Устройство для измерения временных интервалов

(50 4 С 04 Р 10 0 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ с4 ТЕПЬСТВ сится к области Является донием к авт.св, ь использовано ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Специальное конструкторскоебюро геофизического приборостроениИнститута геологии АН АЗССР(56) Авторское свидетельство СССРУ 1187143, кл. С 04 Р 10/04, 1984.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ(57) Изобретение отноизмерительной техникиполнительным изобретеР 1187143 и может быт в информационно-измерительных системах для автоматического анализадлительности импульсов в исследуемойпоследовательности импульсов. Цельизобретения - расширение функциональных возмож 1 остей достигается засчет выделения и измерения временного интервала с минимальной длительностью, Для этого в устройство дополнительно введены элемент задержки18, третий элемент И 11, второй блок10 сравнения кодов и регистр 9. Устройство также содержит элементы И 1и 7, генератор 2 импульсов, вход 3устройства, счетчики 4 и 5, первыйблок 6 сравнения кодов, блок 8 управления. 3 ил,Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в информационно-измерительных системах для автоматического анализа длительности импульсов в исследу емой последовательностиимпульсов,Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства эа счет возможности выделения и измерения временного интервала с минимальной длительностью.На фиг.1 и 2 показаны соответственно структурные схемы устройства для измерения временных интервалов и блока управления; на фиг.3 - вре 15 менные диаграммы работы устройства.Устройство (фиг,1) содержит первый элемент И 1, входы которого соединены с вьгходом генератора 2 импуль 20 сов и со входом 3 устройства, а выход - с счетным входом первого счетчика 4, второй счетчик 5, первый блок 6 сравнения кодов, первая группа входов которого соединена с выходами разрядов первого счетчика, вторая группа входов - с выходами разрядов второго счетчика, а выход - с первым входом второго элемента И 7, второй вход которого подключен к выходу первого элемента И, а выход - к счетному входу второго счетчика, блок 8 управления, вход которого подключен ко входу устройства, а первый и второй выходы - к установочным входам (К) соответствующих35 счетчиков, и регистр 9, информационные входы которого соединены с выходами разрядов первого счетчика и с первой группой входов второго блока 10 сравнения кодов, управляющий входс выходом третьего элемента И 11, а выходы разрядов - с второй группой входов второго блока 10 сравнения кодов, выход которого подключен к одному Мз входов третьего элемента И 11, другой вход которого соединен с первым выходом блока 8 управления, Кроме того, в устройстве блок управления содержит (фиг.2) первый элемент И-НЕ 12, входы которого объединены и подключены ко входу блока, второй элемент И-НЕ 13, входы которого объединены и подключены к выходу первого элемента И-НЕ и к перво 55 му входу третьего элемента И-НЕ 14, а выход - ко второму входу третьего элемента И-НЕ 14 и к одной иэ обкладок конденсатора 15, другая обкладка которого соединена с шиной нулевогопотенциала, элемент ИЛИ 16, первыйвход которого подключен к выходутретьего элемента И-НЕ 14, а выходк первому выходу блока, триггер 17,входы которого соединены с установочными входами нПуск" и нСтоп, аинверсный выход Я) - с вторым .входом элемента ИЛИ 16 и с вторым выходом блока.Устройство работает следующим образом,В исходный момент времени счетчики 4 и 5 обнулены, т,е, находятся водинаковом состоянии. В регистр 9записано число (И ), заведомо большее числа, соответствующего результату измерения временного интервалас минимальной за время анализа длительностью (в частности, Х можетбыть выбрано равным 1111). Навыходе (А=В) блока 6 сравнения кодов, подключенного к выходам одноименных разрядов счетчиков 4 и 5, потенциал высокого уровня "1" (в дальнейшем - потенциал "1", фиг.