Устройство для измерения экстремумов временных интервалов

2318 2 На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства.Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, выход которого соединен с первым входом блока 2 синхронизации, первый выход. которого подключен к первому входу счетчика 3, выходы которого подключены к пер- вым входам первого блока 4 сравнения и первого регистра 5, выходы которо,го соединены с вторыми входами первого блока 4 сравнения и с вхоами первого блока 6 индикации, второй регистр 7, второй блок 8 сравнения, втдрой блок 9 индикации, первый 10 и второй 11 элементы ИЛИ, первый 12, второй 13 и третий 14 элементы И, триггер 15 и блок 16 запуска. Второй выход блока 2 синхронизации подключен к первому входу блока 16 запуска и первым входам первого 12 и второго 13 элементов И, вторые входы которых соответственно подключены к выходам блоков 4 и 8 сравнения, а выходы соединены с первыми входами элементов ИЛИ 10 и 11 соответственно, вторые входы которых соединены между собой и первым выходом блока 16 запуска, а выходы - с вторыми входами соответственнопервого 5 и второго 7 регистров, Выходы счетчика 3 подключены к первым входам второго блока 8 сравнения и второго регистра 7, выходы которого соединены с вторыми входами блока 8 сравнения и с входами блока 9 индикации. Второй вход счетчика 3 подключен к выходу третьего элемента И 14, первый вход которого соединен с выходом генератора 1, а второй вход - с первым выходом триггера 15, второй выход которого подключен к второму входу блока 2 синхронизации, а первый вход - к третьему выходу блока 2, третий вход которого соединен с вторым выходом блока 16 запуска, тре 128Устройство относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения экстремальных значений временных интервалов в цифровых измерительных приборах и системах,Целью изобретения является расширение функциональных воэможностей за счет обеспечения измерения абсолютных экстремальных значений временных интервалов. тий выход которого подключен к третьему входу счетчика 3, а второй вход соединен с вторым входом триггера 15 и входом устройства.Блок 2 синхронизации содержит первый 17 и второй 18 триггеры, эле 1 мент ИЛИ 19, элементы 20 и 21 задержки. Блок 16 запуска содержит триггеры 22 и 23, элемент И 24, инвертор 25 и кнопку 26 "Сброс".Первый 6 и второй 9 блоки индикации представляют собой набор светодиодов, отображающих двоичную информацию, содержащуюся соответственно в первом и втором регистрах 5 и 7.На фиг. 2 приняты следующие обозначения: О - измеряемая последовательность импульсов, о - импульс с выхода кнопки 26 "Сброс", 8 - выход генератора 1 тактовых импульсов, Я- выход триггера 24, о - выход триггера 23, е - выход триггера 15, ж - выход элемента И 14,- второй выходблока 2 синхронизации, и - первыйвыход блока 2 синхронизации.Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии после нажатия на кнопку 26 "Сброс" триггеры23 и 22 блока 16 устанавливаются вединичное состояние. Уровень логичес. кой единицы с первого ыхода триггера 23 поступает на третий вход счет чика 3 и тем самым запрещает егоработу, С второго (инверсного) выхода уровень логического нуля черезэлемент ИЛИ 19 поступает на первыйвход триггера 15, устанавливая его в 40 единичное состояние, и на второй входтриггера 18, устанавливая его выходв единичное состояние. Единичный уровень сигнала с первого выхода триггера 15 поступаетна элемент И 14 и разрешает прохождение импульсов, имеющих форму меандра, с генератора 1 через элемент И 14 на второй вход счетчика 3 (фиг. 2 зс), который однако не переключается, поскольку удерживается в нулевом состоянии единичным уровнемсигнала на своем третьем входе. На первом входе счетчика 3 в это время установлен уровень логической единицы (фиг. 2 и ). Единичный уровень сигнала с выхода триггера 22 (фиг. 2 у ) удерживает элемент И 24 в открытом состоянии,3 1282318После поступления первого положи- ь тельного Фронта импульса измеряемого периода на вход устройства(фиг. 2 а ) триггер 23 переключается в нулевое состояние (фиг. 2 г ), При этом нулевой уровень сигнала, посту- к пающий на третий вход счетчика 3,м разрешает его работу, и он начинает п отсчет измеряемого периода с нуля. с Счетчик 3 переключается по каждому 10 к положительному Фронту импульсов гене- и ратора 1, поступающих через элемент б И 14 (фиг. 2 ж).