу, а при необнулениисчетчика временной интервал относится ковторому временному интервалу 121,Недостатком этого устройства являетсявоэможность распознввания временных интер.взлов только являющимися больше нли меньше определенной величины, что также не позволяет эффективно выделять сигналы н фоне помех, так как параметры сигналов и помех во многих случаях не являются посто.янными величинами.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является анализатор аре.ценных интервалов, содержащий генераторопорной частоты, делители частоты, два счет.чика, элементы И, НЕ, триггер, формирователь н регистратор 31,Недостатком этого анализатора являетсято, что допусковый контроль временных интервалов производится с одной стороны,поэтому эффективность распознавания сейсмоакустических сигналов низкая.Цель изобретения - расширение функцио.нальных возможностей анализатора.Для достижения укаэанной цели в анализатор временных интервалов между импульсами, содержащий входную шину, подключеннуюко входам формирователя, первого инвертораи первым входам первого и второго элемен.тов совпадения, вторые входы которых соеди.иены с первым и вторым выходами блокаделителей частоты, вход которого подключенк выходу генератора эталонной частоты, авыход формирователя соединен с первым входом регистратора и входами установки в нулевое состояние первого и второго счетчиков,счетные входы которых соединены с выходами первого и второго элементов совпадения,соответственно, первый вход третьего элемента совпадения соединен с третьим выходомблока делителя частоты, второй вход регистратора соединен с выходом триггера, входустановки в нолькоторого подключен к выхо.ду первого счетчика, а выход второго счет.чика подключен к первому входу четвертогоэлемента совпадения, второй вход которогочерез второй инвертор подключен к выходупервого счетчика, а выход соединен со входом установки триггера в единичное состояние, в него дополнительно введены блокключей и счетчик, счетный вход которого со.единен с выходом третьего элемента И, аего разрядные выходы через блок ключейподключены к установочным входам в единичное состояние первого и второго счетчиков, а вход установки в ноль дополнительного счетчика соединен со вторым выходомформирователя, при этом управляющий входблока ключей подключен к выходу инвертора,а второй вход третьего элемента совпадениясоединен с входной шиной,На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.Анализатор содержит входную шину 1, подключенную ко входам формирователя 2 первого инвертора 3, одному из входов пер. вого, второго и третьего элементов 4 - 6 совпадения, Выход генератора эталонной частоты 7 подключен ко входу блока 8 делителей частоты, выходы которого соединены со вторыми входами элементов 4 - 6 совпадения соответ. ственно. Выходы этих элементов совпадения соединены со счетными входами первого, вто.55 тов 4 и 5 совпадения работают на вычитание.Счетчиком 11 измеряется каждый входнойвременной интервал, с помощью импульсовблока 8 делителей частоты с коэффициентом рого и третьего счетчиков 9-1. Разрядныевыходы счетчика 1 подключены ко входублока 12 ключей, на который включающийсигнал поступает с выхода первого инвертора 3Выходы блока ключей подключены к устано.вочным входам в единичное состояние перво.го и второго счетчиков 9 и 10. Выход первого счетчика 9 соединен с установочным вхо.дом в ноль триггера 13 и входом инвертора14, выход которого соединен с одним извходов четвертого элемента 15 совпадения,второй вход которого соединен с выходомвторого счетчика 10. Выход элемента 15 сов.падения соединен с вхстом установки тригге.ра в единичное состояние, Первый выход формирователя 2 соединен с первым входом ре.гистратора 16 и установочными входамив нулевое состояние счетчиков 9 и 10. Второй выход формирователя 2 соединен с установочными входами в нулевое состояние треть.его счетчика 11. Выход триггера 13 подклю.чен ко второму входу регистратора 16.Импульсы, формируемые генератором 7эталонной частоты, поступают на вход блока 8 25 делителей частоты, имеющим выходы с коэф.