Устройство для измерения временных интервалов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНФЕСПУБЛИН 9) (1(59 4 Р 10 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЗМЕРЕНИЯ ВРЕГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМЕННЫХ .ИНТЕРВАЛОВ(57) Изобретение позволяет расщиритьфункциональные возможности устройства измерения временных интервалов.Устройство содержит триггер 1, генератор 2 импульсов, элементы И 3 и 4,счетчики 5 и 6 импульсов и блок 8 управления.Введение блока 7 регистрации и элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9обеспечивает возможность измерениякак максимальной, так и минимальной.длительности импульсов. Кроме того,устройство имеет возможность рабо.тать с произвольным порядком следования длительности и измеряемых интервалов времени. 4 ил.Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении временных интервалов.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения возможности измерения как максимальной, так и минимальной длительностей имПульсов, а также за счет обеспечения возможности работы устройства с проИэвольным порядком следования длительностей измеряемых интервалов времени. 15На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для измерения временных интервалов; на фиг. 2 временные диаграммы, поясняющие работу устройства в режиме измерения соответственно максимальной и минимальной длительностей импульсов; на фиг, 3 - то же; на фиг. 4 - Функциональная схема блока управления.Устройство для измерения временных интервалов содержит триггер 1 с разделенным входами, генератор 2 им ульсов, элементы И 3 и 4, первый 5 (суммирующий) и второй 6 (вычитающий) счетчики импульсов, блок 7 регистра- ЗО ции, блок 8 управления и элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9. Блок 8 управления имеет (Фиг, 1) выходы 10 - 14 и входы 15 и 16.Выход генератора 2 подключен к первым входам элементов И 3 и 4, выходы которых подключены соответственно к счетным входам счетчиков 5 и 6 импульсов, выходы счетчика 5 импульсов соединены поразрядно с установочными входами счетчика 6 импульсов и информационными входами блока 7 регистрации. Первый вход 16 блока 8 управления подключен к входной ши-. не 17 устройства и вторым входам эле ментов И 3 и 4, первый выход 10 бло ка 8 соединен с управляющим входом счетчика 5 импульсов, четвертый выход 11 - с управляющим входом блока 7 регистрации и первым .входом триггера 1 (с раздельными входами), второй 12 и третий 13 выходы блока 8 управления подключены соответственно к управляющему и тактовому входам счетчика 6 импульсов, пятый выход 14 блока 8 соединен с вторым входом триггера 1 (с раздельными входами), второй вход 15 блока 8 подключен к )пине 18 управления устройства, первый вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9 соединен с третьим входом элемента И 4 и выходом переноса счетчика б импульсов, второй вход соединен с инверсным выходом триггера 1 с раздельными входами, а выход подключен к третьему входу элемента И 3.В качестве триггера 1 с раздельными входами может быть использован КБ-триггер.В качестве генератора импульсовгможет быть применен генератор прямоугольных импульсов, частота которого стабилизирована с помощью кварцевого резонатора.Счетчики 5 и 6 импульсов могут быть выполнены на микросхемах, например, К 155 ИЕ 7, причем счетчик 6 импульсов работает в режиме вычитания, а счетчик 5 в режиме суммирования.Блок 7 регистрации содержит ре" гистры памяти, дешифратора и цифровые индикаторы. Регистры памяти могут быть выполнены на О-триггерах. Перепись результатов измерения в регистры памяти в конце измерительного цикла осуществляется по команде (фиг. 2 б), подаваемой с выхода 11 блока 8 управления.Блок 7 регистрации может представлять устройство сопряжения с ЭВМ.Блок 8 управления (фиг. 4) содержит времязадающий,целитель 19 частоты, определяющий длительность измерительного цикла (фиг. 36, 2 е) устройства, и,цва генератора 20 и 21 одиночных импульсов, один из которых (генератор 21) Формирует короткие отрицательные импульсы в моменты перепада уровней входного напряжения из лог. "1" в лог."0", другой (генератор 20) формирует короткие положительные импульсы так же при перепаде уровней входного напряжения из лог. " 1" в лог."О".Кроме того, блок 8 управления со - держит три элемента 22-24 задержки, четыре элемента НЕ 25 - 28, два элемента И 29 и 30 и один элемент ИЛИ31.Устройство для измерения временньм интервалов работает следующим образом.В исходном состоянии, когда на шину 17 устройства (Фиг. 2 д, Зо) измеряемые импульсы не поступают, в счетчиках 5 и 6 записаны числа, рав1328789 4сов с генератора 2 на счетчик 5 непроисходит и код в счетчике 5 не изменяется.После окончания измерительного .а 5 цикла блок 8 управления вырабатываеткоманду (фиг. 25), по которой кодиз счетчика. 5 фиксируется блоком 7регистрации через некоторое время,равное 2(фиг. 2 ,ф), происходит10 обнуление счетчиков 5 и 6, а в блокек регистрации за время измерительного цикла фиксируется максимальнаядлительность импульса из и поступивших на вход устройства.15 Причем правильность измеренияе- не зависит от порядка следованияж- длительностей входных интервалов времени,Для перевода устройства в режимоизмерения минимальной длительностиимпульса необходимо на шину 18 упа равления подать лог. "1", при этом свыхода 14 блока 8 управления (фиг.Зк)поступают короткие отрицательные има 25 пульсы, а через время 21 с выхода10 (фиг. 3) блока 8 управления -короткие положительные импульсы, соответствующие заднему фронту измеряемого импульса,ные нулю. На выходе триггера 1 и на выходе. элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9 присутствуетлог. "1", а на выходе переноса счетчика 6 - лог, "О".