Устройство для измерения временных интервалов

СОЮЗ ОжТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 51) 4 С 04 Р нализаторах. Цель ение точности иэс е ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕ К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(7) Производственное объединениекраснодарский ЗИП(56) Авторское свидетельство СССРВ 1026115, кл, С 04 Р 1 О 04, 1983(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ(57) Изобретение мошет быть испольвано во временных аизобретения - повыш ЯО 13688 мерения временных интервалов. Устройство содержит элементы И 2 - 6,триггеры 7 - 9, генераторы опорнойчастоты 10 и сдвинутых импульсов 11,счетчик 12 импульсов, коммутатор 13,регистр 14, шины "Пуск" 15, "Стоп"16, "Готов" 22 и "Переполнение" 23.Введение коммутатора 17, регистров18 н 9блока 20 вычитания, фазирующего блока 21 и образование новыхфункциональных связей позволяетьшить дифференциальную нелннейЬ путем измерения временного интервала на разных участках шкалысчетчика,з.п. ф-лы, 2 ил,1 13688Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано во временных анализаторах при измерении временных интервалов.Цель изобретения - повышение точности измерителя временных интервалов за счет уменьшения дифференциальной нелинейности путем измерения временного интервала на разных участках 10 шкалы счетчика.На фиг.1 представлена схема устройства для измерения временных интервалов; на фиг,2 - пример выполнения фазирующего блока, 15Устройство для измерения временных интервалов содержит усилитель-формирователь 1, первый, второй, третий, четвертый, пятый элементы И 2 - 6, первый, второй, третий триггеры 7 -20 9, генератор 10 опорной частоты, генератор 11 сдвинутых импульсов, счетчик 12 импульсов, первый коммутатор 13, первый регистр 14, шину 15 "Пуск", шину 16 "Стоп", второй коммутатор 25 17, второй и третий регистры 18 и 19, блок 20 вычитания, фазирующий блок 21, шину 22 "Готов", шину 23 "Переполнение" и информационную шину 24, причем выход усилителя-формирователя 1 социнен с первыми входами фазирующего блока 21 и элемента И 2, второй вход фазирующего блока 21 соединен с выходом генератора 10 и входом счетчика 12, а второй вход элемента И 2 соединен с выходом триггера 7, управляющими входами коммутаторов 13 и 17 и входом элемента И 4, выход фазирую" щего блока 21 соединен с входом генератора 11, первыми входами элемен тов И 4 и 5 и первым информационным входом коммутатора 17. Шина 15 "Пуск" соединена с первым входом триггера 8, второй вход которого соединен с шиной 16 "Стоп", первый выход триггера 45 8 соединен с первым входом элемента И 3 и Р-входом триггера 9, второй вход триггера 8 соединен с вторым входом четвертого элемента И 5, Первый выход генератора 11 соединен с управляющим входом регистра 19, второй выход соединен с первым входом элемента И 6, а третий выход - с вторым входом элемента И 3 и вторым информационным входом коммутатора 17, выход элемента И 2 соединен с С-входом триггера 9, выход элемента И 3 соединен с первым входом триггера 7, выход элемента И 4 соединен с уп 52 2равляющим входом регистра 18, а выход элемента И 5 соединен с вторымвходом триггера 7 и К-входом триггера 9, Выход коммутатора 17 соединенс управляющим входом регистра 14,Выход триггера 9 соединен с вторымвходом элемента И 6, выход счетчика12 соединен с первым информационнымвходом коммутатора 13 и информационным входом регистра 18, выход регистра 18 соединен с вторым информационным входом коммутатора 13 и первым входом блока 20 вычитания, второй вход блока 20 вычитания соединен свыходом регистра 14, информационныйвход которого соединен с выходом коммутатора 13, первый выход блока 20 вычитания соединен с третьим входом элемента И 6 и шиной 23 "Переполнение",выход элемента И 6 соединен с шиной22 "Готов", второй выход блока 20вычитания соединен с информационным входом регистра 19, выход которого соединен с информационной шиной24,фазирующий блок 21 (фиг,2) содержит первый и второй входы 25 и 26,Р-триггеры 27-29, элемент НЕ 30,элементы И-НЕ 31-33, элемент И 34,выход 35, причем соединены последовательно Р-триггеры 27 и 28, элемент И-НЕ 31 и элемент И 34, элементНЕ 30 через Р-триггер 29, элементИ-НЕ 32 подключен к второму входуэлемента И 34, первый вход которогосоединен с входом элемента И-НЕ 33,другой вход которого соединен с прямым выходом Р-триггера 29.Устройство работает следующимобразом,Импульсы, временные интервалымежду которыми необходимо измерить,поступают на усилитель-формирователь1, который их усиливает, производитселекцию по уровню и формирует,вызывая на выход, импульсы стандартной амплитуды, Генератор 10 генерирует последовательность импульсов,которые поступают на вход счетчика12 и на второй вход фаэирующего бло-.ка 21, Счетчик 12 непрерывно ведетсчет импульсов, поступающих с генератора 10, На первый вход фазирующегоблока 21 поступают импульсы с усилителя-формирователя 1. Фаэирующийблок 21 производит привязку передних фронтов импульсов к частоте генератора 10 и формирует импульсы,1368 50 соответствующие началу временных интервалов, Эти импульсы поступают навходы элементов И 4 и 5, первый информационный вход коммутатора 17 и5вход генератора 11, запуская его.