фициентами К К 2 и К, деления частотыи удовлетворяющие условию К 1КзК,.Эти коэффициенты определяются требуемымдопуском различия временных интервалов меж. ЗО ду импульсами, поступающими на входнуюшину 1 и могут выбираться в широких пределах, При поступлении контролируемого вре.менного интервала с шины 1 на входы эле.ментов 4 - 6 совпадения, происходит квантование его импульсами с выходов блока 8делителей частоты. Полученные импульсы отквантования временного интервала поступаютна счетные входы счетчиков 9 - 11, подсчитываются ими, Во время импульса, разделяющего 40 контролируемые временные интервалы, в счетчики 9 и 10 переписывается информация сосчетчика 11, причем счетчик 11 является не.реверсивным, а счетчики 9 и 10 могут бытькак реверсивными, так и нереверсивными,Если счетчики 9 и 10 нереверсивные, то раз.45рядные выходы счетчика 11, подключенныек информационному входу блока ключей,берутся инверсные, т,е. записанное число всчетчике 11 переписывается в инверсном коде.Если же счетчики 9 и 10 реверсивные, торазрядные выходы счетчика 11, подключенныек блоку коммутации - прямые, т.е, со счетчика 11 в счетчики 9 и 0 переписываетсязаписанное число в прямом коде, а счетчики9 и 10 при поступлении импульсов с элемен5 о 0043 йделения К,число импульсов, соответству- предшествующему временному интервалу, пеющее первому измеренному временному ицтер. Реписанного из счетчика 11, больше верхнейвалу, переписывается в счетчики 9 и О при границы поля допуска. В этом случае триг.помощи инвертора 3 и блока 12 ключей во гер 13 остается в нулевом состоянии,а блоквремя импульса между первым и вторымрегистора по сигналу с формирователя 2 фикконтролируемыми временными интервалами. сирует непопадание временного интного интервала ввремя начала каждого измеряемого вре- поле допуска,менного интервала счетчик 11 устанавливается и устанавливаются в нольв нчлевое состояние форми вателем 2,фр ро вначале импульса, разделяющего соседние вреПри поступлении второго временного ин- ц менные интервалы.тервала на входную шинуп исходит егону ро дит его В случае использования нереверсивныхквантование на элементах 4 и 5 совпадения счетчиков 9 и 10 (суммирующие счетчики)импульсами с выходом блока 8 делителей п цесс равнения временных интервалов бу.частоты с коэффициентами деления К 1 и К 2 дет следующим. Число, соответствующее преп.соответственно. Импульсы с элементов 4 и 5 1 шествующему1 шествующему временному интервалу иэ счетсовпадения поступают на счетные входы счет- чика 11 ппереписывается в инверсном кодечиков 9 и 10 для вычитания или суммирова- в счетчики 9 10. Ии . мпульсы с элементовния,Е4 и 5 совпаденнг от квантования контроли.ели счетчики 9 и 10 реверсивные, постуруемого временного интервала суммируютсялающие импульсы с элементов 4 и 5 совпадения поступают для вычитания из числа, сов счетчиках 9 и 10. С помощью т игге а 13Р Рпроизводится определение попадания времен.ответствующего первому временному интерва- ного интервала с поля допуска. В процесселу, переписанного со, счетчика 11 в прямомсравнения могут возникнуть след шие сикоде. За состоянием счетчиков 9 и 10 сле- ации: оба счетчика 9 и 10 обнулились (цедит триггер 13 с помощью инвертора 14ну ( реполнились), счетчик 10 переполнился, а счет.и элемента совпадения 15, П и этом во в е Р Р чик 9 не переполнился, оба счетчика 9 и 1 Омя поступления временного интервала на вход- не обнулились (переполнились) .ную шину 1 могут возникнуть три ситуации: первом случае контролируемый временоба счетчика обнулились, счетчик 1 О обнулился, ной интервал меньше нижней границы поляа счетчик 9 не обнулился; оба счетчика не обнули.лись.допуска, при этом счетчик 10 обнуляетсяраньше, чем счетчик 9, а поэтому сначалаПервый сллай соответствует ситуации,триггер 13 устанавливается выходным сигналомкогда соотношение соседних временных интерсчетчика 10 в единичное состояние а пвалов не попадает в поле допуска, т,е, предустанавливается в н левое состояние выхшествующий временной интервал меньше ниж- усигналом счетчика 9. Регист ато 6 и и по.