Цифровой измеритель отношения временных интервалов

(53) 681.317.77( к бр зме ри ения У 29итехнический измереотношель достиистров делитетелей 10, шины 16 ции. Циф- временных ство ССС/04,видетельство СССР С 04 Р 10/04, ногоканальель 12,р 14 упя, шину,19, шиЛЬ ОТНОШЕ 54) ЦИФРОВОИ ИЗМЕР РЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМПРИ ГКНТ СССР двторсном св 088.8)(57) Изобретение относитсятельной технике. Целью изоявляется сокращение времениния. В цифровом измерителения временных интервалов цгается за счет введения ре2, 3, 4, 5, сумматоров 6,ля 8, регистра 9, формиров11 импульсов синхронизациизапроса, шины 21 синхронизровой измеритель отношенияинтервалов также содержитный генератор 1, формироваэлемент 13 задержки, триггравления, шину 15 управлени17 запуска, входные шины 1ну 20 результата. 2 ил,1499312 Изобретение относится к импульсной технике, а именно к измерительным преобразователям отношения временных интервалов в код.Целью изобретения является повышение быстродействия.На фиг.1 приведена структурная схема цифрового измерителя отношения временных интервалов; на Фиг.2 временная диаграмма работы измерителя,О Цифровой измеритель отношения вре менных интервалов содержит многоканальный генератор 1 импульсов, регистры 2-5, сумматоры 6 и 7, цифровой делитель 8, регистр 9, Формирователи 10 и 11 импульсов синхронизания, шину 15 управления, шину 16 за,проса, шину 17 запуска, входные шины 18 и 19, шину 20 результата и ши," ну 1 синхронизации.Шина 15 управления подключена к входу управления многоканального генератора 1, выход которого. соединен с информационными входами регистров2 -5, вход синхронизации регистра 2соединен с первым выходом первогоФормирователя 10 импульсов синхрони 30 зации, второй выход которого соединен с входом синхронизации регистра4, информационные вьгоды которого соединены с первыми входами сумматора б, вторые входы которого соединены с информационными выходами регистра 2, входная шина 18 подключена кпервому входу первого Формирователяимпульсов синхронизации, входная шина 19 соединена с первым входом вто 40 рого Формирователя 11 импульсов синхронизации, второй вход которого сое-,. динен с. вторым входом первого Формирователя 10 импульсов синхронизации 45 ции, Формирователь 12 импульсов, элемент 13 задержки, триггер 14 управле ными входами сумматора 7, вторые информационные входы которого соединеныс информационными выходами регистра 3,3, вход синхронизации которого соединен с первым выходом второго Формирователя 11 импульсов синхронизации,информационные выходы сумматоров 6и 7 соединены с соответствующими входами делителя 8, информационный выходкоторого соединен с информационнымивходами регистра 9. выход которогосоединен с шиной 20 результата измерителя, шина 21 синхронизации которого соединена с вторым выходом элемента 13 задержки.Цифровой измеритель отношения временных интервалов работает следующимобразом,Перед началом работы регистры 2,3, 4, 5 и 9 устанавливаются в исходное нулевое состояние, а триггер 14управления - в исходное единичное состояние, при этом входы входных бло-ков 10 и 11 заблокированы.Перевод измерителя в режим работы производится по цифровому сигналу"Разрешение" (фиг.2 а), поступающемуна вход управления многоканальногогенератора 1 импульсов по шине 15управления,На и выходах многоканального генератора 1 импульсов формируется высокостабильная опорная измерительнаясетка частот ГЕд соответствуютщих длительностей Т . ,Тг,; Т=2 Т,где и - разрядность генератора, частоты на выходах которого возрастаютпо двоичному закону в сторону увеличения порядково номера его разрядов.В вертикальном срезе опорная сеткачастот представлена в виде текущегокода И;, гце з. - число тактов преобразования (фиг.2 ж, к).и инверсным выходом триггера 14 управления, прямой выход которого соединен с шиной 16 запроса измерителя, шина 17 запуска соединена с первым,.входом триггера 14, второй вход которого соединен с входом синхронизации регистра 9 и выходом элемента 13 задержки, вход которой соединен с вы-,.ходом Формирователя 12, вход которого соединен с вторым выходом второго формирователя 11 импульсов синхронизации и входом синхронизации регистра 5, информационные выходы которого соединены с первыми информационПо шине 16 запроса измерителя с инверсного выхода триггера 14 управления выставляется цифровой сигнал "Запрос" (Фиг,2 л), Через время Ср реакции пользователя по шине 17 запуска подается цифровой импульсный сигнал "Запуск" (Фиг.2 м), по которому производится переключение триггера 14 управления в противоположное нулевое логическое состояние, Зто приводит, соответственно к снятию по шине 16 сигнала "Запрос" и разблокированию входов формирователей 1 О и5 14993 11 импульсов синхронизации измерителя.При поступлении искомых временных сигналов Т и Т, представленных цифровыми импульсными сигналами (фиг.2 б, в), на входы первого и второго формирователей 10 и 11 импульсов синхронизации по входным шинам 18 и 19 на их разноименных выходах формируют ся соответствующие по длительности раэнополярные сигналы. По фронтам сформированных сигналов временных интервалов в регистры 2, 4, 3 и 5 записываются соответствующие коды М, 15 выставляемые по выходам многоканального генератора 1 импульсов.Так, при поступлении временных импульсов Т на вход первого формирователя 10 по переднему фронту (О - 1) 20 временного сигнала (фиг,2 г) по его первому выходу производится запись и-разрядного кода в первый регистр 2, который будет выставлен на выходах генератора 1 импульсов; 25И =И (1)Производится кодирование переднего Фронта искомого временного интервала Т относительно цифровой измерительной шкалы, Кодирование зад него фронта искомого переменного интервала Т производится по инверсному сигналу по другому выходу Формирователя 10 при смене его полярности, т,е, по переднему фронту (О - 1) этого сигнала. Запись кода производится в третий регистр 4 по выходам многоканального генератора 1 импульсов: 12 40 щего кода отношения1 х 7 э (8) который в следующий момент проходит на и-разрядную выходную шину 20 и Фор-. формирует сигнал "Код отношения временных интервалов", Одновременно выполняется переключение триггера 14 управления в исходное (единичное)состояние, при котором производится блокирование входов .Формирователей И = Н (2)Аналогичные преобразования (1)и (2) Фронтов другого искомого временного интервала Т выполняются при его поступлении по второй входной шине 19 на вход второго формирователя 45 11, По его сигналам, по их передним фронтам производится запись соответствующих п-разрядных кодов3= Н, (3)(4) 5 О выставленных в соответствующие моменты на выходах многоканального генератора импульсов.Таким образом, в результате коди-, рования фронтов искомых временных ин тервалов Т Т относительно п-раз-,. рядной измерительной сетки взвешенных частот в первом, втором, третьем и четвертом регистрах 2-5 будут записаны соответственно коды фаз этих интервалов: Н, И, М, Ид (например И=1111 НО=11101 Из=1011 И=1001 фиг.2 ж-к),С выходов первого, третьего и второго, четвертого регистров 2, 4 и 3, 5 коды Б, Ни Н, Нд поступают на входы соответственно первого и второго сумматоров 6 и 7. Здесь производится вычисление размерности искомых временных интервалов Т и Тд на основе операции логического вычитания, а именно:Н=Н, - Ы =Т, й;(5)Б 6 = И - Юд = Т Й, (6) где 1=1/Т, - частота дискретизации.Вычисленные и-разрядные коды И и Бдлительности искомых временных интервалов Т и Т поступают на входы комбинационного делителя 8, В блоке производится вычисление отношения кодов временных интервалов на основе логического деления по модулю Б 5Т 1 Е 1 Т((7)Н Тй ТМ Результирующий код И отношениявременных интервалов поступает навходы п-разрядного пятого регистра 9измерителя, выполняющий роль выходного буферного элемента,По положительному фронту (О - 1)временного сигнала Т по второму выходу второго формирователя 11 запускается формирователь 12 импульсов.