Генератор 11 генерирует серию изтрех импульсов, Первый импульс сериипоступает на управляющий вход регистра 19 и производит перепись информации из блока 20 вычитания в регистр19, Второй импульс серии поступаетна первый вход элемента И 6. Третийимпульс серии поступает на вход элемента И 3 и второй информационныйвход коммутатора 7, В исходном состоянии триггер 8 находится в нуле,на его первом выходе уровень логического "0", а на втором - уровень логической "1", который разрешает прохождение импульса с выхода фазирующего блока 21 через элемент И 5 на входы триггеров 7 и 9, Тем самым триггеры 7 и 9 устанавливаются в "0", Уровень логического "0" триггера 7 подключает на выход коммутаторов 3 и17 первые информационные входы и врегистр 14 по переднему фронту импульса переписывается информациясчетчика 12, Кроме того, сигналом с ЗОвыхода триггера 7 запрещается прохождение импульсов через элементыИ 2 и 4. Уровень логического "0" навыходе триггера 9 запрещает прохождение импульса через элемент И б, бло"ф 35кируя тем самым выдачу команды Готов",Измерения временных интерваловпроводятся в течение времени междукомандами Пуск и Стоп. По команде "Пуск" триггер 8 устанавливаетсяв единицу. По импульсу в регистр 14переписывается из счетчика 12 код,соответствующий началу первого измеряемого интервала 45Первый после команды "Пуск" импульс, пройдя через элемент И Э, устанавливает триггер 7 в единицу, который открывает элементы И 2 и 4 иподключает на выходы коммутаторов13 и 17 вторые информационные входы.По переднему фронту первого послеустановки в единицу триггера 7 импульса триггер 9 устанавливается вединицу, разрешая выдачу команды"Готов", По импульсу, соответствующему концу первого и началу второгоизмеряемых интервалов, код из счетчика 12 переписывается в регистр 18. 852 4Блок 20 вычитания производит вычитание кода, записанного в регистре 14,из кода, записанного в регистре 18.На выходе блока 20 вычитания получается код, пропорциональный длительности первого измеряемого временного интервала. По импульсу генератора 11,задержанному относительно импульсаблока 21 на время , необходимое для проведения операции вычитания, кодс выхода блока 20 вычитания переписывается в регистр 19 и на информационную шину 24 выдается код, про" порцйональный первому интервалу.Если измеряемый временной интервал не превышает максимально допустимый, то на первом выходе блока 20 вычитания устанавливается уровень логической "1", который разрешает прохождение второго импульса генератора 11 через элемент И 6 на шину 22 "Готов", Наличие импульса на шине 22 "Готов" указывает на конец измерения временного интервала и раэ решает прием кода с информационной шины 24 для дальнейшей обработки.Если измеряемый временной интер". вал превышает максимально допустимый то на первом выходе блока 20 вычитания устанавливается уровень логического "0", который запрещает прохожде ние второго импульса генератора 11 через элемент И 6 на шину 22 "Готов" На шину 23 "Переполнение" выдается уровень логического "0", который сигнализирует с превышении измеряемым временным интервалом максималь" но допустимого.По третьему импульсу генератора 11 код, соответствующий началу второго временного интервала, переписывается иэ регистра 18 в регистр 14. Следующий импульс блока 21 переписывает иэ счетчика 12 в регистр 18 код, соответствующий концу второго н началу третьего временного интервала. На выходе блока вычитания получается код, пропорциональный длитель" ности второго временного интервала, который по первому импульсу генератора 11 переписывается в регистр 19 и выдается на информационную шину 24. Далее измерения происходят аналогично, По команде "Стоп" устанавливается в нуль триггер 8Первый после команды "Стоп" импульс блока 21, пройдя через элемент И 5, устанавливает в нуль триггеры 7 и 9, запрещая вы852 1368дачу сигнала "Готов", Работа устройства продолжается так же, как и доприхода команды "Пуск".фаэирующий блок 21 (фиг,2) необ 5ходим для того, чтобы исключить случаи одновременного изменения состояния счетчика 12 и записи его состояния в регистры 14 и 18Изменениесостояния счетчика 12 происходит попередним фронтам серии импульсов гене.ратора 10 опорной частоты. При наличии фаэирующего блока 21 переписьинформации из счетчика 12 в регистры14 и 18 происходит по переднему фронту выходного импульса фаэирующегоблока 21, который совпадает с заднимфронтом импульсов генератора 10, т.е,перепись в регистры 14 и 18 происходит в моменты времени, когда счетчик12 находится в установившемся состоянии,фаэирующий блок 21 работает следующим образом,По переднему фронту импульсов, 25формируемых усилителем-формирователем 1, триггер 27 устанавливается вединицу и на его инверсном выходеформируется уровень логического "0",Если передний фронт импульса усили- Зотеля-формирователя 1 совпадает с уров.