Измеритель временных интервалов

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ п 809037 Союз СоеетскнзСоциалистическихРеспублик(61) Дополнительное к авт. свид-ву -Заявлено 09,04.79 (21) 2748744(18-21соединением заявки-1) М. 4 Г 10/О Геаударстеенаа кемите оритет - . 4) ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛ Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения временных интервалов в серии импульсов.Известно устройство для измерения серии временных интервалов, содержащее последовательно соединенные генератор импульсов и ключ, две схемы ИЛИ, связанные с двумя счетчиками, выходом ключа и выходами триггера управления, запоминающее устройство, соединенное через схемы И и ИЛИ с выходами счетчиков, цепи формирования импульсов считывания и установки в нуль счетчиков, подключенные между выходами триггера управления и схемами И, а также блок упрйвления, связанный со входом триггера управления, третий счетчик, четыре схемы ИЛИ и две схемы И, соединенные через элемент ИЛИ с цепью считывания и непосредственно соединенные с третьим счетчиком, выходы схем И связаны с запоминающим устройством, причем выходы первых двух счетчиков через элемент ИЛИ соединены со входом третьего счетчика, цепь установки в нуль которого через элемент ИЛИ соединена с цепями установки в нуль первых двух счетчиков,2кроме тогоустановочные входы всех разрядов счетчиков соединены с запоминающим устройством через блок управления, имеющим связь с запрещающими входами ключей в цепи генератора эталонной частоты и на входе устройства, и с элементом ИЛИ в це пи установки в нуль одного из счетчиков 1.Недостатком этого устройства для измерения временных интервалов является сложность схемы формирования программы считывания результатов измерения из счетчи 1 в ков в запоминающее устройство и установкисчетчиков в нуль.Кроме того, устройство обладает недостаточной надежностью из-за записи в запоминающее устройство ложных результатов при наличии в серии временных интерва лов, превышающих емкости счетчиков.Известен преобразователь временных интервалов в цифровой код, содержащий последовательно соединенные первую схемусовпадения, основной счетчик и запоминающее устройство, второй вход которого через вспомогательный счетчик подключен к выходу второй схемы совпадения, причем первые входы обеих схем совпадения соединены с выходом задающего генератора, авторые входы соединены с выходами триггера управления, первый выход вспомогательного счетчика подключен к цепям установки в исходное состояние основного счетчика, а второй выход - к установочному входу триггера управления 2.Недостатком этого устройства является низкая точность преобразования и низкая надежность. Наиболее блИзким по технической сущности к предлагаемому является измеритель временных интервалов, содержащий генератор калиброванной частоты, выход которого подключен к входам двух схем совпадения, другие входы которых подключены к соответствующим выходам управляющего триггера, а выходы схем совпадения подключены к входам соответствующих счетчиков, схемы опроса и запоминающее устройство, четыре многовходовые схемы И и триггер, причем первые входы первой и второй схем И подключены к единичному выходу управляющего триггера, другие входы первой и второй схем И подключены к выходам первого счетчика, первые входы третьей и четвертой схем И подключены к нулевому выходу управляющего триггера, другие входы третьей и четвертой схем И подключены к выходам второго счетчика, шина опроса второго счетчика через первую схему И подключена к выходам первого счетчика и к нулевому выходу дополнительного тр ггера, нулевой вход которого объединен с шиной установки в нуль второго счетчика и через вторую схему И подключен к соответствующим выходам первого счетчика, шина опроса первого счетчика через третью схему И подключена к выходам второго счетчика, единичный вход которого объединен с шиной установки в нуль первого счетчика и через четвертую схему И подключен к соответствующим выходам второго счетчика 13.Недостатком этого измерителя временных интервалов является сложность, обусловленная наличием двух многоразрядных накапливающих счетчиков и схем опроса.Кроме того, устройство обладает недостаточной точностью из-за записи в запоминающее устройство ложных результатов при наличии в серии временных интервалов, превышающих емкости счетчиков.Цель изобретения - повышение надежности и точности измерений,Поставленная цель достигается тем, что в измеритель временных интервалов, содержащий триггер, генератор калиброванной частоты, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И, выходы которых подключены соответственно к счетным входам первого и второго счетчиков младших разрядов, два блока опроса, запоминающий блок, управляющий триггер, прямой выход которого соединен со вторым входом первого элемента И и пер 10 15 2 О 25 ЗО 35 40 4выми входами первого и второго многовходовых элементов И, инверсный выход управляющего триггера подключен ко второму входу .