Цифровой измеритель отношения временных интервалов

.И.Ковтун 1 Заявител 54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ОТНОШЕНИЯВРЕИЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ Изобретение относится к цифровой измерительной технике и может быть использовано в системах автоматики.По основному авт.св. В 526853 известно устройство, содержащее первый счетчик, запоминающий регистр, установочные входы которого подключены через первые ключи к выходу первого счетчика, блок сравнения кодов, пер- вые входы которого соединены с выходами запоминающего регистра,два формирователя временных интервалов, блок управления, блок синхронизации считы" вания, второй счетчик, счетчик результата, элемент задержки и вторые ключи. При этом выход первого формиро"1 вателя подключен к первому входу блока синхронизации считывания,выход второго формирователя подключен ко входу блока управления, первый выход которого подключен ко входу первого счетчика и ко второму входу блока синхронизации считывания, второй выход - ко входу второго счетчика, выходы которого подключены ковходам блока сравнения кодов, третийвыход блока управления подключенкпервым входам вторых ключей непосред.ственно, а ко вторым входам их - че-,рез элемент задержки и счетчик реэультата, Первый выход блока синхронизации считывания подключен ко вторымвходам первых ключей, второй выходк установочному входу первого счетчика, блок синхронизации считываниясодержит блок выделения первой паузы, блок выделения первогоимпульса и интегратор, причем первый.вход блока выделения первой паузыобразует первый вход блока синхронизации последнего и первый вход блокавыделения первого импульса соединенымежду собой и образуют второй входблока синхронизации считывания, выход блока выдвления первой паузы обтразует первый выход блока синхрони:зацйи считывания .и через интеграторподключен ко второму входу блока вы34 50 3 8642 деления первого импульса. выход которого образует второй выход блока синхронйзации считывания и соединен с установочным входом блока выделения первой паузыНедостаток известного цифрового5 измерителя отношения временных интер" валов в том, что он имеет низкую точность и может давать сбои при некоторых условиях измерений.Цель изобретения - повышение точности измерений в следящем режиме.Поставлейная цель достигается тем, что в цифровой измеоитель воеменных интервалов введены три элемента ИЛИУ элемент И и триггер, причем блокирующий вход блока сравнения кодов через первый элемент ИЛИ подключен к первому выход блока синхронизации считыванйя, третьеку выходу блока управления и первому входу второго элемента 20 , ИЛИ и непосредственно - к первому входу элемента И, второй вход которого соединен с выходом триггера, первый выход блока сравнения кодов и выход элемента И через третий элемент 25 ИЛИ подключены к счетному входу счетчика результата,к первому входу триггера и второму входу второго элемен-та ИЛИ, выхоц которого подключен к установочному входу второго счетчи- .ч30 ка, второи вьход блока сравнения кодов соединен со вторым входом триггера.На чертеже представлена блок-схема цифрового измерителя отношения временных интервалов.35Цифровой измеритель содержит первый счетчик 1, выходы которого подключены через первые .ключи 2 к запоминающему регистру 3, выходы которого подключены к первым входам блока 40 4 сравнения кодов, выход первого фор" мирователя 5 подключен к первому входу 6 блока 7 синхронизации считывания,выход второго формирователя 8 подключен ко входу блока 9 управле ния. Первый выход котооого подключен к входу первого счетчикаи к второ му входу 10 блока 7, второй выход блока 9 управления подключен ко входу второго счетчика 11, выходы которого соединены со вторыми входами блока 4 сравнения ходов, третий выход блока 9 управления подключен к первым входам первого 12 и второго 13 элементов ИЛИ, к пер 55 вым входам вторых ключей 14 непосредственно, а ко вторым входам последних через поспедовательно соединенные элемент 15 задержкии счетчик 16 результата, первый вь 1 ход 17.блока 7, синхронизации считывания соединен со вторыми входами первых ключей 2, а второй выход через первый элемент ИЛИ 12 соединен с первым входом элемента И 18 и блокировочным входом блока 4 сравнения кодов, пер" вый выход блока 4 сравнения кодов соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ 19, а второй выход через последовательно соединенные триггер 20, элемент И 18, третий 9 и второй 13 элементы ИЛИ соединен с установочным входом второго счетчика 11, причем выход третьего элементаИЛИ 19 соединен со входом счетчика 16 результата и вторым входм триггера 20. Кроме того, блок 7 синхронизации считывания содержит блок 21 выделения первой паузы, блок 22 выделения первого импульса,интегратор 23, н второй его выход 24 подключен к установочному входу первого счетчика 1,Цифровой измеритель может работать в двух режимах - стартс-опном и следящем.