Устройство для измерения временных интервалов между симметричными импульсами

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоеетскикСоциалистическихРеспублик(1 М Кп з Ь 04 Е 10/04 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ МЕЖДУ СИММЕТРИЧНЫМИ ИМПУЛЬСАМИИзобретение относится к измери:тельной технике и может быть использовано для измерения постоянных или медленно изменяющихся временных интервалов между импульсами или пачками импульсов в системе автоматического контроля в тех случаях, когда амплитуда импульсов и крутизна фронтов меняется в широких пределах,Известен измеритель временных интервалов, который содержит расширитель импульсов, ключи, триггер, генератор импульсов, счетчик и запоминающее устройство11.Недостатком известного устройства является низкая точность измерения при изменении амплитуды или/и крутизны фронтов входных импульсов.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, содержащее генератор импульсов, два триггера, четыре элемента И, два элемента. ИЛИ, элемент ИЕ, афтакже пороговый усилитель и счетчик импульсов.Это устройство, используя простые цифровые методы, позволяет без формирования импульсов по экстремумам входных сигналов с высокой точностью измерять временные интервалы между серединами симметричных входных импульсов, независимо от изменения амплитуды или крутизны фронтов последних 21,Недостатком известного устройстваявляется недостаточно высокое быстродействие, так как процесс измеренияначинается по переднему фронту первого входного импульса и заканчивается по заднему (а не по переднему)фронту второго входного импульса.Целью изобретения является повышение быстродействия устройства.Указанная цель достигается тем,что в устройство для измерения временных интервалов между симметричными импульсами, содержащее генераторимпульсов, выход которого подключенк первому входУ первого элемента Инепосредственно и через первый триггер к первому входу второго элементаИ, два элемента ИЛИ, входы первого.из которых соединены с выходами первого и второго элементов И, а выход25 со счетным входом первого счетчикаимпульсов, пороговый усилитель-формирователь, выход которого подключенчерез второй триггер к первому входувходом четвертого элемента И, БыхОДкоторого подключен к второму входупервого элемента И, введены блок формирования импульсов сброса переключатель, второй счетчик и пятый элемент И, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом генератора импульсов и выходомтретьего элемента И подключенноготакже к первому входу блока Формирования импульсов сброса и первомууправляющему входу переключателя,выход ятого элемента И соединен апервым входом второго элемента ИЛИ,выход которого соединен со счетнымвыходом второго счетчика импульсоввыход которого соедиен с первымвходом переключателя, второй входкоторого соединен с выходом Гервогосчетчика импул,сов, а Бторсй управЛЯЮЩИй ВХОД ПОДКЛЮЧЕ 11 К БТОРОМУ БХСду блока формирования им:у,ьсов сброса и выходу четвертого элемента Иперьый и второй выходы бло 1 а фррм 1 рования импульсов сброса соедиены сустанов 01 ньи входаи первого и Бто"рого соответственно сче "ико. импульсов, БХОД элЕМЕнта НЕ 1 БторОй БХОДВтоРОГО элемента И соеинеы с выходом поОгового",слителч,и сов теля, второй вход третьегс элементаИ соединен с выходом злемс 1 Та НЕ,БТорой вход четвертого элемента 1;соединен с вторзм выходом второготриггера, а второй Бхо;1 второго ,"Лсмента ИЛИ соедине с выход; ТО,О оэлемента И,на фиг, 1 предстацлсьа " руктчраясхема устройства для измерения временных интервалов между симметричн,"1 иимпульсами; на фиг. 2 - Бременые д: -аграммы работь: устройства.устройство для измсрепия време; -Бых интервалов между см.Отри 11 ь.м.импульсами содержит генератор 1 импульсов, элемент 2 И и триггер 3,элемент 4 И, элемент 5 ИЛИ, счетчик б импульсов пороговый усилитель-формирователь 7, элемент 8 НЕ,триггер 9, элементы 10-"2 И элемент 13 ИЛИ, счетчик 14 импульсов,переключатель 15, блок 16 формирования импульсов сброса.В исходном состоянии счетчики би 14 импульсов установлен 1 ы в нулевое состояние, а триггеры 3 и 9 находятся Б любом положении.Устройство работает следуюшимобразом,На вход устройства поступают сигналы симметричной формы, временныеинтервалы между которыми необходимоизмерить (фиг, 2 а ), преобразуемыев пороговом усилителе-формирователе7 в прямоугольные импульсы (Фиг,2 б).ВО время действия входного сигналас выхода порсгового усилителя-формирователя 7 на элемент 4 И поступает разрешающий сигнал, элементы 11,10, а следовательно, и элементы 2и 12 И соответственно закрыты сигналом, поступающим с выхода элемента 8 ЙК, и импульсы от генератора 1импульсов через триггер 3 и элемент4 И, а.такхе элементы 5 и 13 ИЛИпоступают в счетчики 6 и 14 соответственно (Фиг. 2 в и ж ). Частотаимпульсов, заполняющих счетчики б 1 О и 14, в этот момент равна/2 (Фиг,2 г ), где Г-и - частота импульсов генератора 1 импульсов, По окончаниипервого импульса элемент 4 И закрывается, а на элементы 10 и 11 И через элемент 8 НЕ поступает открываюдий сигнал. Г:ри этом на вь 1 ходе одногоиз элементов 10 или "1 И (Б зависимости от состояния триггера 9) установится Открывающий сигнал для элемента 12 или элемента 2 И соответственно, Положим, что открыт элемент И ,2, а элемент 12 И закрыт, Вэтом случае импульсы от генератора 1импульсов с частоОй Е и черезэлемент 5 ИЛИ поступают в счетчикб импул .