второго элемента И и первым входам третьего и четвертого многовходовых элементов И, выходы первого и второго блоков опроса подключены к первому и второму входам запоминающего блока, первая и вторая группа выходов первого счетчика младших разрядов подключены ко вторым входам соответственно первого и второго многовходовых элементов И, первая и вторая группа выходов второго счетчика младших разрядов подключена ко вторым входам соответственно третьего и четвертого многовходовых элементами И, выходы второго и четвертого многовходовых элементов И соединены со входами установки нуля соответственно второго и первого счетчиков младших разрядов, дополнительно введены счетчик старших разрядов, блок опроса, триггер, формирователь и три элемента ИЛИ, причем выходы счетчиков младших разрядов через первый элемент ИЛИ подключены ко входу счетчика старших разрядов, первый выход которого соединен с К входом дополнительного триггера, 5 вход которого соединен со входом установки нуля счетчика старших разрядов, выходам второго элемента ИЛИ и Т входом триггера, прямой выход которого подключен к третьим входам многовходовых элементов И, инверсный выход триггера соединен с объединенными 5 и К входами управляющего триггера, выходы которого через формирователь подключен к 5 входу триггера, выходы первого и третьего многовходовых элементов И подключены к первым входам соответствующих блоков опроса непосредственно и через третий элемент ИЛИ к первому входу дополнительного блока опроса, второй вход которого соединен со вторым выходом счетчика старших разрядов, а выход - с дополнительным входом запоминающего блока, прямой выход дополнительного триггера подключен к четвертым входам первого и третьего многовходовых элементов И, выходы второго и четвертого многовходовых элементов И соединены со входами второго элемента ИЛИ. На чертеже приведена структурная схема измерителя временных интервалов.Измеритель временных интервалов состоит из счетчиков 1 и 2 младших разрядов, соединенных через элемент ИЛИ 3 со счетчиком 4 старших разрядов, к выходам счетчиков 1, 2 и 4 подключены соответственно блоки 5 - 7 опроса, соединенные со входами запоминающего блока 8, генератора 9 калиброванной частоты, подключенного к входам элементов И 10 и 11, выходы которых подключены к входам счетчиков 1 и 2, а другие входы - к выходам управляющего триггера 12; четырех многовходовых элементов И 13 - 16, входы элементов 13 и 14 подключены к выходам счетчика 1, а вхо809037 ды элементов 15 и 16 - к выходам счетчика 2, выходы элементов И 13 и 15 соединены с блоками 6 и 5 опроса соответственно и через элемент ИЛИ 1 - с блоком 7 опроса, другие входы элементов И 13, 14, и 15 16 попарно соединены с прямым (нулевым (;) и инверсным (единичным Я) выходами управляющего триггера 12, выходы . элементов И 14 и 16 соединены с входами установки в нуль счетчиков 2 и 1 и через элемент ИЛИ 18 - с входом установки в нуль счетчика 4 и входом установки в единицу триггера 19, вход установки в нуль которого соединен с выходом счетчика 4, а прямой выход - с четвертыми входами элементов И 13 и 15, выход элемента ИЛИ 18 подключен также к счетному входу Т триггера 20, вход установки в единицу которого подключен через формирователь 21 к выходам управляющего триггера 12, прямой выход триггера 20 соединен с входами элементов 13 - 16, а инверсный выход - с управляющими", и К входами управляющего триггера 12, вход синхронизации С которого является входом 22 устройства.Устройство работает следующим образом В исходном состоянии при включенном напряжении питания на прямых Я выходах триггеров 12, 19 и 20 - нулевые запрещающие потенциалы, счетчик 1 установлен в нуль, управляющий триггер 12 подготовлен к приему импульсов измеряемой серии разрешающим потенциалом с единичного выхода Я триггера 20. Вследствие наличия разрешающего потенциала с выхода Я триггера 12 на входе элемента И 11, импульсы генератора 9 проходят на вход счетчика 2 и, после его переполнения, через элемент ИЛИ на счетчик 4, причем на выходах элементов И 15 и 16 импульсы опроса и установки в нуль не формируются, так как на их входах присутствуют запрещ:ющие потенциалы с выходов Я триггеров 19 и 20. Если не осуществлять начальную установку в нуль триггера 19,. то после переполнения счетчика 4 триггер 19 автоматически установится в нуль и подаст запрещающий потенциал на входы элементов И 13 и 15, участвующих в формировании импульсов опроса. Первый импульс измеряемой серии вре.