Измеритель временных интервалов

Союз Советски кСоциалистическиеРеспублик Р СКОМУ СВИДИТСЯ ЛЬ К(51) ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕИЕННЦХ ИНТЕРВА сли- поль истениядиснпяв ме 61) Дополнительное к авт Изобретение относится к вычительной технике и может быть исзовано в автоматизированных с мауправления различного назначе и : других областях, связанных скретным иэмереним времени.Известен таймер, содержащий И-рарядный счетчик, генератор импульсоввыходные вентили, управляющий входкоторых является входом считываниявремени таймера, и выходные информа.ционные шины 1.Недостатком известного таймераляется низкая точность отсчета врени из-за того, что сигналы считывания времени таймера асинхронны симпульсами генератора, заполняющимидвоичный счетчик, и в моменты ихсовпадения возможно считывание"ложного" значения времени, причиной которого являются переходныепроцессы от младших к старшим разрядам счетчика таймера при его зало нении. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является таймер, содержащий Х-разрядный двоичный счетчик, у которого входы и выходы каждого разряда соединены соответственно через входные вентили с входными информационными шинами и через выходные вентили.с выходными информационными шинами, а также генератор импульсов, выход которого через делитель и .ключ подключе к первому счетному входу счетчика,у равляющий вход выходных вентилей соединен через инвертор с вторым входом ключа и является шиной считывания времени таймера. Управляющий вход входных вентилей является шиной записи времени таймера 2.Этот таймер, в сравнении с известным обладает большей точностью отсчета времени, так как возможность считывания "ложного" значения времени в нем устранена за счет того, что между делителем и счетным входом счетчика включен ключ, управляемый сигналом считывания времени, Поэтому в момент времени, когдапроисходит совпадение импульса свыхода делителя и импульса считывания, ключ закрыт, и импульс заполнения во время считывания в счетчикне поступает, исключая тем самымпоявление переходных процессовв счетчике за счет переносов значений логической "1" из триггеровмладших разрядов в старшие.Недостатком известного таймераявляется относительно низкая точность отсчета времени из-за того, 1что при совпадениях сигнала считы.вания и импульса заполнения послед;иий ие проходит е счетчик. В результате этого вносится погрешностьпри отсчете текущего времени иа дли Отельность периода следования импульсов заполнения. При многократныхже обращениях к таймеру происходитнакопление погрешностей, которые могут ухудшить в конечном итоге качест-дво функционирования автоматизированной системы управления, использующейтакой таймер. Особенно это ие желательно при измерении длительных интервалов, например, при отсчете астроно-Зомического времени или при решении задач управления технологическими идругими процессами, жестко связаннымипо времени,Цель изобретения.- повышениеточности отсчета времени.Поставленная цель достигается тем,что е измеритель, содержащий двоичный счетчик входы и выходы каждогоразряда которого соединены соответственно через входные вентили с входными информационными шинами и черезвыходные вентили с выходными информационными шинами, а также геиера"тор импульсов, выход которого через45делитель подключен к первому входуключа, выход которого соединен с пер.еым счетным входом счетчика, управляющий вход выходных вентилей соединенчерез инвертор с вторым входом ключа и является шиной считывания вре 5 Омеии а управляющий вход входныхвентилей является шиной записи времени, введены последовательно соединенные элемент совпадения и формирователь задержанного импульса, а такфже элемент И и одновибратор, входкоторого соединен с выходом ключа,а выход - с первым входом элемента И,930223 4второй вход которого подключен к выходу Формирователя задержанного импульса, а выход - к второму счетному входу счетчика, шина считываниявремени соединена с йервым входомэлемента совпадения, второй вход которого подключен к выходу делителя.На Фиг. 1 представлена блок-схема измерителя временных интервалов,на Фиг. 2 - эпюры напряжений отдельных узлов для трех возможных случаев совпадения управляющего сигналасчитывания с сигналом генератора.Измеритель содержит Я- разрядныйсчетчик 1, входные вентили 2, выходные вентили 3, генератор 4 импульсов, делитель 5, ключ 6, инвертор 7, элемент 8 совпадения, Формирователь 9 задержанного импульсаФЗИ), элемент И 10 и одневибратор 111 Входы каждого разряда счетчика 1 через входные вентили 2 соединеныс входными информационными шинами,а выходы через выходные вентилис выходными информационными шинами.Генератор 4 импульсов через делитель 5 и ключ 6 соединен с первымсчетным входом счетчика 1, Управляющий вход выходных вентилей 3, являющийся шиной считывания времени, через иивертор 7, соединен с вторымвходом ключа 6, Выход делителя 5через последовательно соединенныеэлемент 8 совпадения и ФЗИ 9и элемент И 10 соединен с вторымсчетным входом счетчика 1. Второйвход элемента 8 совпадения соединенс шиной считывания времени, а одновибратор 11 включен между выходомключа 6 и первым входом элементаИ 10. Управляющий вход входных вентилей 2 является шиной записи времени,При работе измерителя, например,в режиме отсчета астрономическоговремени начальное значение измерителя привязывается к реальному времени. Для этого на входные информационные шины подается двоичный кодтекущего времени, который черезвходные вентили 2 по сигналу записивремени переписывается в счетчик 1.Генератор 4 импульсов формируетпоследовательность импульсов со стабильной частотой следования, Делитель 5 уменьшает частоту следованияимпульсов в необходимое число раз(фиг. 2 а) в зависимости от нужногомасштаба измеряемого времени.930223 Ь При отсутствии .