Устройство для измерения временных интервалов

Изобретение относится к импульсной технике.Пелью изобретения является повышение помехозащищенности устройства,На чертеже представлена функциональная блок-схема устройства для измерения нременных интервалов,Устройство содержит формирователь1 Йюрмирует импульс начала измеряемого интервала), генератор 2 импуль- Осов, формирователь 3 (формирует импульс конца измеряемого интервала),элементы И 4 и 5, делитель частоты6, элемент ИЛИ 7, элемент задержки8, счетчик 9 результата измерения,вычитающий счетчик 10, элемента ИЛИ11, регистр 12, вычитающий счетчик13, триггер 14, блок кратности 15, всостав которого входят элемент И 16,счетчик 17 импульсов, дешифратор 18,формирователь 19, входную шину устройства 20, выходную шину 2 сигнала, в допуске, выходную шину 22 кода измеряемого временного интервала, выходчую шину 23 сигналя не в допуске 25и раз и выходную шину 24 сигнала нев допуске,Входная шина 20 устройства соединена с входами формирователей 1, 3 ипервым входом элемента И 4, выходкоторого подключен к входу делителячастоты 6, первый и второй выходыкоторого соединены с вычитающими вхо,цами соответственно счетчиков 10 и13, выход элемента И 4 соединен также с суммирующим входом счетчика 9результата, выходы которого подкгпачены к установочным входам регистра 12и шине 22 кода измеряемого временного интервала, синхронизируюший входрегистра 12 соединен с входом элемента задержки 8, первым входом блокакратности 15 и с выходом элементаИЛИ 7, первый вход которого подключен к первому выходу блока кратностии шине 23, а второй вход соединен сшиной 21 и выходом элемента И 5, первый вход которого подключен к выходуформирователя 3 и второму входу блокакратности, а второй вход соединен спрямыы выходом триггера 14, К- и Явходы которого подключены к выходам"Меньше или равно нулю" соответственно счетчиков 10 и 13, синхронизирующие входы которых объединены и попключены к второму К-входу триггера 14 и выходу элемента ИЛИ11, а информационные входы соеди.иены с выходами регистра 1, 2, причем. второй вхоц элемента И 4 соединен свыходом генератора 2, а инверсныйвыход триггера 4 подключен к третье.му входу блока кратности, выход элемента задержки 8 соединен с пернымвходом элемента ИЛИ 11, второй входкоторого подключен ко второму выходу блока кратности и шине 24, а выход формирователя 1 соединен с входом установки в ноль счетчика 9,В блоке кратности первый и второйвходы элемента И 6 подключены ковторому и третьему входам блока соответственно, а выход соединен с вторым выходом блока кратности и сосчетным входом счетчика 17, вход обнуления которого соединен с первымвходом блока, а выход через дешифратор 18 и формирователь 19 подключенк первому выходу блока кратности.Работа устройства в режиме измерения временных интервалов осуществляется следующим образом,В исходном состоянии счетчики 10, .13 и 17 обнулены, а триггер 14 должен быть установлен в состояние "1".Измерение временного интерваланачинается по импульсу начала измерения, который формируется из входногосигнала формирователем 1 и поступаетна К-нход счетчика 9, устанавливаяего в нуле".ое состояние, Входной сигнал поступает на первый вход элемента И 4, разрешая прохождение импульсов тактовой частоты Г с выхода генератора 2 на суммирующий вход счетчика 9 и на вход делителя частоты 6,который формирует импульсы с частотами К, 1, Таким образом, по импульсу начала измерения начинаетсясчет импульсов тактовой частоты счетчиком 9 и в момент окончания временно го интервала Т, в последнем будетподсчитано количество импульсов М 1. По заднему фронту входного импульса формирователем 3 формируется импульс конца измерения, который поступает на первый вход элемента И 5, на второй вход которого подается отпирающий уровень с прямого выхода триг" гера 14. С выхода элемента И 5 импульс конца измерения через элемент ИЛИ 7 поступает на тактовый вход ре" гистра 12, обеспечивая ввод значения кода числя 11, из счетчика 9 н регистр 12. Кроме того, импульс конца измере 3 241ния,с выхода элемента ИЛИ 7 поступает на вход обнуления счетчика 17 блока кратности 15, устанавливая его внулевое состояние.