менных интервалов поступает на вход 22 )устройства и переключает управляющийтриггер 12 в противоположное состояние, потенциалы с выхода которого открывают элемент И 1 О и закрывают элемент И. 11, С этого момента счетчики 2 и 4 останавливаются и начинается счет импульсов калибо рованной частоты, которые подаются навход счетчика младших разрядов 1. Однократным импульсом, образованным формирователем 21 от переключения управляющего триггера 12, триггер 20 устанавливается в состояние, при котором запрещаиющии потенциал с его выхода С запирает триггер 12 от переключения последующими импульсами возможных помех, следующими за входным импульсом измеряемой серии, а на входы элементов И 13 и 14 формирования импульсов опроса запоминающего блока и установки в нуль подается разрешающий потенциал с другого выхода триггера 20, но импульс опроса по-прежнему не может быть сформирован, так как на выходе Я триггера 9, а значит и входах эле 25 ментов И 13 и 15 запрещающий потенциал.Последующий импульс установки в нуль формируется элементом И 14 и производит установку в нуль счетчиков 2 и 4, а также установку разрешающего потенциала на выходе Я триггера 19. Концом импульса установки в нуль триггер 20 возвращается в исходное состояние, запирающее элементы И 13 - 16 от повторной выдачи импульсов опроса и установки в нуль и разрешающее переключение управляющего триггеравторым импульсом измеряемой серии.Следовательно, код счетчиков 2 и 4 не переносится в запоминающий блок после прихода первого импульса измеряемой серии, так как элементы И 13 и 15, формирующие импульсы опроса, подготавливаются к40 работе триггером 19 только после выдачиэлементом И 14 одиночного импульса установки в нуль, что происходит спустя определенное время после прихода, первого импульса измеряемой серии.Вторым импульсом измеряемой сериисо входа 22 управляющий триггер 12 устанавливается в противоположное состояние, а потенциалы с его выходов открывают элемент И 11 и запирают элемент И 10, С этого момента начинается счет импульсов калиброванной частоты, которые подаются на вход счетчика младших разрядов 2, счетчики 1 и 4 останавливаются, фиксируя код преобразованного временного интервала между первым и вторым импульсом измеряемой серии, Однократным импульсом, выработанным в момент переключения управляющего триггера 12 сигналом формирователя 21 триггеропять устанавливается в соСтояние, характеризуюшееся наличием Следовательно, возможность записи в запоминающий блок кода, отражающего начальное состояние неустановленных в нуль триггеров счеТчика 4 и установленных в нуль триггеров счетчика 1 после подачи напряжения питания исключена, в то же время наличие в схеме измерителя счетчиков, в работающих непосредственно после включения питания без подачи входных импульсов измеряемой серии на устройство, позволяет использовать их выходы для синхронизации и обеспечения работоспособности других устройств (на чертеже не показаны), таких как преобразователь кодов, схемы импульсного питания матрицы запоминающего устройства, схемы индикатора с ди 6намической индукцией символов, обычновходящих в состав измерителей.809037 510 Формула изобретения запрешаюшего потенциала на 5 и К входах управляющего триггера 12 до полного завершения цикла переноса кода измеренного временного интервала в запоминающий блок и последуюшей установки в нуль счетчиков 1 ч 4 импульсами, сформированными на выходах элементов И 15 и 16, на входы которых поступил разрешаюший потенциал с выходов 1.;: триггеров 20 и 12 и ранее с триггера 19. Однако, в случае переполнения счетчиков 1 и 4 кодом временного интервала между первым и вторым импульсом, этот код не переносится в запоминаю,ций блок, так как триггер 19 после переполнения счетчика 4 подает запрешаюший потенциал на вход элемента И 15, который сформировал бы импульс опроса по приходу второго импульса измеряемой серии. Итак, после окончания записи кода взапоминаюший блок один из счетчиков младших разрядов и счетчик старших разрядовоказываются установленными в нуль, управляюший триггер подготовлен к приемуочередного импульса измеряемой серии, ав драповом счетчике младших разрядов всеэтого время идет счет импульсов калиброванной частоты. При этом число импульсов 25калиброванной частоты, поступивших к этому времени в счетчик младших разрядов,не должно превышать его емкости. Измерение всех последующих временных интервалов серии происходит аналогично,Схема включения триггера 20 позволяетобеспечить однократное формирование импульсов опроса и установки в нуль младшими разрядами счетчиков, что предоставляет возможность объединения старших разрядов накопительных, счетчиков и блоковопроса в единьй счетчик и схему его опроса.