Измеритель интервалов времени между серединами импульсов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ц 4 6 04 Р 10/04 ОПИСА РЕТЕНИ вого Кринститутанов ног СССР 1980.ВАЛОВ ВРЕМИ ИМПУЛЬк электро нтервалов ных импу изобретен 892411.функцио нны вре льсо нем Цел наль Фиг ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Московский ордена ТрудЗнамени физико-технический(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ИНТЕРМЕНИ МЕЖДУ СЕРЕДИНАСОВ(57) Изобретение относитсяустройствам для измерения имени с использованием счети является дополнительнымавторскому свидетельствуизобретения - расширение 801228064 А 2 иых возможностей известного измерителя - достигается за счет представления результата измерения в виде пачки импульсов с указанием на отдельном выходе знака, причем число импульсов в пачке пропорционально абсолютному значению интервала между серединами измеряемых импульсов. Измеритель содержит генератор 1 тактовых импульсов, триггеры 2 - 4, логические элементы (ЛЭ) И 5 - 11 ЛЭ ИЛИ 12 - 15, логический блок 16 с входами 17 - 20 и выходами 21 - 25, счетчик 26 с суммирующим 27 и вычитающим 28 входами, выходом 29 переполнения и выходом 30 заема, Р-триггеры 31 и 32, шины установки на О 33, выходную информационную 34, входную 35 знака измерителя. Логический блок, схема которого а приводится в описании изобретения, содер- ф атит дешифратор, три ииаертора и даа ЛЭ И - НЕ, 2 с.п. ф-лы, 4 ил.С:Изобретение относится к электронным соединен с вторыми входами элементов ИИ 7 устройствам для измерения интервалов вре- и 8, выход элемента ИЛИ 15 соединен с втомени с использованием счетных импульсов. рым входом элемента И 11, выход которогоЦелью изобретения является расшире- подключен к шине 34, шина 35 измерителяф х возможностей извест- соединена с прямым выходом 0-триггера5ного измерителя за счет представления ре, шина 33 установки в 0 измерителя соедизультата измерения в виде пачки импуль- иена с установочными входами триггеров сов с указанием на отдельном выходе знака, и 4, счетчика 26 и входом синхронизации причем число импульсов в пачке пропор-триггера 31, вторая входная шина измериционально .а солютн. бсолютному значению интерва- теля соединена с входом синхронизации ла между серединамирединами измеряемых импуль триггера 4 и третьим входом логического сов: блока 16, четвертый вход которого подключенНа фиг. 1 приведена структурная схема к выходу триггера 4.измерителя; на фиг.еля; на фиг. 2 - схема логического В логическом блоке 16 входы 17 - 20 блока; на фиг. 3 и 4 - временные диаграм- являются входами дешифратора 36,первый, мы ра оты устройства дл уб т ойства для двух из шести воз- второй и третий выходы которого соедине 15можных положений измеряемых импульсов, ны соответственно с первым входом элеменпри которых в процессе измересе измерения про- та И - НЕ 40, входом инвертора 37 и первым исходят переполнения счолнения счетчика и получа- входом элемента 41, выходы которых являются разные знные знаки результатов измере- ются соответственно выходами 21, 2 иблока 16, четвертый и пятый выходы дешифИзмеритель интервалов времени между о ратора подключены ко вторым входам элесерединами импульсов содержит генератор ментов И - НЕ 40 и 41, шестой и седьмой 1 тактовых импульсов, триггеры 2 - 4, эле- выходы дешифратора через инверторы соменты. И 5 - 11, элементы ИЛИ 12 - 15, ло- ответственно 38 и 39 соединены с выходами гический блок 16 с входами 17 - 20 и выхо и 25 логического блока 16.дами 2 - 25, счетчик 26 с суммирующим 27 На фиг. 3 и 4 приняты следующие обозт ю им 28 входами, выходом 29 пере начения: а - импульс установки в 0 ная (фиг. 1) б - пе вый изполнения и выходом 30 заема, О-триггеры шинеЗЗ измерителя (фиг. ); - п р 31 и 32, шина 33 установки в О, информа- меряемый импульс на входе 17 логического ционная выходная шина 34, выходная ши- блока 16; в - второй измеряемый импульс на 35 знака измерителя. Логический блок 16 на входе 19 логического блока 16; г - тактосодержит дешифратор 36, инверторы 37 - 39 вые импульсы на выходе генератора 1; д и элементы И - НЕ 40 и 41. О импульсы на выходе триггера 2; е - импульВ измерителе первая входная шина под- сы на выходе 25 логического блока 16; ж, з - ключена к первому входу 17 логического импульсы соответственно на суммирующем блока 16 и синхровходу первого триггера и вычитающем входах 27 и 28 счетчика 26;3, выход которого соединен с вторым вхо- и - диаграмма состояния счетчика 26; к - дом 18 логического блока 16, первый 21, вто- импульс на выходе элемента ИЛИ 4; л, м - рой 22, третий 23 и четвертый 24 выходы ко- импульсы соответственно на выходах 29 и 30 о соединены с первыми входами соот- переполнения и заемма счетчика 6; н- 1 ветственноэлементов Иб - 9, выходы элемен- импульс на прямом выходе О-триггера 3; тов И 6 и 7 подключены к первому и второму о - пачка импульсов на выходе 34 элеменвходами элемента ИЛИ 12, выход которого та И 11 (информационной выходной шине подключен к суммирующему входу счетчи О 34 измерителя).