В этот же момент снимается нуле- ( вой уровень сигнала с первого входа 15 к триггера 15, разрешая его переключе- н ние в нулевое состояние. Однако по . д первому импульсу измеряемого периода н триггер 15 успевает переключиться вл нулевое состояние, поскольку снятие 20 к блокировки с первого входа триггера в 15 происходит с некоторым опозданио ем вследствие естественной задержки распространения сигнала на время в срабатывания триггера 23 и элемента 25 н ИЛИ 19 по сравнению с переключающим т воздействием. положительного фронта е входного сигнала на втором входе с триггера 15.30 с Так как по первому импульсу измеряемого периода триггер 15 не переключается, то блок 2 не запускается, и импульсы сброса и строба на первом и втором выходах блока 2 не вырабатываются.После поступления второго положительного фронта импульса измеряемого периода триггера 15 переключается в нулевое состояние (фиг. 2 е ) и тем самым запрещает прохождение очеред - ного импульса с генератора 1 через элемент И 14 (Фиг. 2 эк) на счетный вход счетчика 3.Триггер 17 нулевым уровнем сигнала с выхода генератора 1 удерживается в нулевом состоянии и разблокируется на время действия положительного импульса меандра. Положительный импульс меандра, задержанный первым элементом 20 задержки на времянеобходимое на переход триггера 17 блока 2,в разблокированное состояние, проходит на стробирующий вход триггера 17, на информационный вход которого поступает единичный уровень сигнала с триггера 15, триггер 17 переключается в состояние логической единицы. В состояние логического уля он переключится после окончанияположительного импульса генераторана своем третьем входе,Таким образом, на втором выходеблока 2 Формируется импульс строба,оторый через разблокированный элеент И 24 и элементы ИЛИ 10 и 11оступают на регистры 5 и 7 соответтвенно, При этом содержимое счетчиа 3 переписывается в регистры 57 независимо ст состояния выходовлоков 4 и 8 сравнения.После окончания импульса стробафиг. 2 ) триггер 18 блока 2 перелючается в состояние логическогоуля, который через элемент 21 заержки и элемент ИЛИ 19 поступаета второй вход триггера 18, устанавивая его в единичное состояние. Таим образом, на первом и третьемшкодах блока 2 формируется узкийтрицательный импульс (фиг. 2 и ),лительность которого определяетсяторым элементом задержки 21 и должа быть достаточной для установкириггера 15 в состояние логическойдиницы и для установки в исходноеостояние счетчика 3.Исходным состоянием счетчика 3читается установка всех его,разрядов в нулевое состояние, кроме самого младшего, устанавливаемого в едиПосле установки триггера 15 вединичное состояние каждый очереднойимпульс генератора 1 проходит черезэлемент И 14 на счетчик 3, каждыйраз увеличивая его содержимое наединицу. Таким образом, начинается40 отсчет следующего временного интервала.По окончании первого импульсастроба первый триггер 22 блока 16устанавливается в нулевое состояние45 и в дальнейшем запрещает прохождение следующих импульсов стробы черезэлемент И 24. Импульсы строба на входы регистров 5 и 7 в дальнейшем могут пройти только через элементыИ 12 и 13, при этом будут учитываться состояния выходов блоков 4 и 8сравнения.При поступлении следующего положительного фронта импульса измеряемого периода первый выход триггера15 устанавливается в нулевое состояние, запрещая прохождение очередного импульса генератора 1 на счетныйвход счетчика 3, Единичный уровеньВ дальнейшем процесс измерения текущих временных интервалов повторяется, причем в каждом цикле измерения значение текущего временного интервала сравнивается с экстремумами, хранящимися в регистрах 5 и 7. Если текущий измеряемый период меньше минимального или больше максимального, то значение текущего периода переписывается в один из регистров 50 5 1282318 сигнала с второго выхода триггера 15 поступает на второй вход блока 2, который начинает выработку импульса строба на своем втором выходе и импульса сброса на своем первом выходе,Импульс строба поступает на первые входы элементов И 12 и 13, куда также поступают сигналы с выходов блоков 4 и 8 сравнения. Блок 4 сравнения работает таким образом, что, 1 О если двоичное число в счетчике 3 меньше двоичного числа в первом регистре 5, то на выходе блока 4 сравнения устанавливается уровень логической единицы, в противном случае на вы ходе блока 4 будет уровень логического нуля, Блок 8 сравнения построентаким образом, что, если число в счетчике 3 больше числа, записанного во второй регистр 7, то на его выхо де устанавливается уровень логической единицы, в противном случае на выходе блока 8 будет уровень логического нуля,Таким образом, происходит сравнение текущего измеряемого периода созначением величин ранее измеренныхпериодов, записанных в регистрах5 и 7,В случае, если текущий измеряемый 30период является минимальным или максимальным из измеренных ранее, импульс строба проходит через первый12 или второй 13 элементы И и поступает на стробирующий вход первого 5 35или второго 7 регистра. При этомпроизводится перезапись величины текущего измеряемого периода в соответствующий регистр,После этого блок 2 формирует на 40своих первом и третьем выходах импульс сброса, который устанавливаеттриггер 15 в состояние логическойединицы на его первом выходе и счетчик 3 в исходное состояние, сбрасывая все разряды в нуль, кроме младшего разряда, который устанавливаетсяв единицу. соответстнующгг кстречум. 