чступлении сигнала с формирователя 2неи границы поля допуска, заданного измеряемым временным интервалом. При этом тригрует непопадание конт ли емого в емецнго интервала в поле допуска.гер в процессе контроля устанавливается снача-ла в единичное состояние через элемент сов- Во втором случае счетчик 10 обнуляетсяпадения 15, а потомопрокидываетсяв нуле и устанавливает триггер 13 в едицичцое со.вое состояние выходным сигналом со счетчи- стояние через элемент 15 совпадения. Счетка 9. Блок регистратора 16 зарегистрирует, чик 9 за время контролируемого интервалачто соотношение предшествующего временного не успевает переполниться, а поэтому тригинтервала и измеряемого не попадает в поле гер остаетсм в единичном состоянии. Сигналдопуска. с выхода триггера поступает на регистраторВторому случаю соответствует ситуация, 16, где при поступлении сигнала с формирокогда соотношение соседних временных интер- вателя 2 регистрируется как показание коцвалов находится в поле допуска. В этом тролируемого временного интервала в полеслучае счетчик 10 обнуляется и устанавливает допуска.триггер 13 в единичное состояние, так какВ третьем случае контролируемый времен.с инвертора 14 поступает разрешающий сит. ной интервал выше верхней границы поля донал. Счетчик 9 за временной интервал не ус. пуска, поэтому за время действия временногопевает обнулиться, Выход сигнала с триггера интервала счетчики 9 и О не обновляются и13 регистрируется в регистраторе 16 при по- триггер 3 остается в нулевом состоянии.ступлении сигнала с формирователя 2, т.е.5Регистратор 6 фиксирует сигнал о цевхожфиксируется попадание временного интервала денни временного интервала в поле допуска.в лоле допуска. Применение предлагаемого анализатораВ третьем случае счетчики 9 и 1 О не об- временных интервалов между имцульсал 1 и внуляются, так как число, соответствующее автоматизированной системе ссйсмоакустичсс.Заказ 12203/73 Тираж 953 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная. 4 7 90043кого прогнозирования позволяет повысить достоверность распознавания сейсмоакустическихимпульсов на фоне производственных помех,и, как следствие этого, позволяет уменыпитьдлину опасных зон угольных пластов. Формула изобретения Анализатор временных интервалов между , импульсами, содержащий входную шину, подключенную ко входам формирователя, пер. вого иивертора и первым входам первого и второго элементов совпадения, вторые входы которых соединены с первым и вторым выходами блока делителей частоты, вход кото. рого подключен к выходу генератора эталонной частоты, а выход формирователя соеци. нен с первым входом регистратора и входа. ми установки в нулевое состояние первого и второго счетчиков, счетные входы которых соединены с выходами первого и второго элементов совпадения, соответственно, первый вход третьего элемента совпадения соединен с третьим выходом блока делителя частоты, второй вход регистратора соединен с выходом триггера, вход установки в ноль которого подключен к выходу первого счетчика, а вы вход второго счетчика подключен к первомувходу четвертого элемента совпадения, второйвход которого через второй инвертор подключен к выходу первого счетчика, а выход со.единен со входом установки триггера в единичное состояние, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью расширения фунт циональнъх возможностей, в него дополнительновведены блок ключей и счетчиксчетный входкоторого соединен с выходом третьего зле.мента совпадения, а его разрядные выходычерез блок ключей подключены к установочным входам в единичное состояние первогои второго счетчиков, а вход установки вноль дополнительного счетчика соединен совторым. выходом формирователя, при этомуправляющий вход блока ключей подключенк выходу инвертора, а второй вход третьего элемента совпадения соединен с входнойшиной. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Юф 475731,кл. Н 03 К 5/29, 25.10.72.2. Патент США йф 2800234, кл. 328 - 112,1974.3. Авторское свидетельство СССР по заявке2660908, кл. Н 03 К 5/26, 18.08.78 (прототип).