Цифровой усредняющий измеритель временных интервалов

(51) 4 6 04 Г 10/04 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство СССРУ 519681, кл. С 04 Р 10/04, 1974. Авторское свидетельство СССР В 533905, кл. С 04 Г 10/04, 1973.(54)(57) ЦИФРОВОЙ УСРЕДНЯЮЩИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ, содержащий триггер, Б и К-входы которогоподключены к шинам "Старт" и "Стоп"соответственно устройства, а выходподключен к первому входу первогоключа, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсовэталонной частоты, выход первогоключа подключен к счетному входусчетчика импульсов, второй ключ,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения точности измеренияв условиях воздействия помех и расширения функциональных возможностей,в него введены элемент задержки,блок сравнения кодов, третий ключ,два реверсивных счетчика и переключатель, причем шина "Старт" подключена к К-входу счетчика импульсов, информационные выходы которого соединены с первой группой входов блока сравнения кодов, шина "Стоп" через элемент задержки подключена к первым входам второго и третьего ключей, вторые входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами блока сравнения кодов, третий выход которого подключен к первому входу переключателя, второй вход которого соединен с вьссодом третьего ключа и входом прямого сче- В та первого реверсивного счетчика, вход обратного счета которого соединен с выходом второго ключа и треть- С им входом переключателя, четвертый и пятый входы которого подключены соответственно к выходам прямого и обратного переноса первого реверсивного счетчйка, а первый и второй вы ходы переключателя соединены соответ.ственно с входами прямого и обратного счета второго реверсивного счет- ,фь чика, информационные выходы которого подключены к второй группе входов блока сравнения кодов.11871Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может бытьиспользовано при построении различных измерительных устройств повьппенной точности и помехозащищенности 51в которых измеряемая величина преобразуется в пропорциональный интервал времени,Целью изобретения является повьппение точности измерения в условиях воз 10действия помех и расширение функциональных возможностей измерителя засчет обеспечения точных измеренийв случае нерегулярного прихода импульса "Стоп", а также обеспечения 15непрерывности измерений.На фиг. 1 представлена функциональная схема цифрового усредняющегоизмерителя временных интервалов, нафиг. 2 - временные диаграммы работы 20измерителя при условии К=О.Цифровой усредняющий измерительсодержит триггер 1, ключ 2, счетчик3 импульсов емкостью И, генератор 4импульсов эталонной частоты, элемент 255 задержки, блок 6 сравнения кодов,ключи 7 и 8, буферный реверсивныйсчетчик 9 емкостью К, электронный переключатель 10 и второй реверсивныйсчетчик 11 емкостью И. 30Первый вход цифрового усредняющего измерителя подключен к 8-входутриггера 1 и К-входу счетчика 3 импульсов, второй вход измерителя соединен с К-входом триггера 1 и вхо 35дом элемента 5 задержки импульсов,выход триггера 1 подключен к первомувходу ключа 2, второй вход которогосоединен с выходом генератора 4 эталонной частоты и выход подключен к 40Т-входу счетчика 3 импульсов, группавыходов которого подключена к первойгруппе входов блока 6 сравнения кодов, выход элемента 5 задержки импульсов соединен с первыми входамивторого 7 и третьего 8 ключей, вторыевходы которых подключены к первому"Меньше" и второму "Больше" выходамблока 6 сравнения кодов соответственно, выход третьего ключа 8 подключенк первому входу электронного переключателя 10 и к входу прямого счетапервого реверсивного счетчика 9,выходы прямого и обратного счета которого подключены к второму и третье му входам переключателя 10 соответственно, выход второго ключа 7 соединенс четвертым входом переключателя 10 42 ги входом обратного счета счетчика 9,пятый вход переключателя 10 соединенс третьим выходом Старшие разряды -равно" блока 6 сравнения кодов, первый и второй выходы переключателя 10соединены с входами прямого и обратного счета второго реверсивного счетчика 11, группы выходов которого подключены к второй группе входов блока6 сравнения кодов.Элемент 5 задержки импульсов"Стоп" может быть выполнен.по любойсхеме одновибратора с формирователемна выходе либо без формирователя,если будут применены реверсивныесчетчики с динамическими входами.Элемент задержки можно выполнитьтакже в виде расширителя импульсов.В качестве электронного переключателя может быть использован элемент И-ИЛИ и одновибратор.Блок сравнения кодов может бытьвыполнен по любой схеме, обеспечивающей выдачу сигналов: "Старшиеразряды - равно", "А больше В" и"А меньше В", например, для сравнения четырех декадных счетчиков.Измеритель работает следующим образом,С шины "Старт" устройства короткий импульс "Старт" (фиг.2 а) поступает на Я-вход триггера 1, переводяего в одиночное состояние, и наК-вход счетчика 3, устанавливая егов нулевое состояние. Первый ключ 2открывается по первому входу единич -ным сигналом с прямого выхода триггера 1, При этом импульсы эталоннойчастоты Г , поступающие на второйвход первого ключа 2 с генератора4 пройдут на выход ключа 2 (фиг.2 г)и поступят на Т-вход счетчика 3 импульсов емкостью М.1С шины "Стоп" устройства (фиг.2 б)короткий импульс "Стоп" поступаетна вход элемента 5 задержки и наК-вход триггера 1, переводя его внулевое состояние. При этом первыйключ 2 закрывается по первому входунулевым потенциалом с прямого выходатриггера 1 и поступление импульсовэталонной частоты на Т-вход счетчика 3 прекращается, поэтому в счетчике 3 остается число "А", пропорциональное временному интервалу междуимпульсами "Старт" и "Стоп".