З,л), который подается на управляющий вход элемента И 7 и подготавливает его. Потенциал того же уровня1" снимается с выхода (А)В) блока 10 сравнениякодов (фиг.З, и), подается на управляющий вход элемента И 11и подготавливает его. Блоки 6 и 10 могут быть выполнены, например, на основе интегральной микросхемы К 564 ИП 2".На вход 3 устройства поступаютимпульсы, число которых равно п, адлительность , б =1, 2, 3, , и)соответствует; -му измеряемому временному интервалу (фиг.З, а),Начало цикла измерения задаетсяблоком 8 управления путем подачиимпульса на установочный вход иПуск(фиг,2, фиг,З, д), при этом триггер17 устанавливается в положение 1,потенциал 1" на его нулевом выходеЙ (который до этого момента времениблокировал оба счетчика, т.е. держал их в нулевом состоянии) скачкомизменяется до уровня "0" (фиг.З,е)и блокировка счетчиков снимается.На время, равное длительности , первого входного импульса (фиг.З, а),открывается элемент И 1 и тактовыеимпульсы генератора 2 (фиг.З, б),проходя через него, начинают заполнять счетчик 4 (непосредственно;фиг.З, в) и счетчик 5 (через элемент И 7, Фиг,З г). В момент времени, соответствующий заднему фронту первого Входного импульса, указанные счетчики Формируют код И пропорциональный Т после чего счетчик 4 импульсов с первого выхода блока 8 сбрасывается в нуль. Импульс сброса в нуль счетчика 4 формируется формирователем блока 8 (фиг.2), собранным на элементах И-НЕ 13, И-НЕ 14 и конденсаторе 15, на вход формирователя подается импульс с длительностью 7. , проинвертированный инвертором на элементе И-НЕ 12 (фиг.З, ж), а с выхода снимается упОмянутый импульс сброса (фиг.З, з), который поступает далее на соответствующий установочный вход счетчика 4 через элемент ИЛИ 16 (фиг.З, и). Сброс счетчика 4 в нулевое состояние вызывает нарушение условия равенства кодов на входах блока 6, в результате чего потенциал на его выходе скачком изменяется до уровня 0" (фиг,З, л), а разрешающий потенциал с управляющего входа элемента И 7 снимается. В счетчике 5 остается код М,.Одновременно импульс с первого выхода блока 8 проходит через открытый (потенциалом "1." с выхода блока 10; фиг.З, м) элемент И 11 (фиг,З,н) на управляющий вход У регистра 9 и разрешает перезапись в него содержимого счетчика 4, т.е. кода 1 пропорционального Т, . Так как счетчик 4 после этого сбрасывается в нуль, то состояние блока 10 сравнения кодов, соответствующее условию: И)0, не изменяется (фиг,З, м). Чтобы обеспечить уверенную перезапись кода счетчика 4 в регистр 9, сброс счетчика целесообразно осуществить с некоторой задержкой относительно момента перезаписи кода в регистр (элемент задержки 18 включен в цепь установки в нулевое положение счетчика 4). Таким образом, в регистре 9 Фиксируется результат измерения первого временного интервала, так1 как выполняется условие: М,Х,Дальнейшая работа устройства зависит от соотношения длительностей каждого последующего и предыдущего максимального или минимального (по длительности) ьходных импульсов.Если следующий импульс имеет длитель. ность ,Т , то содержимое счетчика 4 по мере поступления тактовыхимпульсов генератора 2 на его счетный вход через элемент И 1, нарастает (фиг,З, в). В момент времени,5 когда оно становится равным коду,содержащемуся в счетчике 5 (в данномслучае коду М ), срабатывает блок би разрешающий потенциал с его выхода (фиг.З, л) вновь подается на управляющий вход элемента И 7; изменяется состояние блока 10 (так как изменяется соотношение кодов на еговходах: код в счетчике 4 становитсябольше кода И, в регистре 9), потенциал "1" на его выходе скачком падает до уровня "0" (фиг.З, м) и элемент И 11 в результате блокируется.Начиная с указанного момента времени, счетчика 4 и 5 работают синхронно (фиг,З, в; фиг.З, г), подсчитывая тактовые импульсы генератора 2,причем код в счетчике 5 получаетприращение, пропорциональноесЗатем блок 8 управления, как и преж де, импульсом с первого выхода(фиг.