ка 26 и одному из входов элемента ИЛИ 15, Для пояснения принципа работы устройвторои вход кото оготорого соединен с выходом ства пусть входам 18 - 20 логического блока элемента ИЛИ 13 и вычитающим входом 16 соответствуют веса 1, 2, 4, 8, тогда его соссчетчика 26, выходы разрядов которого че- тояние можно характеризовать целым чисрез элемент ИЛИ 14 подключены к вторым лом, которое может принимать значения:, входам элементов И 5 и 10, выходы кото О, 1, 2, 4, 5, 6, 9 и 10. Например, пусть вначарых соединены с третьими входами соответ- ле приходит импульс на вход 17, а затем, не ственно элементов ИЛИ 12 и 13, первый и вто- перекрывая его, импульс на вход 19. Тогда рой входы последнего соединены с выхода- на входах 18 - 20 формируется следующая ми соответственно элементов И 8 и 9, выход последовательность входых наборов: (0000), генератора 1 подключен к синхровходу триг- о (1000), (0100), (0110) и (0101). Эти наборы2, рым входом элементов И 6 и 9 и соответствуют последовательности состоя- третьим входам элементов И 5 и 10, первые ний, характеризующихся числами: О, 1, 2, 6, входы которых обьединены и подключены к 10. Состояние 10 входов 17 - 20 логического пятому выходу 25 логического блока 16, пер- блока 16 получается после спада последнего вому входу элемента И 11 и синхровходу из измеряемых импульсов. До этого момен- О-триггера 32, информационный вход которо та устройство работает точно так же, как го соединен с четвертым входом элемен- и известное, а именно в зависимости от взата И 5 и прямым выходом 0-триггера 31, ин- имного расположения измеряемых импульсов версный выход которого подключен к четвер- возможно шесть последовательностей состоя- тому входу элемента И 1 О, выход триггера 2 ний входов 17 - 20 логического блока 16: О, 1,2, 6, 10; О, 1, 5, 6, 10; О, 1, 5, 9, 10; О, 4, 8, 9, 10; О, 4, 5, 9, 1 0; О, 4, 5, 6, 1 О.Первые три последовательности соответствуют случаям, когда первый импульс (на входе 17) появляется раньше второго (на входе 19), причем в первой последовательности они не перекрываются, во второй - перекрываются, а в третьей - второй импульс спадает раньше первого. Диаграммы б и в на фиг. 3 соответствуют третьей последовательности, Остальные три последовательности аналогичны первым трем с той разницей, что второй импульс появляется раньше первого. Диаграммы б и в на фиг. 4 соответствуют шестой из приведенных последовательностей состояний. Состояние 0 входов логического блока 16 соответствует режиму ожидания измеряемых импульсов после установки измерителя по входу 33. В этом состоянии, а также в состоянии д, когда импульсы на входах 17 и 19 перекрываются, на всех выходах 21 - 24 и 25 логического блока 16 имеется потенциал логического нуля, поэтому все элементы И 5 - 10 оказываются закрытыми, и ни на один из входов счетчика 26 не поступают импульсы. В состояниях 1 и 6 логическая единица имеется только на выходе 22 логического блока 16, поэтому импульсы с выхода триггера 2 через элемент 7 И и элемент 12 ИЛИ поступают на суммирующий вход 27 счетчика 26. В состояниях г и д логическая единица имеется только на выходе 23 логического блока 16, при этом импульсы с выхода триггера 2 через элемент 8 И и элемент 13 ИЛИ поступают на вычитающий вход 28 счетчика 26. В состояниях б и з логическая единица имеется соответственно только на выходе 21 или 24, в результате чего импульсы генератора 1 через элементы 6 И и 12 ИЛИ через элементы 9 И и 13 ИЛИ поступают соответственно на суммирующий 27 или вычитающий 28 входы счетчика 26. После спада последнего импульса на входах 17 и 19 логического блока 16 в счетчике 26 содержится значение временного интервала между серединами импульсов, представленное в двоичном дополнительном коде (пунктир на диаграммах и фиг. 3 и 4); в данном измерителе число на счетчике после спада последнего из измеряемых импульсов не сохраняется, а досчитывается до нуля, Направление досчета определяется состоянием второго 0-триггера 31, который благодаря соединению информационного входа с общей шиной импульсом установки по входу синхронизации устанавливается в 0, а затем в процессе измерения импульсами переполнения или заема с выходов 29 и 30 счетчика 26 по асинхронным входам записи нуля и единицы переключается так, что в момент спада последнего из измеряемых импульсов его состояние однозначно определяет знак результата измерения и направление досчета. Логическая единица на прямом выходе этого триггера соответствует отрицательному знаку ре 55 Формула изобретения1. Измеритель интервалов времени между серединами импульсов по авт. св,892411, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены пятый, шестой и седьмой элементы И, третий и четвертый элементы ИЛИ зультата измерения и увеличению числа на счетчике при досчете, а логический ноль - положительному знаку и уменьшению числа на счетчике при досчете. После завершения досчета второй О-триггер 31 оказывается в состоянии 0 независимо от знака результата измерения, поэтому для сохранения информации о знаке состояние второго О-триг.