Поскольку время считывания и установки в нуль занимает интервал значительно меньший того, который позволяет измерить емкость объединенного счетчика, схема существенно упрогцается, так как число триггеров старших разрядов в объединенном счетчике при той же емкости и элементов в схеме его опроса вдвое меньше, чем у известного измерителя, что также повышает надежность измерителя в целом, уменьшает его габариты, стоимость и потребляемую мошность. Схема включения триггера 20, запрешаюший потенциал с выхода О которого удерживают до появления первого импульса серии измеряемых интервалов оба многовходовых элемента И 13 и 15, которые формируют импульс опроса, переносяший код счетчиков на входы запоминаюшего блока, позволяет устранить запись ложного кода, отражаюшего начальное состояние неустановленных в нуль триггеров счетчика 4 и установленных в нуль триггеров счетчика 1 пос 8ле подачи напряжения питания, Наличие в схеме измерителя счетчиков, работаюших после включения питания и в перерывах между измеряемыми сериями без подачи входных импульсов измеряемой серии на управляющий триггер, позволяет использовать выходы счетчиков, в связи с чем не требуется применения дополнительных устройств для синхронизации и обеспечения работоспособности других устройств (на чертеже не показаны): схемы масштабирования, преобразователя кодов, схемы импульсного питания матрицы запоминающего устройства, схемы индикатора с динамической индикацией символов - обычно входяших в состав измерителей,Схема включения триггера 20, разрешаюший потенциал с выхода Я которого поступает на элементы И 13 и 15, формируюшие импульс опроса в случае поступления на вход Ь триггера импульса с формирователя 21, а запрещающий потенциал с выхода Я, того же триггера удерживает в это время управляющий триггер по 1 и К входам от переключения до полного переноса кода измеренного интервала из счетчиков в запоминаюший блок и окончания импульса установки счетчиков в нуль, задним фронтом которого по входу С триггер 20 возвращается в исходное состояние, а запрет с 5 и К входов управляющего триггера снимается, позволяет устранить запись ложных кодов при наличии коротких помеховых интервалов, следующих за очередными импульсами измеряемых интервалов. Измеритель временных интервалов,содержаший триггер, генератор калиброванной частоты, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И, выходы которых подключены соответственно к счетным входам первого и второго счетчиков младших разрядов, два блока опроса, запоминающий блок, управляюший триггер, прямой выход которого соединен со вторым входом первого элемента И и первыми входами первого и второго многовходовых элементов И, инверсный выход управляюШего триггера подключен ко второму входу второго элемента И и первым входам третьего и четвертого многовходовых элементов И, выходы первого и второго блоков опроса подключены к первому и второму входам запоминающего блока, первая и вторая группа выходов первого счетчика младших разрядов подключены ко вторым входам соответственно первого и второгс многовходовых элементов И, первая и вторая группа выходоввгорого счетчика младших разрядов подключена ко вторым входам соответственно третьего и четвертого много входовых элементов И, выходы второго809037 10 Составитель Е. МосолковТехред А. Бойкас Корректор Н. Швыдкая Тираж 468 Подписное Редактор С. ШевченкоЗаказ 10876/52 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4и четвертого многовходовых элементов И соединены Чо входами установки нуля соответственно второго и первого счетчиков младших разрядов, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и точности измерений, в него дополнительно введены счетчик старших разрядов, блок опроса, триггер, формирователь н три элемента ИЛИ причем выходы счетчиков младших разрядов через первый элемент ИЛИ подключены ко входу счетчика старших разрядов, первый выход которого соединен с К входом 10 дополнительного триггера, 5 вход которого соединен со входом установки нуля счетчика старших разрядов, выходом второго элемента ИЛИ и Т входом триггера, прямой выход которого подключен к третьим входам многовходовых элементов И, инверсный выход триггера соединен с объединенными Ъ и К входами управляющего триггера, выходы которого через формирователь подключены к Я входу триггера, выходы пер- вого и третьего многовходовых элементов 20 И подключены к первым входам соответствующих блоков опроса непосредственно и через третий элемент ИЛИ к первому входу дополнительного блока опроса, второй вход которого соединен со вторым выходом счетчика старших разрядов, а выход - с дополнительным входом запоминающего блока, прямой выход дополнительного триггера подключен к четвертым входам первого и третьего многовходовых элементов И, выходы второго и четвертого многовходовых элементов И соединены со входами второго элемента ИЛИ. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМо 479077, кл. 6 04 Г 10/04, 1975.2, Авторское свидетельство СССРМе 508923, кл. Н 03 К 13/02, 976.3. Авторское свидетельство СССРпо заявке Ма 2512905, кл. Ст 04 Р 8/00,11.07.77,