8 противном случае содержимое регистров не меняется.При установке счетчика 3 в исходное состояние в младший разряд записывается единица для сохранения точности измерения, поскольку на выработку управляющих импульсов блоком 2 тратится один такт работы генератора 1, Так как при этом один импульс из импульсной последовательности исключается (фиг. 2 ж), то это учитывается при установке счетчика 3 в исходное состояние добавлением единицы в младший разряд.Таким образом, введение в устройство второго регистра 7, второго блока 8 сравнения, второго блока 9 индикации, элементов ИЛИ 10 и 11, элементов И 12-14, триггера 15, блока 16 запуска дает возможность измерять абсолютные экстремальные значения временных интервалов.Формула изобретения1. Устройство для измерения экстремумов временных инервалов, содержащее генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с первым входом блока синхронизации, первый выход которого подключен к первому входу счетчика, выходы которого подключены к первым входам первого блока сравнения и первого регистра, выходы которого соединены со вторыми входами первого блока сравнения и со входами первого блока индикации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены второй регистр, второй блок сравнения, второй блок индикации, первый и второй элементы ИЛИ, первый, второй и третий элементы И, триггер и блок запуска, причем второй выход блока синхронизации подключен к первому входу блока запуска, к первым входам первого и второго элементов И, вторые входы которых соответственно подключены к выходам первого и второго блоков сравнения, а выходы соединены с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ соответственно, вторые входы которых соединены между собой и первым выходом блока запуска, а выходы - со вторыми входами соответственно первого и второго,Редактор В.Данко Тираж 899 ВНИИПИ Государственног по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Подписноеомитета СССРткрытийшская наб., д. 4/5 Заказ 7285/57 а изводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 7регистров, выходы счетчика подключены к первым входам второго блока сравнения и второго регистра, выходы которого соединены со вторыми входами второго блока сравнения и со вхо 5 дами второго блока индикации, второй вход счетчика подключен к выходу третьего элемента И, первый вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а второй 10 вход - с первым выходом триггера, второй выход которого подключен ко второму входу блока синхронизации, а первый вход - к третьему выходу блока синхронизации, третий вход кото рого соединен со вторым выходом блока запуска, третий выход которого подключен к третьему входу счетчика, а второй вход соединен со вторым входом триггера и входом устрой ства.2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок синхронизации содержит первый и второй триггеры, элемент ИЛИ, первый и вто рой элементы задержки, причем первый вход первого триггера подключен ко второму входу блока синхронизации, второй вход - к выходу первого элемента задержки, третий вход - ко 30 входу первого элемента задержки и первому. входу блока синхронизации, первый выход - ко второму выходу блока синхронизации, второй выход - к первому входу второго триггера, второй вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ и с третьим выходом блока синхронизации, а выход через второй элемент задержки подключен к первому выходу блока синхронизации и первому входу элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с третьим входом блока синхронизации,3. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок запуска содержит первый и второй триггеры, элемент И, инвертор и кнопку "Сброс", причем выход элемента И подключен к первому выходу блока запуска, первый вход - к первому входу блока запуска и входу инвертора, второй вход - к выходу первого триггера, первый вход которого соединен с выходом инвертора, а второй вход - с кнопкой "Сброс" и первым входом второго триггера, второй вход которого подключен ко второму входу блока запуска, а первый и второй выходы - соответственно к третьему и второму выходам блока запуска.