Для обеспечения работы устройств в режиме измерения максимальной дли тельности входного импульса (фиг.2) на шину 18 управления устройства по дается лог. "О", при этом на выходе 14 блока 8 управления непрерывно присутствует лог. "1" (фиг. 2 х), фи сирующая триггер 1 в одном постоянном состоянии (фиг. 2.Измеряемый импульс разрешает про хождение импульсов с генератора 2 на счетчик 5. По заднему фронту изм ряемого импульса прекращается прохо дение импульсов с генератора 2 на счетчик 5, а блок 8 управления выра батывает команду (фиг. 23), по кот рой код, соответствующий длительнос ти измеренного импульса, из счетчик 5 переносится в счетчик 6. При этом на выходе переноса счетчика 6 устанавливается лог. "1" (фиг. 2 о), а н выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9 лог. "О" (фиг. 2 к).Очередной измеряемый импульс (в данном случае второй) разрешает про хождение импульсов с генератора 2 на 30 счетчик 6, при этом прохождения импульсов с генератора 2 на счетчик 5 нет. Если длительность второго импульса больше длительности первого импульса, то счетчик 6 подсчитывает 35 то же число импульсов генератора 2, которое поступает на вход счетчика 5 в течение времени существования первого измеряемого импульса, а на выходе переноса счетчика 6 устанав ливается лог. "О", который с помощью элемента И 4 останавливает прохождение импульсов с генератора 2 на счетчик 6 и с помощью элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9 разрешает их прохождение 45 на счетчик 5.По заднему фронту измеряемого импульса прекращается прохождение импульсов с генератора 2 на счетчик 5. В результате этого в счетчике 5 записано число, равное значению длительности первого импульса, плюс та добавка (разность), на которую длительность второго импульса превышает длительность первого. 55 Если длительность второго импульса меньше или равна длительности первого импульса, то прохождение импульИзмеряемый импульс (фиг. За) разрешает прохождение импульсов с генератора 2 на счетчик 5, По заднему фронту измеряемого импульса прекращается прохождение импульсов с генератора 2 на счетчик 5, а также с помощью короткого отрицательного импульса, поступающего с выхода 14 блока 8 управления, происходит переключение триггера 1 из состояния лог."1" в состояние лог. "О" (фиг. 2 ), которое сохраняется до конца измерительного цикла, Одновременно с этим блок 8 управления вырабатывает команду (фиг. 3 1), по которой код, соответствующий длительности измеренного цикла, из счетчика 5 переносится в счетчик 6. При этом на выходе переноса счетчика 6 устанавливается лог. "1" (фиг. Зм), а на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9 остается лог. "1" (фиг. Зк), так как триггер 1 переключается в состояние лог. "О". После этого через времяк ЮУ равное 2 , по команде с выхода 10 блока 8 управления счетчик 5 обнуляется.Очередной измеряемый импульс (в данном случае второй) разрешает про-.1328789 8 хождение импульсов с генератора 2 на счетчики 5 и 6.Если длительность второго импульса меньше длительности первого, то счетчик 5 подсчитывает число импульсов генератора 2, соответствующее длительности второго импульса.Если длительность второго импуль - са больше.или равна длительности первого, то счетчик 6 подсчитывает то 10 же число импульсов генератора 2, которое поступает на вход счетчика 5 в течение времени существования первого измеряемого импульса, на выходе переноса счетчика 6 устанавливается 15 лог, "0" (фиг. Зи), который запрещает прохождение импульсов с генератора 2 на счетчики 5 и 6.После окончания измерительного цикла блок 8 управления вырабатывает 20 команду (фиг, 35), по которой код из счетчика 5 фиксируется блоком 7 регистрации, ачерез некоторое время, равное 2(фиг. 3, О ), происходитэобнуление счетчиков 5 и 6. В блоке 7 регистрации за время измерительного цикла фиксируется минимальная длительность импульса из п поступивших на вход устройства, правильность измерения при этом также не зависит 30 от порядка следования длительностей входных интервалов времени Формула изобретения35Устройство для измерения временныхинтервалов, содержащее генератор импульсов, выход которого подключен кпервым входам первого и второго элементов И, выходы которых соединенысо счетными входами соответственно первого и второго счетчиков импульсов, триггер, блок управления, первыйвход которого подключен к входной шине устройства, а первый и второй выходы соединены с управляющими входами соответственно первого и второгосчетчиков импульсов, о т л и ч а ющ е е с я тем что, с целью расширения функциональных возможностей, внего введены элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИи блок регистрации, причем входнаяшина устройства подключена к вторымвходам первого и второго элементов И,третий вход первого элемента И подключен к выходу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕИЛИ, первый вход которого соединенс третьим входом второго элемента Ии выходом переноса второго счетчика,тактовый вход которого соединен стретьим выходом блока управления,четвертый выход которого подключен куправляющему входу блока регистрациии первому входу триггера, второй входкоторого соединен с пятым выходом блока управления, а выход - с вторымвходом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выходы первого счетчика импульсов поразрядно подключены к установочнымвходам второго счетчика импульсов иинформационным входам блока регистрации, второй вход блока управленияподключен к шине управления устройства.1328789 Ж Составитель Л. Плетнева Техред М.Ходанич Корр ек овач ктор 0 пен ираж 370арственного комитетобретений и открыти35, Раушская наб.,ПодписяССР 7 4 ака НИИПИ Госу по делам и3035, Москва, Ж роектная, 4 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород,