Способ измерения временных интервалов и устройство для его осуществления

(Гн)5 б 04 Е 10/04 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТО РСК СВИ ЛЬСТВ О ГосудАРстаенныЙ кОмитетПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССРМ 1513414, кл С 04 Е 10/04, 1983(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕННЫХИНТЕРВАЛОВ И УСТРОИСТВО ДЛЯ ЕГООСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к импульснг)йтехнике. Целью изобретения является повышение точности измерения. Цель достигается тем, что формируют периодическуюпоследовательность импульсов эталонной частоты, формируют первыи измеряемый временной интервал путемзадержки начала и конца измеряемоговременного интервала до ближайшегофронта импульса эталоннои частоты,формируют второй временной интервал путем задержки начала и конца измеряемого временного интервала до ближайшего спада импульса эталонной частоты, подсчитывают число М) импульсов эталонной частоты, укладывающихся одновременно в оба сфомированных временных интервала, и число г)2 импульсов эталонной частоты, укладывающихся в первый временной интервал и не попадающих во второй и укладывающихся во второй временной интервал и не попадающих в первый, а цифровой эквивалент измеренного временного интервала определяют в виде суммы Н) + М 2/2, В устройстве для реализации способа цель достигается тем, что в него введены блок 4 синхронизации, элементы И 6 и 7,элементы ИЛИ 8 и 9, счетный триггер 11, Кроме того, устройство содержит генератор 1 импульсов эталонной частоты, ВЗ-триггер 2, блок 3 синхронизации, элемент И 5, счетчик 10. 2 с и. ф-лы, 2 ил,Изобретение относится к импульснойтехнике и может быть использовано в устройствах обработки информации для определения временных характеристикпроцессов, 5Целью изобретения является повышение точности измерения временных интервалов.На фиг. 1 приведена фучкциональнаясхема устройства для измеренин временных интервалов; на фиг. 2 - вре 1 енные диаграммы измерения временных ю,тврватовпредлагаемым способом.Сущность способа заключаетс . в том,что формируют периодически о последовательность импульсов эталонной,: стоты(фиг. 2 а), а по ил 1 пульсам из;лернемой посл".довательности (фиг. 2 б) формируют первыйвременной интервал задержкой начала иконца изл еряемого временного интервала 20до ближайшего фсонта импульса эталоннойчастоты и подсчитывают число импу 1 ьсовэталонной частоты, укладывающихся всформированный пег ый временной интер.ал (фиг, 2 в, г; временной интервал Т 1), 25формируют второй временной интервал, задержив;:л начало и конец изморвел 1 иго вр": -кленного интервала до ближайшего сгздаимпульса эталонной частоты (фиг 2 в,временной интервал Т 2), подсчитыгот число М 1 импульсов эталонной частоты, уклад.,ьвающихся одновременно в облсформированных временнь:х интреапа, ичисло Нг импульсов эталонной частоты, укладывающихся в первый временной интервал и не попадающих во второй иукладывающихся во второй временнойнтервап и не попадающих в первый, а цифровол эквивалент измеренного временногоинтервала определяют в виде суммы Н 1+ 40Йг/2, При анализе временных диаграл 1 м(фиг. ) ошибка изл 1 ерения временных интервалов предлагаемым способом не превышает-1 н + 1 к, То - Г - 1 н +1 к, Г - 1 н +1 к, 0,5 То к + 1 н , 0,5 То 1 к + 1 н , То Т - 1 к + 1 н ,2 2, 1 1, 1 2,Т 1 к +1 н )уЧтО ПРИ 1= То/2 И 1 н = 1 к 1 нг =-1 к СОСтаВляетд макс = То/2,ГдЕ 1 н, 1 н - ВрЕМя рЕаКцИИ ИЗМЕрИтЕЛя Вначале измеряемого временного интерваладля первого и второго формируемых врсменных интервалов соответственно, т.е. минимальный временной интервал междуначалом измеряемого интервала и ближайшим фронтом (спадом) тактового импульса,при котором начало первого (второго формируемого временного интервала совпадает с фронтом (спадом данного тактового импульса;1 к, 1 к - время реакции измерителя вгконце измеряемого временного интервала для первого и второго формируемых временных интервалов соответственно, т.е. минимальный временной интервал между концом измеряемого временного интервала и ближайшим фронтом (спадом) тактов"го и, пульса, при котором конец пе.во о (в 1 орсго) фор.лируемого временного интервала совпадае; с фронт; (спадом) данного тактазагс, импульса.Устройство для реализации способа измерения временных ин,ервалов содержит генератор 1 импуль.ов эталонной частоты, йЬ-тридер 2, блоки 3 и 4,;инхронизации, элел 1 енты И 5 - 7, элементы ИЛИ В и 9, двоичный суммирующий счетчик 10, счетный триггер 11, ш чу 12 "Пуск", шину 13 "Останог", информационнье выходные шины 14, элемент 15 задержки.