Измеритель коротких интервалов времени

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик пн 930222(б 1) Дополнительное к авт. свид-вуВ 711537 (22) Заявлено 06. 11,80 (21) 3001644/18-21 с присоединением заявки Мо(И 1 М.Ю з 6 04 Р 10/04 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 23. 05. 82(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ОРОТКИХ ИНТЕРВАЛМЕНИ повйаение наротких временебезгеимпульс Му фронтам приность дребезга ельности измеИзобретение относится к из,мерительной технике, в частности к измерителям коротких интервалов времени.По основному. авт.св. В 711537 известен измеритель, содержащий двадискриминатора уровней напряжений,.шесть триггеров, три счетчика импульсов, четыре элемента ИЛИ, кварцевый генератор, два элемента КЛИНЕ и элемент задержки импульсовОднако данный измеритель не способен надежно производить измерениекоротких временных интервалов придребезге импульсов по переднему илизаднему фронтам.Цель изобретения -дежности измерения коных интервалов при др овпо переднему н задне 20условии, если длительимпульсов меньше длитряежх импульсов,Поставленная цель достигается тем,что в измеритель коротких интерваловвремени, содержащий кварцежй генератор, выход которого подключен к первым входам первого, второго и третьего элементов ИЛИ, выходы которых,соответственно подключены к счетнымвходам первого, второго и третьего счетчиков импульсов, установочные входы которых подКлючены соответственно к выходам первого и второго элементов. ИЛИ-НЕ и к входу шестого триггера, вход которого такжеподключен к первым входам первого, третьего и четвертого. триггеров .и к первому входу четвертого элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу первого дискриминатора уровней напряжения, вход которого через второй дискриьщнатор уровней напряжения соединен с первым входом вто- рого триггера второй вход которого соединен с выходом четвертого элемента ИЛИ, первый мюход второго тригге-ра подключен к второму входу третьего триггера, к первому входу пятого триггера и к первым входам,элементов ИЛИ-НЕ, а второй наход подключен к вторым входам первых двух элементов ИЛИ и через элемент задержки к второму входу пятого триггера, выход которого соединен с вторымк входами элементов ИЛИ-НЕ, третий вход первого из которых соединен с выходом третьего триггера, с входом шес" того триггера и с третьим входом первого элемента ИЛИ, третий вход второго элемента ИЛИ-НЕ соединен с930222 50 55 60 вторым ныходом третьего триггера ис третьим входом второго элементаИЛИ, причем выход четвертого тригге.ра подключен к четвертым входам первого и второго элементов ИЛИ и к вто"рому входу третьего элемента ИЛИ, 5третий вход которого соединен с выходом первого триггера, а второй входчетвертого триггера подключен к выходу третьего счетчика импульсов, введены дополнительно два элемента задержки, инвертор и последовательно соединенные первый элемент И, счетчикимпульсов и второй элемент И, выходкоторого подключен к дополнительномувходу четвертого триггера, а второй вход - к второму выходу второго триггераи через первый дополнительный элемент задержки к установочному входу дополнительного счетчика им.пульсов, выход которого через инвер тор соединен с первым входом первого элемента И, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго элементов ИЛИ, а выход четвертого триггера 25 через второй дополнительный элемент задержки соединен с дополнительными входами первого и второго элементов ИЛИ-НЕ.На чертеже представлена функцио- З 0 нальная схема измерителя коротких временных интерваловИзмеритель содержит дискриминаторы 1 и 2 уровней напряжения, кварцевый генератор 3, счетчики 4-7 импульсов, элементы ИЛИ 8-11, триггеры 1235 17, элементы ИЛИ-НЕ 18 и 19, эле" менты 20-22 задержки, элементы И 23 и 24, иннертор 25. На чертеже показаны.шина 26 "Старт", входная шина 27, шина 28 "Сброс", шины 29 и 30 40 управляющих входов, входная шина 31,Измеритель работает следующим. образом.При подаче на шину 28 единичного логического сигнала "Сброс" триггеры 12, 14, 15 и 17 устанавливаются в нулевое состояние непосредственно, а триггер 13 - через элемент ИЛИ 11, счетчик 6 обнуляется.Сигнал с второго выхода триггера 13.через элемент 20 задержки импульсов устанавливает .триггер 16 также в нулевое состояние, и через элемент 21 задержки импульсов обнуляет счетчик 7.,В результате на все входы элемента ИЛИ-НЕ 18 поступают нулевые логические сигналы, а следовательно на выходе элемента ИЛИ-НЕ 18 будет ,единичный логический сигнал, который обнуляет счетчик 4. Единичный логический сигнал с второго выхода триггера 14 устанавлива-,ет на выходе элемента ИЛИ-НЕ 19 нулевой логичнский сигнал, в результа те чего счетчик 5 не обнуляется и его состояние неопределено.