Коды чисел "А" и "В", записанныхсоответственно в счетчиках 3 и 11 порязрядно, с группы информационных выходов счетчиков поступают соответственно на первую и вторую группы информационных входов блока 6 сравнения. В случае большой разницы 5 кодов, например при включении устройства, нулевой потенциал с выхода "Старшие разряды - равно" блока 6 поступает на первый вход электронного переключателя 10 и обеспечивает 10 прохождение сигналов на первый и второй выходы переключателя 10 соответственно с выходов третьего (фиг.2 е) и второго ключей 8 и 7 через второй и третий входы переключателя 10. При небольшой разнице кодов чисел "А" и "В" счетчиков 3 и 11, задаваемой оставшейся группой младших разрядов, на выходе "Старшие разряды - равно" блока 6 20 сравнения кодов появится единичный потенциал, который переведет переключатель 10 в противоположное положение и обеспечит прохождение на его выходы сигналов соответственно с вы ходов прямого и обратного переноса буферного реверсивного счетчика 9, поступающих .на четвертый и пятый входы переключателя 10.Импульс "Стоп", пройдя через элемент 5, поступает на первые входы второго и третьего ключей 7 и 8, на вторые входы которых поступают управляющие потенциалы с выходов "Меньше" и "Больше" соответственно блока 6сравнения кодов.Если число "А" меньше "В", то с выхода "Меньше" блока 6 сравнения кодов на второй вход второго ключа 7 поступает разрешающий единичный потенциал, и задержанный импульс Стоп с выхода элемента 5 задержки (фиг.2 в) поступает через первый вход второго ключа 7 на вход обратного счета буферного реверсивного счетчика 9, 45 уменьшая его состояние на "1", и на пятый вход переключателя 10, Прибольшой разнице чисел А и В з адержанный импульс " Стоп , пройдя чере з переключатель 1 О н а вход обратного счета реверсивного счетчика 1 1, уменьшит е го состояние н а единицу , Если число "А" больше "В " , то р аз решающий единичный потенциал появится на выходе "Больше " блока 6 сравнения 55 кодов , откроет третий ключ 8 по второму входу , задержанный импульс "Стоп пройдет н а вход прямого счета буферного реверсивного счетчика 9 и через переключатель 10 - на вход прямого счета реверсивного счетчика 11 (в случае большой разницы "А" и "В") и увеличит состояние обоих счет. чиков 9 и 11 на единицу.Таким образом, после выключенияи ри большой разнице чисел А и В в зависимости от их соотношения з аде ржанные импульсы " Стоп " поступают непосредственно н а вход прямого или обратного счета реверсивного счетчик а 1 1 , изменяя е го состояние .Когда числа " А" и "В " станут равны с точностью до группы старших разрядов , то н а третьем выходе " Старшие разряды - равно " блока 6 ср авнения кодов появится единичный поте нциал , который поступит н а пя тый вход переключателя 1 О и обеспечит подачу задержанных импульсов "Стоп " н а входы прямого и обратного счета р ев ер сив н о го счетчика 1 1 через буферный р ев ер сив ный счетчик 9 емкостью К ,После того, как числа "А" и "В" станут равны, на обоих выходах; "Меньше" и "Больше" блока 6 сравне - ния кодов появится нулевой потенциал, закрывающий по вторым входам второй и третий ключи 7 и 8, запрещая прохождение на их выходы задержанного импульса "Стоп, тем самым запрещая изменение состояния реверсивных счетчиков 9 и 11.В случае непоступления импульса "Стоп" на шину "Стоп" измерителя на выходе элемента 5 задержки, независимо от состояния счетчика 3, не появится задержанный импульс "Стоп", и состояние реверсивных счетчиков 9.и 11 не изменится, т.е. в данном измерителе происходит непрерывное измерение временного интервала с коррекцией среднего включения в реверсивном счетчике 11 после каждого периода Т импульсов "Старт" на величину 0 или 1/К.Повьппение точности измерения в условиях помех достигается благодаря тому, что независимо от величины помехи в каждом периоде Т частоты следования импульсов Старт", помеха вносит искажение в реверсив 1ный счетчик 11, равное + в , или действие помехи любой величины и даже одного знака в течение времени,гТ с Т не вносит искажений в реверсив. ный счетчик 11. Предлагаемое устройство позволяет повысить точность измерения в случае нерегулярного следования импульсов Стоп", при этом абсолютная погрешность измерения равна "О" в случае, если импульс "Стоп" не приходит в течение времени меньше, чем Тф К, существенно повысить точность измерения при воздействии помех, так как абсолютная погрешность измерения равна О при действии помехи любой величины в течение времени меньше, чем Т К, повысить точность измерения при наличии"промахов в измеряемых интервалахвследствие того, что устройствореагирует на любой "промах" за одинпериод Т изменением состояния измерительного счетчика на величину,равную 1/К, и производить непрерывные измерения интегрального значениявременного интервала, кроме того,уменьшить динамическую погрешностьизмерения, например при измерениидальности перемещающихся объектов,за счет перехода к непрерывному измерению,11 О 714 г еЯсц 38 АЮ Заказ 6549/53 Тираж 405 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Составитель Л.ПлетневаРедактор С,Патрушева Техред З,Палий Корректор И.Эрдейи