сов до момента появления второго входного импульса от пороговогс усилителя-формирователя 7 (фиг,2,: ), ИО переднему Фронту второго;3 ходнО 0 им 1 ульса триГГер 9 Г 1 ерелючается, блок 1 б формрования им- :11Г У.1ь с ОБ с броса 110 с и 1 н ал у 0 т э л ем е нта 1 И, состояние которого изменяется с Открытогс на зарытое под действие: Бхот ного сигнала через эле - .":Х мент 8 НЕ вырабатывает сигнал, усан, Б 1 ваюший счетчп 14 в нулевоесостояие (Фиг. 2 Д ). В дальнейшемпо переднему фронту входных импульсэь блок 18 формирования импульсовсброса вырабатывает сигналы для установки Б нулевое состояние счетчиков б и 14 поочередно (фиг,2 д,с ).Во Бремя Действия второго входногои.пульса, эле .енты 2 и 12 И закрыты 45 сигналами от элементов 10 и 11, аэтеме т 4 11 Открыт и в оба счетчикаи 14 имГ 1 ульсов посту 1 дют импульсы От генераторачерез триггер 3с частотой Е, /2 (фиг, 2 в,г,ж,з ).В момент око:чания второго входного импульса злеент 4 И закрывается, а открывается элемент 12 Исигналом с элемента 8 НЕ через подготовленный при переключении триггера9 элемент 10:1, В этот момент Б счетчике б содержится число, соответствующее временному интервалу междусерединами первых двух импульсов,а счетчике 14 - число, соответствующее половине длительности второго 6 входцогс импульса на пороговом уронне 1.Одновременно с открытием элемента 12 И сигналом с выхода элемента10 И (фиг. 2 и) переключатель 15 подключает выходы счетчика б к выходуустройстна ( к индикатору или устройству обработки измеренных данных, не- показанным на фиг. 1)на время до прихода следующего входного импульса.Через открытый элемент 12 И и элемент 13 ИЛИ в течение временй между вторым и третьим входными импульсами происходит заполнение счетчика 14 импульсами от генератора 1 с частотой .С йриходом третьего входного импульса по переднему фронту его осуществляется сброс счетчика 6 (фиг.2 е ) прекращается индикация результата измерения первого временного интервала ( фиг. 2 и ), закрываются элементы 10 и 5 11 И сигналом от элемента 8 НЕ, переключается триггер 9, подготавливая к открытию после окончания входного импульса элементы 11 и 2 И, и открывается элемент 4 И в резуль О тате чего импульсы от генератора 1 через триггер 3, элемент 4 И и элементы 5 и 13 ИЛИ начинают поступать н оба счетчика б и 14 импульсов, По окончании третьего входного импульса 25 в течение 14 будет содержаться число, соответствующее временному интервалу между серединами второго и третьего входных импульсов, а в счетчике 6 - число, соответствующее полонине длительности третьего входного импульса. В этот момент закрывается элемент 4 И, открываются элементы 11 и 2 И, и счетчик 6 начинает заполняться импульсами от генератора 1 с частотой и (фиг. 2 н,г), а также ин 35 формационные выходы счетчика 14 с помощью переключателя 15 подключаются к выходу устройства (фиг. 2 к ).В дальнейшем работа устройства повторяется, т.е. но время действия 40 .входных импульсов оба счетчика осуществляют счет импульсов с частотой Е /2 (измерение половины длительности входных импульсов ), а в промежутках времени между импульсами счетчики работают поочередно и осуществляют счет импульсов генератора 1 с частотой Хг .Таким образом, введение в устройство новых узлов и связей, позволило 5 О повысить быстродействие его, осуществлять измерение каждого временного интервала между входными импульсами при сохранении высокой точности измерения при значительных изменениях амплитуды и крутизны Фронтов входных импульсов.Формула изобретенияУстройство для измерения временных интервалов между симметричными им 60 пульсами, содержащее генератор импульсов, выход которого подключен к первому входу первого элемента И непосредственно и через первый триггер к первому входу второго элемента И, два элемента ИЛИ, входы ,первого из которых соединены с выхо- дами первого и второго элементов И, а выход со счетным входом перного счетчика импульсов, пороговый усилитель-формирователь, выход которого подключен через второй триггер к первому входу третьего элЕмента И, элемент НЕ, выход которого соединен с первым входам четвертого элемента И, выход которого подключен к второму входу первого элемента И, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены блок Формирования импульсов сброса, переключатель, второй счетчик и пятый элемент И, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом генератора импульсов и выходом третьего элемента И, подключенного также к первому входу блока формирования импульсон сброса и первому управляющему входу переключателя, выход пятого элемента И соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом второго счетчика импульсов, выход которого соединен с первым входом переключателя, второй вход которого соединен с выходом первого счетчика импульсов, а второй управляющий вход подключен к второму входу блока формирования импульсов сброса и выходу четвертого элемента И, первый и второй выходы блока формирования импульсон сброса соединены с установочными входами первого и второго соответственно счетчикон импульсов, вход элемента НЕ и второй вход второго элемента И соединены с выходом порогового усилителя-формирователя, второй вход третьего элемента И соединен с выходом элемента НЕ, второй нход четвертого элемента И соединен с вторым выходом второго триггера, а второй вход второго элемента ИЛЙ соединен с выходом второго элемента И.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Р 538334, кл, Ц 04 Г 10/14, 1975,2. Авторское свидетельство СССР Р 554523, кл.04 Р 10/04, 197 б, оозо 1 о1003010 1547/29 Тираж 409ВНИИПИ Государственного комитетапо делам изобретений и открыти 113035, Москва, Ж, Раушская наб ПодписиССР За д, 4 илиал ППП "Патент", г. Ужгород. Ул. Проектна Составитель П.Плетнева Редактор С.Патрушева Техред Е.Харитончик Корректор И,Ватрушкина