Измеритель находится н исходном состоянии и с шины 28 снимается сигнал. Все триггеры 12-17 и счетчики 4, 6 и 7 обнулены, а состояние счетчика 5 неопределенно. На выходах счетчиков 6 и 7 присутствуют нулевые логические сигналы.Затем, или одновременно, на шину 31 измерителя подается единичный логический сигнал, разрешающий прохождение сигналов через элемент И 23. Измеритель готов к работе. При подаче на шину 26 измерителя сигнала "Старт" триггер 12 перебрасывается, разрешая прохождение импульсон с кварцевого генератора 3 через элЕмент ИЛИ 10 на вход счетчика 6Начинается отсчет времени.При увеличении (по модулю) входного импульса, поступающего на шину 27, до порсгового значения Уя срабатывает дискриминатор 1 и перебрасывает триггер 13 в единичное состояние. Сигнал с первого выхода триггера 13 перебрасывает триггер 16 также в единичное состояние. В результате срабатывания триггера 13 подававшийся ранее через элемент ИЛИ-НЕ 18 сигнал обнуления счетчика 4 снимается, и одновременно импульсы с выхода кварцевого генератора 3 через открывшийся элемент ИЛИ 8 начинают поступать на вход счетчика 4. Начинается отсчет интервала времени иОдновременно в результате срабатывания триггера 13 сигнал обнуления счетчика 7 с задержкой, равной задержке элемента 21, снимается, и импульсы с ныл эда элемента ИЛИ 8 через элемент И 23 поступают на счетный нход счетчика 7. Начинается отсчетинтервала нремени 1 р счетчиксм 7. Емкость счетчика 7 ныбирается таким образом, чтобы1 (И. Т, (Фгде 1- максимальный интервал времени, в течение котороговходной импульс первышаетуровень П в интервале колебаний в переднем фронте(в интервале дребезга); М - емкость счетчика 7 у Т - период частоты кварцевогогенератора 3;- минимальная длительностьиизмеряемого импульса. Естественно, что время переполкения счетчика 7 1 р ранно "Р - тТк Сигнал с выхода элемента ИЛИ 9 не препятствует прохождению импульсов через элемент И 23, так как навтором входе элемента ИЛИ 9 присутствует сигнал логической единицы свторого выхода триггера 14, а следо" вательно на выходе элемента ИЛИ 9также единичный логический сигнал,При уменьшении (по модулю) входного импульса до значения Бя сраба" тывает дискриминатор 2 и возвращает 5 триггер 13 в нулевое состояние, что приводит к перебросу триггера 14 в единичное состояние.Так как благодаря задержке элемента 20 триггер 16 находится еще в единичном состоянии, то сигнал сброс с выхода элемента ИЛИ-НЕ 18 на установочный вход счетчика 4 не проходит. Таким образом, наличие элемента 20 задержки и триггера 16 обеспечивают 15 задержку единичного логического сигнала на входе элемента ИЛИ-НЕ 18 и не 1позволяют сигналу обнуления пройтина установочный вход счетчика 4 в интервале времени от момента возвра щения триггера 13 в нулевое состоя- ние до момента срабатывания триггера 14.Возвращение триггера 13 в нулевое состояние приводит к запиранию элемента ИЛИ 8, в результате чего отс" чет интервала времени Сп счетчиком 4 прекращается. В счетчике 4 хранится информация, пропорциональная временному интервалу С, так как в 30 данном случае Сп=Ск.Одновременно возвращение триггера 13 в нулевое состояние приводит к обнулению счетчика 7 с задержкой, равной задержке элемента 21.Через интервал времени, равный времени задержки элемента 20, триггер 16 возвращается в нулевое состояние, в результате чего на всех входах элемента ИЛИ-НЕ 19 присутствуют нулевые логические сигналы, а на 40 выходе - единичный. Это приводит к обнулению счетчика 5.При новом увеличении (по модулю) входного импульса на шине 27 измери-, теля до порогового значения Пр сно ва срабатывает дискриминатор 1, перебрасывая триггер 13 в единичное состояние. Сигнал с первого выхода триггера 13 перебрасывает триггер 16 так же в единичное состояние. Пере О брос триггера 13 в единичное состо- . яние приводит к снятию сброса со счетчика 5, так как на выходе элемента ИЛИ-НЕ 19 теперь устанавливается нулевой логический сигнал. 55Одновременно сигнал с второго выхода триггера 13 открывает элемент ИЛИ 9, в результате чего счетчик 5 начинает отсчет интервала времени СиЧерез интервал времени Ср счетчик 7 переполняется и единичным логическим сигналом со своего выхода через инвертор 25 закрывает элемент И 23, в результате чего счет импульсов квар" цевого генератора 3 счетчиком 7 прекращается.Единичный логический сигнал с выхода счетчика 7, поступая на первый вход элемента И 24, не препятствует прохождению единичных логических сигналов со второго выхода триггера 13. 60 65 Элемент ИЛИ 8 закрыт единичным логическим сигналом с первого выхода триггера 14, благодарячему информация, записанная ранее в счетчике 4, ,сохраняется. Переброс триггера 13 в единичное состояние приводит к снятию сигналаобнуления со счетчика 7, в результате чего счетчик 7 начинает отсчетинтервала С,причем отсчет начинается с нуля. Счетный импульсы поступают на счетный вход .советчика 7.через элемент И 23 с выхода элемента ИЛИ 9, при этом едийичный логический сигнал на выходе элемента ИЛИ 8 не препятствует отсчету интервала счетчиком 7.