Измеритель временных интервалов

(19) ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙПО И"ОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР МИТЕТОТКРЫТИЯМ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВТОРСКО ВИ ЕТЕЛЬСТВУ измеризоваться телях иновышение ения врено-м(56) Авторское свидетельство СССМ 842696, кл. С 04 Г 10/04, 1979.(57) Изобретение относится ктельной технике и может испольв аналого-цифровых преобразоваформации. Цель изобретения - иточности и достоверности измерменных интервалов и периода час 1672411 А04 Г 10/04 дулированных последовательностеи импульсов. Устройство содержит вход 1, пороговыи блок 2, В 5-триггер 3, элемент И 5, генератор 4 импульсов, счетчик 6 импульсов, элемент ИЛИ 7, регистр 8, триггер 9, За счет введения новых элементов и блоков, элемента И-ИЛИ 10, блока 11 совпадения, блока 12 управления, формирователя 13 импульсов, делителя 14 частоты,на два и образования новых связей цель изобретения достигается в результате исключения потери информации при совпадении границ измеряемых временных интервалов с импульсами последовательности тактовых импульсов, 3 з.п. ф-лы, 3 ил.Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в аналого-цифровых преобразователях информации.Цель изобретения - повышение точности и достоверности измерения случайных временных интервалов,На фиг, 1 приведена функциональная схема измерителя временных интервалов; на фиг, 2 - схема устройства управления совместно с генератором счетных импульсов и делителем частоты; на фиг, 3 - временные диаграммы работы устройства измерителя временных интервалов.Устройство содержит вход 1 устройства, пороговый блок 2, служащий для формирования старт-импульсов иэ переднего или заднего фронтов входного сигнала, ВЯ-триггер 3, генератор 4 счетных импульсов, элемент И 5. счетчик 6 импульсов, первый элемент ИЛИ 1, буферный регистр 8, первый О-триггер 9, элемент И-ИЛИ 10, блок 11 совпадения, устройство 12 управления, формирователь 13 импульсов, делитель 14 частоты, шину 15, выходы 16 буферного регистра 8, причем вход 1 устройства последовательно соединен с пороговым блоком 2, ВЯ-триггером 3, генератор 4 импульсов соединен с вторым входом первого элемента И 5, первым входом которого является выход ВЯ-триггера 3, выход элемента И 5 является входом синхронизации счетчика б импульсов, первый выход которого является первым входом второго элемента ИЛИ 7, выход которого является первым входом регистра 8, первый выход счетчика б соединен с синхровходом триггера 9, информационный вход которого соединен с шиной логического "0", а инверсный выход является первым входом элемента И-ИЛИ 10, выход которого является входом сброса первого триггера 3, первый вход блока 11 совпадения соединен с входом устройства, с входом порогового блока, второй вход блока 11 совпадения является первым выходом устройства 12 управления, третий вход блока 11 совпадения соединен с входом сброса счетчика 6 импульсов, входом установки триггера 9 и является вторым выходом устройства 12 управления, выход блока 11 совпадения является вторым входом элемента ИЛИ 7 и входом формирователя 13 импульсов, выход которого является третьим входом элемента И-ИЛИ 10, второй вход которого является четвертым выходом устройства 12 управления, выход генератора 4 соединен с входом делителя 14 частоты на два, выходы которого соединены с соответствующими входами устройства.12 управления, пятый выход которого подключен к шине 15 измерителя, а101520 гера 3 запрещает прохождение счетных им 25 пульсов (фиг. Зв) через элемент И 5 на счетный вход счетчика б. Уровень логического "О" на выходе первого О-триггера 9 запрещает прохождение импульсов (фиг. Зм) через элемент И-ИЛИ 10 на вход установки нулевого состояния В 5-триггера 3. Уровни логического "0" на выходах второго 18 и третьего 19 О-триггеров обеспечивают непосредственную передачу информации с первого выхода счетчика 6 через первый элемент ИЛИ 7 на первый вход буферного регистра 8, которая переписывается на его выходы 16 каждым импульсом с третьего выхода устройства 12 управления,С приходом фронта входного сигнала в интервале между импульсами "зоны неопределенности" (например, передний фронт импульса на фиг. Зс) устройство работает как обычный измеритель интервалов времени, реализующий метод последовательного счета счетных импульсов в течение интервала, ограниченного старт- и стоп-импульсами. При этом с каждым фронтом входного сигнала пороговый блок 2 формирует импульс, переключающий ВБ-триггер 3 в единичное состояние. Уровень логической "1" на его выходе разрешает прохождение импульсов генератора 4 счетных импульсов через элемент И 5 на счетный вход счетчика. Первый же импульс, появившийся на первом выходе (младшего разряда) счетчика б. переключает первый О-триггер 9. Уровень логической "1", появившийся на его выходе. разрешает прохождение основных импульсов сброса (фиг. Зм) с четвертого выхода устройства 12 управления через элемент И 30 35 40 45 50 55 выходы регистра 8 являются выходами 16устройства,Блок 11 совпадения состоит иэ инвертора 17, второго 18 и третьего 19 О-триггеров и элемента ИЛИ 20, служит для формирования импульсов переменной длительности при совпадении переднего или заднего фронта входного сигнала с так называемой"зоной неопределенности",Генератор 4 счетных импульсов содержит задающий. генератор 21, делитель 22 частоты на два, схему 23 совпадения,Устройство 12 управления содержит элемент ИЛИ-НЕ 24, элемент И-НЕ 25, дешифратор 26, элемент И 27 и О-триггер 28.Устройство работает следующим образом,В исходном состоянии при отсутствии сигналов на входе 1 устройства ВЯ-триггер3, счетчик б, второй 18 и третий 19 О-триггеры находятся в нулевом состоянии, а первый О-триггер 9 - в единичном состоянии. Уровень логического "0" на выходе ВЯ-триг 1672411ИЛИ 10 на вход установки нулевого состояния ВЯ-триггера 3, Первый же импульс (фиг,Зм), поступивший на вход установки нулевого состояния ВЯ-триггера 3, устанавливаетего в "0", что приводит к запиранию элемента И 5 и прекращению поступления счетныхимпульсов на счетный вход счетчика б, после чего импульсы (фиг. Зп) переписываютинформацию с выходов счетчика б в буферный регистр 8, а импульсы(фиг. Зр) с второго 10выхода устройства 12 управления сбрасывают в "0" счетчик б и устанавливают в единич.ное состояние первый О-триггер 9. Блок 11совпадения при этом не работает, так как наО-входах второго 18 и третьего 19 О-триггеров в момент прихода фронта входного сигнала поддерживается уровень логического"0", снимаемый с первого выхода устройства 12 управления, поэтому на выходе второго элемента ИЛИ 20 установлено 20напряжение логического "0", не влияющеена передачу значения младшего разряда напервом выходе счетчика б через первый элемент ИЛИ к первому входу буферного регистра 8, и, кроме того, формирователь 25импульсов 13 не формирует дополнительных импульсов сброса. При каждом появлении фронта входного сигнала в интервалемежду импульсами "зоны неопределенности" (фиг. Зн) описанная процедура повторяется,С приходом положительного или отрицательного фронта входного сигнала в некоторый момент времени, совпадающии симпульсом "зоны неопределенности" (фиг. 35Зн), например, задний фронт импульса нафиг, Зс, наряду со срабатыванием порогового блока 2 и ЯЯ-триггера 3 переключаетсялибо второй О-триггер 18, либо третий Отриггер 19. Уровень логической "1", появившийся на одном из входов второго элементаИЛИ 20, передается на его выход (фиг. Зт),откуда поступает на второй вход первогоэлемента ИЛИ 7 и на вход формирователя13 импульсов и поддерживается до тех пор, 45пока появившийся на третьем выходе устройства 12 управления импульс (фиг. Зп) неперепишет логическую "1" с выхода первогоэлемента ИЛИ 7 в младший разряд буферного регистра 8, после чего импульс(фиг, Зр) 50установит счетчик 6 и второй 18 и третий 19О-триггеры в нулевое состояние, а формирователь 13 импульсов сформирует короткийдополнительный импульс сброса (фиг. Зф)по спаду импульса на его входе, который 55передастся через элемент И-ИЛИ 10 навход установки нулевого состояния ЙЬтриггера 3,Таким образом, если фронт входногосигнала попадает в интервал времени, ограниченный "зоной неопределенности" (фиг Зн), то обеспечивается запись логическои "1" в младший разряд буферного регистра 8 независимо от состояния младшего разряда на первом выходе счетчика 6.При появлении фронта входного сигнала одновременно с границей "зоны неопределенности" (фиг, Зн), либо в интервале между передней границей "эоны неопределенности" и основным импульсом сброса. на четвертом выходе устройства 12 управления (фиг. Зм) возможно появление сдвоенных импульсов сброса, основного и дополнительного (показано пунктиром на фиг. Зф). Однако это не приводит к искажению информации на выходе буферного регистра 8, так кэк при этом происходит дублирование информации на его входе, т.е. счетчик 6 просчитывает только один счетный импульс (фиг. Зв), формируя на первом входе первого элемента ИЛИ 7 логическую "1", а на втором входе первого элемента ИЛИ 7 тоже формируется логическая "1" в результате срабатывания блока 11 совпадения.Информация о сдвиге фронтов импульсов входного сигнала относительно положения тактовой последовательности импульсов, представленная в виде кода на выходах 16 буферного регистра 8, сохраняется неизменной в интервале между импульсами (фиг. Зп). В течение этого времени информация может быть использована для дальнеишей обработки или индикации. Синхронизация устройств - потребителей этой информации осуществляется тактовыми импульсами (фиг. Зп), снимаемыми с шины 15.Таким образом, введение в измеритель временных интервалов блока совпадения, формирователя импульсов. элемента ИИЛИ, делителя частоты и устройства управления позволяет повысить точность измерения случайных временных интервалов и периода частотно-модулированных последовательностей импульсов за счет исключения потери информации при совпадении границ измеряемых временных интервалов с импульсами последовательности тактовых импульсов. Величина остаточной ошибки измерения случайных временных интервалов определяется разрядностью используемого кода и не превышает одной единицы младшего разряда. При увеличении разрядности кода эта ошибка может быть сделана достаточно малой.Формула изобретения 1, Измеритель временных интервалов, содержащий последовательно соединенные пороговый блок, РЯ-триггер, элемент И, счетчик импульсов, буферный регистр, входы которого от второго до и-го соединены с510 ",5 20 25 30 35 40 выходами счетчика от второго до п-го, первый О-триггер, первый элемент ИЛИ и генератор счетных импульсов, выходом соединенный с вторым входом элемента И, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и достоверности измерения временных интервалов, в него введены блок совпадения, формирователь импульсов, элемент И-ИЛИ, делитель частоты и устройство управления, причем, вход порогового блока соединен с первым входом блока совпадения, второй вход которого соединен с первым выходом устройства управления, второй выход которого подключен к третьему входу блока совпадения, входу "Сброс" счетчика импульсов, входу установки единичного состояния первого О- триггера, О-вход которого соединен с шиной логического нуля, а инверсный выход соединен с первым входом элемента ИИЛИ, второй вход которого соединен с четвертым выходом устройства,правления, третьим выходом подключенного к входу синхронизации буферного регистра, первый вход которого подключен к первому выходу счетчика импульсов и к входу синхронизации первого О-триггера через первый элемент ИЛИ, вторым входом соединенного с входом формирователя импульсов и с выходом блока совпадения, вход установки нулевого состояния РЯ-триггера подключен к выходу элемента И-ИЛИ, а выход генератора счетных импульсов подключен к входу делителя частоты, выходами соединенного с входами устройства управления2. Измеритель по и, 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что блок совпадения содержит инвертор, второй и третий О-триггеры, второй элемент ИЛИ, причем первый вход блока совпадения соединен с синхровходом второго О-триггера и с входом инвертора, выход которого является синхровходом третьего О-триггера, второй вход блока совпадения соединен с информационными входами второго и третьего О-триггеров соответственно, входы сброса которых объединены и являются третьим входом блока совпадения, а выходы второго и третьего О-триггеров являются соответственно первым и вторым входами второго элемента ИЛИ, выход которого является выходом блока совпадения.3. Измеритель по и 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что генератор счетных импульсов содержит задающий генератор импульсов, делитель частоты на два и схему совпадения, причем выход задающего генератора импульсов соединен с входом делителя частоты на два и первым входом схемы совпадения и вторым входом подключенной к выходу делителя частоты на два 4, Измеритель по п 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что блок управления содержит элемент ИЛИ-НЕ, элемент И-НЕ,дешифратор "Три на восемь" со стробированием, элемент И и О-триггер, причем первые входы дешифратора и элемент И соединены со входом делителя частоты на два генератора счетных импульсов, выходом подключенного к вторым входам дешифратора и элемента И, третьи выходы которых подключены к выходу младшего разряда делителя частогы, выходы старших разрядов которого подключены параллельно к входам элемента И НЕ и к входам элемента ИЛИ-НЕ, выходов соединенного с входом стробирования дешифратора, второй выход которого соединен с входом установки единичного состояния О-триггера, входом синхронизации соединенного с выходом элемента И, и информационным входом подключенного к выходу элемента И-НЕ, причем инверсныи выход О-триггера, пятый, второй и шестой выходы дешифратора являются соответственно вторым, третьим и четвертым выходами устройства управления.1672411Фиг. УСоставитель С.Кротова Редактор А. Козориэ Техред М. Моргентал Корректор Т.Пожо Заказ 2839 Тираж 259 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС113035, Москва. Ж, Раушская наб., 4/5роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10