В следящем режиме цифровой измеритель рабдтает следующим образом. Первый из сравниваемых временных интервалов Т , представленный, например, как период следования импуль, - сов, поступает на вход форьщрователя 5, На выходе последнего появляется, последовательчость импульсов длительностью Г, н с периодом следования Т . Импульсы с выхода формирователя 5 поступают на первый вход 6 блока 7 синхронизации считывания, представляющий собой первый вход блока 21 выделения первой паузы,На второй вход 10 блока 7, представляющий собой второй вход блока 2 выделения первой паузы, и первый вход блока 22 выделения первого импульса поступают импульсы образцовой частоты о 1/Т 0с первого выхода блока 9 управления. Эти 1 же импульсы непрерывно поступают .на вход счетчика 1, Блок 21 выделения первой паузы формируют на выходе П импульс каждый раз по сладу импульсов Г,в паузе между импульсами образцовой частоты.1 О 1, Длительность форин" руемых блоком 21 импульсов равна интервалу между спадом импульса и фронтом импульса образцовой частоты. Как симальная длительность импульса на выходе блока 21 выделения первой паузы равна дпительности паузы междуравный по длительности Т , /2, и происходит перезаписв числа Й в регистр3 и сброс счетчика .Таким образом, в регистр 3 по спаду каждого выходного импульса Г записывается число Й, ,пропорциональноезакончившемуся временному интервалу.На, входвторого Формирователя 8подается второй интервал Т. В еледящем режиме измерения отношениявременных интервалов на вход счетчика 11 со второго выхода блока 9 управления непрерывно поступают импульсыобразцовой частоты.В процессе заполнения счетчика11 импульсами образцовой частотавыбираемый в нем код непрерывносравнивается с числом Й , записаннымв регистре 3. В момент достиженияравенства на первом выходе блока 4сравнения кодов:появляется: импульсупоступающий через элемент ИЛИ 19на вход счетчика 16 результата и первый вход триггера 20, с одной стороны, а с другой стороны, через элементИЛИ 3 сбрасывает счетчик 11 в исход,юе нулевое состояние. После этогозаполнение счетчика 11 продолжается снова от нуля до моментадостижения равенства. Затем процесс повторяется, Каждый импульсс третьего выхода блока 9 управления, соответствующий концу интервала Т, поступает на один из вхо,дов ключей 14, разблокируя их, в ре"зультате чего на выходе последнего появляется число Й, которое подсчитывает счетчик 1 б результата за.время Т. Через время, задаваемое элементом15 задержки и достаточное для считывания результата, счетчик 16 сбрасывается в нулевое состояние. За время Тъ на вход счетчика 11 поступаетЙ= Тэ. го 2 импульсов. Блок 4.сравнения кодов сформирует столько импульсов па первом выходе, сколько раз число Й содержится в числе М 2. Следовательно, результатом измерения, снимаемым через ключи 14 с выхода счетчика 1 б результата,будет число Это выражение показывает, что результатом измерения является число, пропорциональное отношению двух временныхинтервалов, причем выходной реэульта" измерения выдается по концу каждого предыдущего временного интервала 5 8 б 42импульсами образцовой частоты Ои,если последние имеют Форму меандера,то эта длительность равна Т 1/2,Импульс с выхода 17 блока 7 синхронизации считывания поступает наодин кз входов ключей 2, разблокируя их. Другие входы ключей 2 подключены к выходам счетчика 1, в ре-,зультате чего в запоминающий регистр3 по спаду входных импульсов Т записывается число Й,Т 10, наг О 1бранное к этому моменту счетчиком 1и пропорциональное временному интервалу Т, . Одновременно импульс с выхода 17 поступает через элемент ИЛИ1512 на блокировочный вход блока 1 сравнения кодов, что исключает ошибки,обусловленные возможными сбоями вработе этого блока в моменты записи кода Й,в запоминающий регистр 3.Кроме того, импульс с выхода блока202 выделения первой паузы поступаетчерез интегратор 23 на второй входблока 22 выделения первого импульса.