При уменьшении (по модулю) входного импульса до порогового значения П( дискриминатор 2 срабатывает и через элемент ИЛИ 11 возвращает.триггер 13 в нулевое состояние, что, как уже ясно из казанного, приводит к остановке отсчета интервала Ссчетчиком 5 и обнулению счетчиков 4и 7. В счетчике 5 хранится информация, пропорциональная интервалу.т.е. в данном случае Сигнал с.первого выхода триггера.13 возвращает триггер 14 в нулевое состояние и с задержкой, равной задержке элемента 20, устанавливает триг гер 16 также в нулевое состояние, Таким образом, наличие триггера 16 и элемента 20 задержки импульсов также, как и в предыдущем случае, обеспечивает задержку единичного логического сигнала на входе теперь уже элемента ИЛИ-НЕ 19 и не позволяет сигналу обнуления пройти на установочный вход счетчика 5 в интервале времени от момента возвращения триггера 13 в нулевое состояние до ьюмента срабатывания триггера 14При новом увеличении входного импульса до значения Пп срабатывает дискриминатор 1 и перебрасывает триггер 13 в единичное состояние.Сигнал с первого выхода триггера 13 блокирует сигнал сброса на счетчи" ки 4 и 5 и перебрасывает триггер 16 в единичное состояние.Нулевой логический сигнал с второго выхода триггера 13 снимает сигнал обнуления со счетчика 7 и открывает элемент ИЛИ 8, в результате чего счетчик 4 начинает отсчет интервала Сп, а счетчик 7 - интервала Ср, при" чем отсчет этих интервалов начинается с нуля.При уменьшении (по модулю) импульса до значения Ц срабатывает дискриминатор 2 и возврацает триггер 13 в нулевое состояние, благодаря чеМУ триггер 14 перебрасывается в единичное состояние. 5Единичный логический сигнал с второго выхода триггера 13 устанавливает на выходе элемента И 24 единичный логический сигнал, в.результате чего триггер 15 перебрасынается 10 н единичное состояние и, закрывая элементы 8 и 9, останавливает счетчик 4, в котором хранится информация, пропорциональная интервалу времени Сб 15Через время равное времени задержки элемента 21, счетчик 7 обнуляется. Таким образом, элемент 21 задержки импульсов служит для надежного срабатывания триггера 15. Воз О вращение триггера 13 в нулевое состояние вызывает переброс триггера 14 в единичное состояние.Через время, равное времени задержки элемента 20, триггер 16 нознраща ется в нулевое состояние, н результате чего возникающий на выходе элемента И-НЕ 19 единичный логический сигнал обнуляет счетчик 5.Через время, определяемое задержкой элемента 22, единичный логический сигнал с выхода триггера 15 блокирует поступление сигналов обнуления иа счетчики 4 и 5 с выходов элементов И-НЕ 18 и 19. Благодаря этому при наличии дребезга на заднем фронте импульса сигнал обнуления не может пройти на установочные входы счетчиков 4 и 5. На этом процесс измерения заканчивается.Такчм образом, счетчики 5 и б 40 попеременно считают интервалы времени, н течение которых входной иьвулъс превышает пороговое значение Он . По" этому, если в процессе приведения измерителя в исходное состояние иа щину 45 31 подают сигнал логического нуля, то элемент И 23 окажется закрытым и счетчик 7 в процессе работы переполниться не сможет, Поэтому счетчик 5 измеряет интервал времени 1, т.е. измеряется последний интервал време" ни дребезга на заднем фронте импульса. Затем после переполнения счетчика 6 единичный логический сигнал с его выхода перебрасывает триггер 15 н единичное состояние, и происходит остановка измерителя аналогично описанному.Таким, образом, предлагаемы измеритель, по сравнению с известным, позволяет надежно производить измерение коротких временных интервалов при дребезге импульсов.Формула изобретенияИзмеритель коротких интервалов времени по авт.сн. Р 711537, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности, в него дополнительно введены два элемента задержки, инвертор и последовательно соединенные первый элемент И, счетчик импульсов и второй элемент И, выход которого подключен к дополнительному входу четнертого триггера, а второй вход - к второму выходу второго триггера и через перный дополнительный элемент задержки к установочному входу дополнительного счетчика импульсов, выход которого через инвертор соединен с первым входом первого элемента И, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго элементов ИЛИ, а выход четвертого триггера через второй дополнитепьный элемент задержки соединен с дополнительными входами первого и второго элементов или-не.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе; 1. Авторское свидетельство СССР Ю 711537, кл. 0 04 Р 10/04, 1977.930222 Составитель Р.Матвеевактор Н.Лазаренко Техред Ж. Кастелевич ректор С.Щома одписно филиал ППП "Патентф, г. Ужгород,оектная, 4 66/60 Тираж 429 ВНИИПИ Государственного к по деам изобретений и 113035, Москва, Ж, Рауштета СССРкрытыйая наб д