Входные шины 12 и 13 соединены с соответствующими входами ВЯ-триггера 2, прямой и инверсный выходы которого соединены с соответствующими входами блоков 3 и 4 синхронизации, тактовые входы которых соединены с выходом генератора 1 и первыми входзми элементов 1 5-7, первый выход блока 3 синхронизации соединен с вторыми входами элементов И 5 и 7, второй выход блока 3 соединен с вторым входом элемента И 6, третий вход которого соединен с третьим входом элемента И 5 и первым выходом блока 4 синхронизации, второй выход которого соединен с третьим входом элемента И 7, выход элемента И 5 соединен с первым входом элемента ИЛИ 8, второй вход которого соединен с выходом переноса счетного триггера 11, счетный вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ 9, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами элементов И 6 и , выход элемента ИЛИ 8 соединен со счетным входом счетчика 10, выходные шины которого совместно с прямым выходом триггера 11 являются выходными шинами устройства,Блок 3 синхронизации содержит ВЯ- триггеры 16 и 17, элементы И 18 и 19 с инверсией по входу, элементы И 20 и 21.Первый вход блок 3 (фиг. 1) соединен с первым входом элемента И 18, выход которого, уединен с Б-входом триггера 16, прямой выход которого соединен с первым входом элемента И 20, выход которого соединен с 5-входом триггера 17, прямой выход которого соединен с первым выходом блока, второй выход которого соединен с ин 1624398версным выходом триггера 17, И-вход которого соединен с выходом элемента И 21,первый вход которого соединен с инверсным выходом триггера 16, Б-вход которогосоединен с выходом элемента И 19, первыйвход которого является вторым входом блока, третий вход которого соединен со вторыми входами элементов И 18 - 21.Блок 4 синхронизации содержит ЯЯтриггеры 22 и 23, элементы И 24 и 25, элементы И 26 и 27 с инверсией по входу.Первый вход блока 4 (фиг, 1) соединен спервым входом элемента И 24, выход которого соединен с Я-входом триггера 22, прямой выход которого соединен с первымвходом элемента И 26, выход которого соединен с Я-входом триггера 23, прямой вы.ход которого является первым выходомблока, второй выход которого соединен синверсным выходом триггера 23, В-вход которого соединен с выходом элемента И 27,первый вход которого соединен с инверсным выходом триггера 22, Р-вход которогосоединен с выходом элемента И 25, первыйвход которого является вторым входом блока, третий вход которого соединен с вторыми входами элементов И 24 27.Работа устройства происходит следующим образомВ исходном состоянии двоичный сфетчик 10 и счетный триггер 11 устаовлены оисходное нулевое состояние, нэ прлмьк выходах триггера 2 и триггеров 16, 17, 22, 23блоков 3 и 4 синхронизации установлен уровень логического нуля,Импульс пуска. передний Фронт которого определяет начало измеряемого временного интервала, поступэет э шину 12,переключая триггер 2 в состояние, при котором.на прямом вьходе устаэвливэетсяуровень логической единицы, э нэ инверсном - уровень логического нуля.По окончании измеряемого временногоинтервала на вход останова измерителя подается импульс, возвращающий триггер 2 оисходное состояние, при этом на его прямом выходе появляется нулевой сигнал. а наинверсном - единичный. Зэ зто время блок3 синхронизации формирует временной интервал, соответствующий заданному (измеряемому), начало и конец которогозадержаны до ближайшего фронта тактового импульса, Блок 4 синхронизации формирует временной интервал,соответствующий измеряемому, начало иконец которого синхронизованы со спадомзадержаны до ближайшего спада) тактовыхимпульсоо, Причем на прямых выходах блоков 3 и 4 синхронизации о течение длительности формируемых временных интервалов 5 10 15 О 25 30 35 40 45 50 55 имеется единичный сигнал, а на иноерс;ых - нулевой.Тактовые импульсы с выхода генерэора 1 поступают на входы элементов И 5-7, При этом они проходят на выход элемента И 5 в течение времени, когда единичные сигналы имеются на прямых выходах блоков 3 и 4 сис;ронизэции одноорамено, при этом они проходят через элелент ИЛИ 3 нэ счетный вход счетчика 1 О, который осуществляет их подсчет. Тактовый импульс проходит через элемент И 6, когда единичные сигналы имеются на инверсном выходе блока 3 синхронизации и прямом выходе блока 4 синхронизации, Тактовый импульс проходит через элемент И 7, когда единичные сигналы имеются на прямом выходе блока 3 синхронизации и инверсном выходе блока 4 синхронизации. Тактовые икпульсы с выходов элементов И 6 и 7 через элелет ИЛИ 9 проходят