З, и), соответствующим по времени появления заднему Фронту текущего (второго) входного импульса,сбрасывает счетчик 4 в нуль, при30этом в счетчике 5 остается код Мпропорциональный с , а разрешающййпотенциал с управляющего входа элемента И 7 снимается(так как нарушается условие равенства кодов на35 входах блока 6; фиг.З, л); в регистре 9 остается код И, пропорциональный предыдущему (меньшему по длительности) временному интервалу (так какимпульс с первого выхода блока 8 неможет пройти через закрытый элементИ 11 на управляющий вход регистра 9и переписать в него код И счетчика4), а на выходе блока 10 вновь появляется разрешающий потенциал "1"(Фиг,З, м), подготавливающий элементИ 11,Если у следующего (третьего)входного импульса, поступающего навход 3 устройства, длительность -з50меньше с, и , (Фиг.З, а), то содер(щжимое счетчика 4 по мере поступления тактовых импульсов генератора 2на ето счетный вход через элементИ 1, опять нарастает, но не дотяги 55вает до кода Б , хранящегося в счетчике 5 (и соответствующего максимальной длительности входных импульсов,поступивших ранее, т.е. до третьеговходного импульса) и до кода Х, хранящегося в регистре 9 (и соответствующего минимальной длительности входных импульсов, поступивших ранее), Блок 6 не изменяет своего со стояния (фиг.З, л), элемент И 7 закрыт, и тактовые импульсы генератора 2 за время 2 не могут пройти на счетный вход счетчика 5 (фиг.З, г), содержимое которого (И ) запоминаетйся до прихода и анализа длительности следующего входного импульса.Блок 10 также не меняет своего состояния (так как код Ив регистре 9 больше кода Мв счетчике 4), импульс с первого выхода блока 8 проходит через элемент И 11 (фиг,З, н) на управляющий вход регистра 9 и , разрешает перезапись в него содержимого счетчика 4 (т.е. кода М , пропорционального) с последующим сбросом счетчика в нуль, Таким образом, в регистре 9 фиксируется результат измерения третьего временного интервала, гак как выполняется условие: И (И ()Далее процесс измерения осуществляется аналогично рассмотренному выше. Б конце цикла измерения импульс, поступающий на установочный30 вход "Стоп" (фиг.2," фиг.З, к), возвращает триггер 17 в исходное положение О, при этом высокий потенциал "1" с его нулевого выхода Я (фиг.З, е), блокируя оба счетчика, устанав- З 5 ливает в исходное состояние всю схему устройства. Предварительно (например, в момент времени, соответствующий переднему фронту импульса "Стоп" ) содержимое счетчика 5 и регистра 9 должно быть считано, например, в память внешнего устройства обработки информации.Таким образом, в счетчике 5 за любое время анализа, устанавливаемое в блоке 8 управления, будет зафиксирована в цифровой форме максимальная длительность импульсов из и поступивших на вход устройства импульсов, а в регистре 9 - минимальная длительность импульса той же последовательности импульсов.Ф о р м у л а изобретенияУстройство для измерения временных интервалов по авт,св. К 1187143, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет возможностивыделения и измерения временного интервала с минимальной длительностью, в него введены элемент задержки, третий элемент И, второй блок сравнения кодов и регистр, информационные входы которого соединены с выходами разрядов первого счетчика и с первой группой входов второго блока сравнения кодов, управляющий вход - с выходом третьего элемента И, а выходы разрядов - с второй групой входов второго блока сравнения кодов, выход которого подключен к первому входу третьего элемента И, первый выход блока управления через элемент задержки подключен к К - входу первого счетчика и непосредственно - к второму входу третьего элемента И.1290245 Ж Составитель Л.Плетне Коррект ьи хред М.Ходаии дактор Н.Горв 7898 4 ПодписноСССР комите тк б д. 4/5 ска Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проекты Южно 5/77 ф 7 С 74/сгтА тираж 3 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Р