Одновременно импульс конца измерения с выхода элемента ИЛИ 7 черезэлемент задержки 8 и элемент ИЛИ 1поступпает на тактовые входы счетчиков;10 и 13, обеспечивая запись в нихзначения кода числа Н с выходов ре" 0гистра 12, и на К-вход триггера 14,переключая его в нулевое состояниеНа этом первый цикл измерения заканчивается. В результате первогоцикла измерения на выходной шине 22формируется код измеренного значениявременного интервала,Второй цикл измерения начинаетсятакже по импульсу начала измерения,Отличие заключается в том, что извычитающих счетчиков 10 и 13, в которых был записан код числа И,1, начинают .вычитаться импульсы с частотами соответственно Й и Г, (причем 25Е ) Е ) Е). Если на выходе счетчика 13 появится сигнал "Меньше илиравно нулю", то триггер 14 устанавливается в состояние "1", в результате чего на второй вход элементаИ 5 подается разрешение на прохождение импульса конца измерения, Триггер 14 будет находиться в единичномсостоянии до тех пор, пока не появит" .ся сигнал на выходе "Меньше или равно нулю" счетчика 10, в результате чего35на второй вход элемента И 5 будетподан запрещающий потенциал,Таким образом, прохождение импульса конца измерения с выхода формиро вателя 3 через элемент И 5 разрешается только в интервале между сигналами "Меньше или равно нулю" с выхо- дов счетчиков 10 и 13, т,ев предполагаемый временной интервал приема . 45 (строб), Величина строба (предполагаемого временного интервала приема относительно измеренного значения временного интервала) обеспечивается выбором частот й и Г .50Если импульс конца измерений попадает в сформированный строб, то работа устройства происходит аналогично вьппеописанному, в регистр 12 и счетчик 1 О и 13 записывается новое 55значение временного интервала, навыходной. шине 2 формируется сигнал.Очередные циклы измерения осуще ствляются аналогично. Времена обнуления С и г. счетчиков О и 13оравны Ио учитывая, что КТ, Гр Тф Го3 й и 40 Т Го1 о ЕГ и й выбираютЗначения частотся из соотношения Гою Еоз1 +ьЕ 1= Т (1 +Д) и Й Т 1(1 -с)Таким образом, строб начинается раньше момента предполагаемого Окончания входного сигнала, а заканчивается позже момента предполагаемо- го окончания входного сигнала,Величинувыбирают исходя из возможного изменения величины измеряемого временного интервала между двумя циклами измерения.Если входной сигнал не попадает в сформированный строб, когда подается разрешение на элемент И 5 (входной сигнал искажен помехой или произошла потеря входного сигнала); то импульс конца измерений с выхода формирователя 3 не пройдет через элемент И 5. Это свидетельствует о том, что величина входного временного интервала не в допуске (больше или меньше ), В этом случае импульс конца измерения с выхода формирователя Ь через элемент И 16, на второй вход которого подано разрешение с инверсно" го выхода триггера 14, поступает на выходную шину 24 и на суммирующий. вход счетчика 17, Кроме того, импульс с выхода элемента И 16 через элемент ИЛИ 11 поступает на синхронизирующие входы счетчиков 10 и 13, переписывая в них предыдущее (а не новое) значение кода М с выходов регистра 12, и подтверждает нулевое состояние триггера 14.Устройство подготовлено к очередному циклу измерения, однако в слугде 2 д - относительная величина стро. ба - временного интервала, в котором . разрешен прием входных сигналов.С учетом изложенного величины о и 15 определяютсячае неоднократного непопадания входного сигнала в сформированный стробсчитается, что входной сигнал недостоверен и,при обработке результатовследующих циклов измерения для 4 ормирования стробаиспользуется значение кода М 4, которое считается достоверным,При п.-кратном непопадании входного 10сигнала в сформированный строб навыходе дешифратора 18, входами соединенного с выходами счетчика 7, появляется сигнал, который поступает навход формирователя 19, который формирует сигнал "Входной сигнал п разне в допуске", поступающий на выходную шину 23 и на вход элемента ИЛИ7, дублируя сигнал с выхода элементаИ 5 "Входной сигнал в допуске".20Таким образом, при и-кратном непопадании входного сигнала в сформированный строб делается вывод о том,что значение входного временного интервала достоверно (несмотря на то,что оно значительно отличается отпредыдущих значений временньгх интервалов) и для использования в следующих циклах измерения используетсяновое значение временного интервала,Импульс с выхода элемента ИЛИ 7, покоторому в регистр 12 записываетсятекущее значение временного интервала, которое считается достоверным,поступает на вход обнуления счетчика17 блока кратносги 15, подготавливаяего к следующему циклу измерения,Последующие измерения временных интервалов осуществляются аналогично.