нем логической " 1" импульса сериигенератора 10, то по переднему фронту импульса элемента НЕ 30 устанавливается в нуль триггер 29, На егопрямом выходе формируется уровеньлогического "0", который, пройдячерез элемент И-НЕ 33, поступает навыход 35 блока, Уровень логической"1" на инверсном выходе триггера 29 40разрешает прохождение импульса генератора 10 через элемент И-НЕ 32 иэлемент И 34 на сброс триггера 27 внуль, По следующему переднему фронтуимпульса элемента НЕ 30 триггер 29 4устанавливается в единицу, Такимобразом на выходе 35 фаэирующего блока 2 формируется импульс, равный подлительности периоду серии импульсовгенератора 10, передний фронт которого совпадает с задним фронтом импульса генератора 10,Если передний фронт импульсаусилителя-формирователя 1 совпадаетс уровнем логического "0" импульсасерии генератора 10, то по переднемфронту импульса генератора 1 О триггер 28 устанавливается в нуль. Уровень логической "1".на его инверсном выходе разрешает прохождение импуль"са элемента НЕ 30 через элемент И-НЕ31 и элемент И 34 на сброс триггера27 в нуль, а через элемент И-НЕ 33на выход 35 блока, По следующему переднему фронту импульса генератора10 триггер 28 устанавливается в единицу, Таким образом, на выходе 35фазирующего блока 21 формируется импульс элемента И-НЕ 33, равный по длительности половине периода серии импульсов генератора 10, переднийфронт которого совпадает с заднимфронтом импульса генератора 10,ф о р м у л а изобретения 1. Устройство для измерения вре-, менных интервалов, содержащее усилитель-формирователь, первый, второй, третий, четвертый, пятый элементы И, первый, второй, третий триггеры, генератор опорной частоты, генератор сдвинутых импульсов, счетчик импульсов, первый регистр, выход усилителя-формирователя соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого подключен к выходу первого триггера, первый вход которого соединен с выходом второго элемента И, первый вход которого подключен к выходу второго триггера, первый вход которого соединен с шиной "Пуск", а второй вход - с шиной "Стоп", второй вход пятого элемента И соединен с выходом третьего триггера, выход счетчика импульсов соединен с первым информационным, входом первого коммутатора, выход которого подключен к информационному входу первого регистра, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены второй коммутатор, второй и третий регистры, блок вычитания и фазирующий блок, первый вход .которого соеди. нен с выходом усилителя-формирователя, а второй вход соединен с выходом генератора опорной частоты и входом счетчика импульса, выход которого соединен с информационным входом второго регистра, управляющий вход которого соединен с выходом третьего элемента И, а выход соединен с вторым информационным входом первого коммутатора и первым входом блока вычитания, второй вход которого соединен с выходом первого регистра, управляющий входСоставитель И,Мазуров Техред М.Дидык едактор Е,Пап Корректор Л ипен Тираж 373 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 3035, Москва, Ж, Раушская наб д,4/5аказ 294 ул.Проектная,Производственно-полиграфическое предприятие, г,Ужг 7 13688 которого подключен к выходу второго коммутатора, первый выход блока вычитания соединен с шиной "Переполнение" и третьим входом пятого элемента И, первый вход которого соединен с вторым выходом генератора сдвинутых импульсов, а выход соединен с ,шиной Готов", второй выход блока вычитания соединен с информационным входом третьего регистра, выход которого соединен с информационной шиной, а управляющий вход соединен с первым выходом генератора сдвинутых импульсов, вход которого соединен с выходом фазирующего блока, первыми входами третьего и четвертого элементов И и первым информационным входом второго коммутатора, второй информационный вход которого соединен с третьим выходом генератора сдвинутых импульсов и вторым входом второго элемента И, а управляющий вход соединен с управляющим входом первого коммутатора, вторым входом 25 третьего элемента И и выходом первого триггера, второй вход которого соединен с выходом четвертого элемента И и К-входом третьего триггсра, С-вход которого соединен с выходом первого элемента И, а О-вход с первым входом второго элемента И второй выход 528второго триггера соединен с вторымвходом четвертого элемента И. 2, Устройство по п,1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что фазирующий блок содержит первый, второй, третий триггеры, элемент НЕ, первый, второй, третий элементы И-НЕ и элемент И, вы ход которого соединен с К-входом первого триггера, С-вход которого соединен с первой входной шиной фазирующего блока, а выход - с 0-входами второго и третьего триггеров, С-вход второго триггера соединен с второй входной шиной фазирующего блока, входом элемента НЕ и первым входом второго элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с первым выходом третьего триггера, второй выход которого соединен с первым входом третьего элемента И-НЕ, а С-вход - с выходом элемента НЕ и первым входом первого элемента И-НЕ второй вход которого соединен с выходом второго триггера, а выход соединен с вторым входом третьего элемента И-НЕ и первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И-НЕ, выход третьего элемента И-НЕ соединен с выходной шиной фазирующего блока.