На его выходе формируется цифровойимпульсный сигнал (Фиг2 е), которыйпроходит на вход элемента 13 задерж-.:ки.Этот сигнал формирователя задерживается элементом 13 задержки навремя выполнения преобразований (2),10 и 11 измерителя и выставлению наего шине 16 сигнала "Запрос" (Фиг.2 м)подтверждающий момент окончания полного цикла преобразований (1) - (8),Через время Ся +ь,з по другому выходу элемента 13 задержки выставляется цифровой импульсный сигнал(Фиг,2 н), который проходит на шину21 синхронизации и Формирует сигнал 10Синхронизация",На этом полный цикл преобразования заканчивается и устройство находится в режиме ожидания выполнения .очередного цикла преобразования, который выполняется без изменения согласно рассмотренного. Измеритель мо-.жет быть принудительно остановлен(режим блокирования работы) приснятии по шине 15 управления сигнала 20"Разрешение" (фиг.2 а).Требуемая точность измерения отношения временных интервалов устанавливается выбором соответствующей частоты дискретизации 2=1/Т интервалов. 25Высокое быстродействие преобразования измерителя достигаетСя использованием параллельно-последовательноготабличного метода вычисления (5)-"(7)выполняемого в блоках 6-8 измерителя, 30которые могут быть выполнены на программируемых логических матрицах ПЗУили РИЗУ (постоянные или репрограммируемые запоминающие устройства), Этоодновременно позволяет повысить егонадежность за счет однородности струкструктуры (элементной базы), упростить процессы настройки и контроля,уменьшить номенклатуру комплектующих 40Формула изобретенияЦифровой измеритель отношения временных интервалов, содержащий много канальный генератор, импульсов, элеменч задержки, Формирователь, триггер управления, первый вход которого соецинен с шиной запуска, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с целью 5 п повышения быстродействия, в него введены пять регистров, два Формирователя импульсов синхронизации, двасумматора, делитель по модулю, шина запроса соединена с прямым выходом триггера управления, инверсныйвыход которого соединен с соответствующими входами первого и второгоФормирователей импульсов синхронизации, первые выходы которых соединены соответственно с входами синхронизации первого и второго регистров,первая входная шина соединена с первым входом первого Формирователя им-.пульсов синхронизации, второй выхоц которого соединен с входом синхронизации третьего регистра, информационные входы которого соединеныс информационными входами первого,второго, четвертого регистров и выходом многоканального генератора импульсов, вход которого соединен с шиной управления измерителя, втораявходная шина которого соединена спервым входом второго Формирователяимпульсов синхронизации, второй входкоторого соединен с входом Формирователя и входом синхронизации четвертого регистра, информационные выходыпервого и третьего регистров соединены с ооответствующими входами первого сумматора, информационные выходывторого и четвертого регистров соединены с соответствующими входамивторого сумматора, информационныевыходы первого и второго сумматоровсоединены с соответствующими входамиделителя по модулю, выход которого,соединен с информационными входамипятого регистра, вход синхронизациикоторого соединен с вторым входомтриггера управления и выходом элемента задержки, вход которого соединенс выходом Формирователя, второй выход цемента задержки соединен сшиной синхронизации измерителя, шина результата которого соединена синформационным выходом пятого регистра, 1499312ЦЪ В й ВфчФЪщ Ъ,ъ Ьфо сч ф фесФ;Составитель В,Котов Редактор Л.Гратилло Техред М,Ходанич Корректор М.Шароши Заказ 4691/46 Тираж 363 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гаг,:рина,101