Особенность измерения временных40 интервалов с использованием изобретения заключается в том, что временной интервал, обеспечивающий разрешение приема входного сигнала (строб- импульс), формируется симметрично4 относительно предлагаемого (заданного)момента окончания входного сигнала а длительность строба пропорциональна измеряемому временному ин- тервалу. Такое формирование строба50 позволяет обеспечить оптимальную помехозащищенность измерения временных интервалов во всем диапазоне измерения, так как ширина строба автоматически подстраивается при изменении длительности измеряемых временных интервалов, За счет этого повышается помехозащищенность измерения,Заданная кратность непопаданиявременного интервала в строб-импульсизменяется с помощью дешифратора 18.Б случае необходимости формирования строб-импульса при каждом измерении значения временного интервала,которое считается достоверным, навторой вход элемента ИЛИ 7 необходимо подать сигнал с выходной шины 24,а не с шины 23. В этом случае повышение достоверности достигается засчет автоматической подстройки шиРиныстроба,Формула изобретения1, Устройство для измерения времен- ных интервалов, содержащее первый формирователь, вход которого соединен с входной шиной устройства, генератор импульсов и счетчик результата измерения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехозащищенности, в него дополнительно введены регистр, два вычитающих счетчика, триггер, блок кратности, два элеменга И, формирователь, два элемента ИЛИ, элемент задержки, делитель частоты, первый и второй выходы которого соединены соответственно с вычитающими входами первого и второго вычнтающих счетчиков, а вход подключен к выходу первого элемента И и ксчетному входу счетчика результатов, вход обнуления которого подключен к выходу первого формирователя, а выходы соединены с информационными входами регистра, вход синхронизации регистра подключен к входу элемента задержки, к первому входу блока кратности и к выходу первого элемента ИЛИ, первый вхоц которого соединен с первым выходом блока кратности, а второй вход подключен к выходу второго элемента И, первый вход которого соединен с выходом второго формирователя и с вторым входом блока кратности, а второй вход подКлючен к прямому выходу триггера, В- и Б- входы которого подключены соответственно к выходам первого и второго вычитающих счетчиков, синхронизирующие входы которых соединены с вторым В-входом триггера и с выходом второго элемента ИЛИ, а информационные входы вычитающих счетчиков соединены с выходами регистра, причем124 118 б Составитель Ю. ШишкинТехред О,Сопко Корректор А. Зимокосов ор М. Банду Тираж 398 сударственного комит м изобретений и откр осква, Ж, Раушска аз 3486/4 Подписиа СССР ВНИИПИ по дел 13035,и д,4/5 оизводственно-полиграфическое предприятие оектная, 4 жгород первый вход первого элемента И соединен с входами обоих формирователей,а второй вход соединен с выходом генератора импульсов, инверсный выходтриггера подключен к третьему входублока кратности, а выход элемента задержки соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к второму выходу бло Ока кратности,щ 2, Устройство по п.1, о т л и ч ае щ е е с я тем, что блок кратности содержит счетчик импульсов, дешифратор, формирователь, элемент И, первый и второй входы которого соединены1 соответственно с вторым и третьим входами блока кратности, а выход соединен с вторым выходом блока кратности и со счетным входом счетчика импульсов, вход обнуления которого соединен с первым входом блока кратности, а выходы через последовательно соединенные дешифратор и формирователь соединены с первым выходом блока кратности.