Если длительность этого импульса не25меньше некоторого заданного значе"ния, выбранного так, чтобы за этовремя произошла уверенная записьчисла М 1,в регистре 3, интегратор23 формирует на выходе импульс, под"готавливающий к работе блок 22 выделения первого импульса. После этогона выходе блока 22 появляется первыйпосле выделения блоком 2 1 паузы импульс образцовой частоты Т /2,поступающий на первый вход блока 22 с выхода блока 9 управления, который,содной стороны, приводит в исходноесостояние блок 2 выделения первойпаузы, а с другой стороны, проходитна выход 24 блока 7 и сбрасывает 46счетчик 1 в исходное нулевое состояние, исключая младший разряд, устанавливаемый в единичное состояние.По спаду первого импульса образцовойчастоты ТО 1 /2 блок 7 оказывается Мв исходном со=тоянии, а счетчикготов к новому счету импульсов образдовой частоты о. Далее все повторяется, как описано выше,Если длительность импульса на выходе блока 21 выделения первой паузы меньше заданного значения, навыходе интегратора 23 импульс не появляется, и блок 22 выделения первогоимпульса остается в исходном состоянии. В результате в счетчик 1 эаписы55вается еще одна единица, а по спадуимпульса образцовой частоты на выходе блока 21 появляется импульс, 86423440 Т, а тем самым в измерителе реализу ется непрерывный или следящий режим измерения отношения временных интервалов. Дпя исключения ошибок, обусловленных возможными переключениями З в счетчике 16 результата в моменты считывания результата, с третьего выхода блока 9 управления подаются импульсы на второй вход элемента ИЛИ 21, импульс с которого, поступая 10 на блокировочный вход блока 4 сравнения кодов, запрещает формирование выходного импульса на время считывания результата.Поскольку возможны ошибки в рабо те измерителя как обусловленные возможными сбоями в работе блока 4 сравнения кодов в моменты записи кода М в запоминающий регистр 3, так и возможными переключениями в счетчике що 16 результатав моменты считывания результата на выход устройства,на блокирукнщй вход блока 4 через элемент ИЛИ 12 поступают сигналы в первом случае с выхода 17 блока, а во втором случае с третьего выхода блока 9 управления. Но длительности этих сигналов достаточно велики. Так длительность блокирующего импульса на выходе 17 достигает периода последовательности Т на первом выходе блока 9 управления, а за это время со второго выхода блока 9 на счетчик 11 могут поступать й =1 оъо 1 импульсов, среди которых вполнеюе35может быть и тот, который сравняеткод счетчика 11 с кодом запоминающегорегистра 3.Если блокирующий импульс пройдетдо того, как разность кодов станетравной п, то триггер 20 останетсяв нулевом состоянии и блокировочный импульс на вход счетчика 16 не проходит через закрытый элемент И 18. Тогда при достижении кодами разности и триггер 20 открывает элемент И 184 через и периодов последовательности 1 оф срабатывает блок 4 сравнения кодов, вырабатывая на своем основнам выходе сигнал. Этот сигнал через элеЭ мент ИЛИ 19 поступает на счетчик 16 результатов, а также переводит триггер 20 в исходное нулевое состояние и через элемент ИЛИ 13 производит установку счетчика 11.При работе цифрового измерителя в стартстопном режиме временный . интервал Т измеряется изложенным выше образом.По команде "Запуск" подаваемой на вход запуска блока 9 управления,последний формирует импульсы образцовой частоты оз, поступающие на вход счетчика 11 только в течение времени, равного интервалу Т . В остальном работа измерителя не отличается от работы в следящем режиме.формула изобретенияЦифровой измеритель отношения вре.Ф менных интервалов, по авт.св. В 526853, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности изйерений в следящем режиме, в него введены три элемента ИЛИ, элемент И ,и триггер, причем блокирующий вход блока сравнения кодов через первый элемент ИЛИ подключен к первому выходу блока синхронизации считывания, . третьему выходу блока управления и первому входу второго элемента ИЛИ и непосредственно - к первому входу элемента И, второй вход которого соединен с выходом триггера,первый выход блока сравнения кодов и выход элемента И через третий элемент ИЛИ подключен к счетному входу счетчика результата,к первому входу триг". гера и второму входу второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к установочному входу второго счетчика, второй выход блока сравнения коф. дбв соединен со вторым входом триггера.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР В 526853, кл. С 04 Г 1 О/00, 1975.864234сСоставитель Л. ПлетневаРедактор С.Лыжова ТехредИ.Рейвес Корректор О.БилакЗаказ 7782/69 Тирам 460 Иодписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открцтнй 113035, Москва, 3-35, Рауаская наб., д. 45 Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4