сигнала считывания времени ( фиг.2 б) разрешающим потенциалом с выхода инвертора 7 фиг,2 в) ключ 6 по второму входу открыт., и очередной импульс с делителя 5 поступает через ключ 6 на первый счетный вход счетчика ( фиг.2 г) При этом элемент 8 совпаденияпо пер. вому входу закрыт запрещающим потенциалом на шине считывания времени, поэтому импульсы с делителя 5 йе проходят на ФЗИ 9. Запрещающий. потенциал с выхода ФЗИ 9 1 фиг.2 ж) удерживает элемент И 10 в закрытом состоянии. Одновибратор 11 с каждым импульсом заполнения счетчика срабатывает и Формирует прямоуголь- ный импульс фиг.2 д), закрывающийэлемент И 10 по первому входу.При поступлении сигнала считывания времени измерителя на управляющие входы выходных вентилей 3 двоичный код текущего времени счетчика по заданному фронту импульса считывания переписывается в выходные информационные шины измерителя временных интервалов.3 связи с тем, что сигналы считывания не связаны синхронно с импульсами генератора, возможно их совпаде ние во времени, при этом могут иметь место три ситуации совпадения, полное, частичное совпадение с опережением сигйала счицьвания и частичное совпадение с опережением сигнала заполнения. При полном совпадении импульс заполнения с выхода делителя 5 не проходит через ключ 6, так как последний закрыт по второму входу запрещающим потенциалом с.выхода инвертора , который формирует этот потенциал под воздействием сигнала считывания, В то же время элемент 8 совпадеяия открыт по обоим входам;сигнал с выхода которого ( Фиг,2 е) заставляет срабатывать ФЗИ 9, который формирует импулье, задержанный 55 относительно момента включения ФЗИ 9 на длительность импульса с выхода элемента 8 совпадения. Послеокончания сигнала считывания сформированный ФЗИ 9 импульс через элемент И 10, открытый по первому входуразрешающимпотенциалом одновибратора 11, поступает на,второй счетный вход счетчика (фиг,2 з) и добавляет к его содержимому единицу ликвидируя погрешность, возникшую в результате совпадения.При частичном совпадении с опережением сигнала считывания по перед 5 нему фронту импульса заполнения свыхода делителя 5 происходит срабатывание ФЗИ 9 Ключ 6, по заднемуфронту сигнала считывания открываетсяв то время, когда импульс заполнения 10 еще присутствует на первом входеключа, в результате чего на его вы"ходе сформируется перепад потенциала, который воспринимается счетчиком 1 как импульс заполнения и запус кает одновременно одновибратор 11.При срабатывании одновибратора наего выходе. формируется запрещающийпотенциал для второго входа элемента И 10, Поэтому импульс, сформиро ванный ФЗИ 9, не проходит на второйсчетный вход счетчика, исключая темсамым внесение погрешности за счетдвойного срабатывания счетчика отодного импульса заполнения Длитель ность импульса одновибратора 11 должна быть больше максимального времени задержки ФЗИ 9,При Частичном совпадении с опережением заполнения по переднему фрон ту импульса заполнения срабатываетодновибартор 11 и счетчик 1 увеличивает свое содержимое на единицу. Однако по переднему фронту сигналасчитывания происходит включение ФЗИ 9и для того, чтобы сформированный им35задержанный импульс не поступил навторой счетный вход счетчика 1;длительность импульса одновибоатора11 должна быть не менее 2 Г Таким образом, использование новых элементов и связей улучшает предлагаемый измеритель по сравнению с известным, так как позволяет повысить точность отсчета времени за счет того, что импульсы заполнения счетчика, совпавшие с сигналами считывания времени измерителя временных интервалов и не поступившие из-за этого в счетчик, не теряются безвозвратно, а добавляются к содержимому счетчика после окончания сигнала считывания,Использование измерителя позволяет исключить возможность снижения качества работы автоматизированной системы управления за счет недостаточной точности отсчета значений реального времени и не требует пополни 7 9302 тельных программных затрат на устранение указанного недостатка.Формула изобретения5Измеритель. временных интервалов, содержащий двоичный счетчик, входы и выходы каждого разряда которого соединены соответственно через входные вентили с входными информационными шинами и через выходные вентили с выходными информационными шинами, а также генератор импульсов, выход которого через делитель подключен к первому входу ключа, выход которого 1 ф соединен с первым счетным входом счетчика, управляющий вход выходных вентилей соединен через инвертор с вторым входом ключа и является шиной считывания времени, а управ" О ляющий вход входных вентилей является шиной записи времени, о т л и 23 8чающий с я тем, что, с целью повышения точности отсчета времени, в него введены последовательно соединенные элемент совпадения и формирователь задержанного импульса, а также элемент И и одновибратор, вход которого соединен с выходом ключа, а выход - с первым входом элемента И, второй вход которого подключен к выходу Формирователя задержанного импульса, а выход - к второму счетному входу счетчика, шина считывания времени соединена с первым входом элемента совпадения, второй вход которого подключен к выходу делителя.Источники информации принятые во внимание при экспертизе1. Журавлев Ю.П. и Забубенов В.Н. Иультитаймеры. Л., "Энергия", 1979, с. 23. о.2. Руководство по эксплуатации. Таймер,А 129-2.2.817,002 РЭ.930223 Фиг.2 Составитель Л.ПлетневаТехред И.Рейвес Корректор О.Билак Редактор Н.Лазаренко Тираж 429 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раущская наб., д. 4/5 Заказ 34 б 7/61 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4