гера 31 фронтом импульса с дополнительного выхода 25 логического блока 16 пере писывается на первый 0-триггер 32. Для этого информационный вход первого Р-триггера 32 соединен с прямым выходом второго 0-триггера 31, а вход синхронизации - с дополнительным выходом 25 логического блока 16.Соединение дополнительного выхода 25логического блока 16 с первыми входами элементов И 5 и 10 обеспечивает при досчете подачу тактовых импульсов через один из этих элементов и соответственно через один из 12 или 13 элементов ИЛИ на суммирующий 27 или вычитающий 28 входы счетчика 26. Направление передачи тактовых импульсов (к суммирующему или вычитающему входом счетчика) определяется связями вторых входов элементов 5 и 10 И с выхода ми второго 0-триггера. Соединение третьихвходов элемента 5 и 10 с выходом элемента ИЛИ 14 обеспечивает прекращение досчета, когда содержимое счетчика 26 становится равным нулю. Входы четвертого элемента 14 ИЛИ соединяются с выходами всех разрядов счетчика, поэтому на выходе этого элемента появляется потенциал логического нуля, запирающий пятый 5 и шестой 10 элементы И, только при потенциале логического нуля на выходах всех разрядов счетчика 26, т. е. когда его соедржимое равно нулю.Соединение входов элемента И 11 с выходом 25 логического блока 16 и с выходом третьего 15 элемента ИЛИ, входы которого соединены с входами 27 и 28 счетчика 26, обеспечивает то, что на выходе этого элемента 4 о 11, являющегося информационной выходнойшиной 34 измерителя, появляется пачка импульсов только при досчете, причем число импульсов в пачке пропорционально интервалу времени между серединами измеряемых импульсов.45 В предлагаемом, как и в известном, измерителе результат измерения можно получить в дополнительном двоичном коде, если считать содержимое счетчика 26 фронтом импульса с дополнительного 25 выхода логического блока 16,50и два О-триггера, причем дополнительный выход логического блока соединен с входом синхронизации первого Р-триггера и с первыми входами пятого, шестого и седьмого элементов И, второй вход последнего из которых соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, первый и второй входы которого соединены соответственно с суммирующим и вычитающим входами счетчика, выходы разрядов которого соединены с входами четвертого элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторыми входами пятого и шестого элементов И, третьи входы которых соединены с выходом генератора тактовых импульсов, а выходы - третьими входами первого и второго элементов ИЛИ соответственно, четвертый вход пятого элемента И соединен с прямым выходом второго Р-триггера и информационным входом первого Р - триггера, выход которого является выходной шиной знака измерителя, четвертый выход шестого элемента И подключен к инверсному выходу второго Р-триггера, первый и второй установочные входы которого соединены соответственно с выходами переполнения и заема счетчика, информационный вход второго Р-триггера подключен к общей шине измерителя, шина установки в О которого подключена к синхровходу второго Р-триггера, а информационным выходом является выход седьмого элемента И.2. Измеритель по п. 1, отличающийсятем, что логический блок содержит дешифратор, три инвертора и два элемента И - НЕ, причем входы логического блока являются входами дешифратора, первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно с первым входом первого элемента И - НЕ, входом первого инвертора и первым 15входом второго элемента И - НЕ выходы ко)торых являются соответственно первым, вторым и третьим выходами логического блока, четвертый и пятый выходы дешифратора соединены с вторыми входами соответственно первого и второго элементов И - НЕ, шес той и седьмой выходы дешифратора соответственно через второй и третий инверторы соединены с четвертым и пятым выходами логического блока.1228064 юг.4 Редактор К. ВолошукЗаказ 2006/47 Составитель Л. ПлетневаТехред И. Верес Корректор М. СамборскаяТираж 398 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4