нэ счетный вход счетного триггера 11, В случае поступления на счетный вход триггера 11 второго тактового импульса он оозврацэесл о исходное состояние, г ри котором нэ его прямом выходе нулевой сигнал, и формирует нэ выходе переноса импульс, поступэощий через злелент ИЛИ 8 нэ счетный вход счетчика 10, к содержимому которого при эом прибэоллетсл единица. Код длительности измеряемого временого иероэля снимэеся с вьходов счетчика 10 и хода счетного триггера 11, причем на выходе триггера 11 формируется младий рэзрлд с весом, рэвым 1/2,Длл рэсслотреого измерителя время реакции в начале временного интервала 1 оклочэет время переключения триггера 2, оремл переключеия элемента И 18 и время переключеил триггера 16, а время реакции вкйочэет время переклю еил триггераг2, время переключения элеметэ И 24 и время переключения триггера 22, Время реакции о конце врелеого интервала т, включает время перекгочения триггсра 2 из единичного состояния в нулевое, время переключения элемента И 19 и время переклочения триггера 16, а время реакции 1 к2 включает оремл переключения триггерэ 2, время переключения элемента И 25 и время переключения триггера 22.В тех случаях, когда время переключения одного из элементов И 20 или 21 плюс время переключения триггера 17 больше или равно времени переключенил злсментэ И 5, элемента ИЛИ 8 и счетчика 10, либо незначительно меньше его, нсабходи;а установка элемента 15 задержки между оыходом генератора 1 и входами элелетоо И 5-7 для исключения состязаний при работе измерителя, причем время задержки оыби 1624398рвется в пределах от разности укаэанных времен переключения до величины, равной сумме времени переключения элемента И 20 или 21 и триггера 17.Формула изобретения1.Способ измерения временных интервалов, заключающийся в формировании периодической последовательности импульсов эталонной частоты, формировании первого измеряемого временного интервала задержкой начала и конца измеряемого временного интервала до ближайшего фронта импульса эталонной частоты и подсчета числа импульсов эталонной частоты, укладывающихся в сформированный временной интервал, отл и ча ющи йс я тем, что, с целью повышения точности измерения, формируют второй временной интервал путем задержки начала и конца измеряемого временного интервала до ближайшего спада импульса эталонной частоты, подсчитывают число Й 1 импульсов эталонной частоты, укладывающихся одновременно в оба сформированных временных интервала, и число Й 2 импульсов эталонной частоты, укладывающихся в первый временной интервал и не попадающих во второй и укладывающихся во второй временной интервал и не прпадающих в первый, а цифровой эквивалент измеренного временного интервала определяют в виде суммы Й 1+М 2,2. Устройство для измерения временных интервалов, содержащее ЙЯ-триггер, элемент И, генератор импульсов эталонной . частоты, блок синхронизации, счетчик, выходы которого являются информационными выходами устройства, шины "Пуск" и "Останов" соединены с соответствующими входами ЙЯ-триггера, выход генератора эталонной частоты соединен с входом элемента И и входом блока синхронизации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышенияточности измерения, введены блок синхронизации, два элемента И, два элемента ИЛИ, счетный триггер, причем прямой выход ЙЗ-триггера соединен с первыми входа ми первого и второго блок всинхронизации, вторые входы котсрх соединены с индерсным выходом ЙЯ-триг еоа, выход генератора эталонной частоты соединен с третьим входе.я второго блока синхро низации и первыми водами второго итретьего элементов И, первый выход первого блока синхронизации соединен с вторыми входами первого и третьего элементов И, второй выход первого блока синхронизации 20 соединен с вторым входом второго элемента И, третий вход которого соединен с третьим входом первого элемента И и первым выходом второго блока синхронизации. второй выход которого соединен с третьим вхо дом третьего элемента И, выход первогоэлемента И соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом переноса счетного триггера, счетный вход которого соединен с 30 выходом второго элемента ИЛИ, первый ивторой входы которого соединены соответственно с выходами второго и третьего элементов И, выход первого элемента ИЛИ соединен со счетным входом счетчика, пря мой выход счетного триггера является выходной шиной младшего разряда устрбйства.1624398Составитель В. Котов Редактор Т. Парфенова Техред М. Морге нтал Корректор М. Пожо Заказ 188 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101