Цифровой измеритель отношения временных интервалов

ц 983644 ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических , Республик(23) Приоритет Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ОТНОШЕНИЯ ВРЕМЕННЫХИНТЕРВАЛОВ Изобретение относится к цифровойизмерительной технике и может бытьиспользовано как в качестве автономного прибора, так и в качестве устройства,используемого в информационно-измерительном комплексе.Известен цифровой измеритель отно"щения временных интервалов, содержащий счетчик, соединенный с блокомсравнения кодов, элементы И, ИЛИ исчетчик резУльтата 11.Однако такое устройство обладаетнедостаточным быстродействием.Наиболее близким по техническойсущности к данному изобретению является цифровой измеритель отношениявременных интервалов, содержащий коммутатор, счетчики, выходы одного изкоторых подключены к входам управляемого делителя частоты, а выход сброса другого соединен с выходом элемента, и блок управления 2) .Недостатком такого измерителя является относительно невысокое быстродействие,Цель изобретения - повышение быстродействия,Укаэанная цель достигается тем, чтов цифровой измеритель отношения временных интервалов, содержащий блок управления, коммутатор, два счетчика,выходы первого из которых подключенык установочным входам управляемогоделителя частоты, а вход сброса второго соединен с выходом элемента ИЛИ,введены блок сравнения Кодов, группавентилей, формирователь импульсов,два элемента И, два дополнительныхсчетчика, два электронных ключа нсчетчик результата, причем первыевходы ключей подключены соответствен.но к первой и второй входным шинамустройства, ворые входы объединеныи подключены к выходу генератора образцовой частоты, первому входу первого элемента И и входу управляемогоделителя частоты, выход которого под-ключен к первому входу второго элемента И и первому входу блока управления, первый выход которого подклю"чен к вторым входам первого и второ"го элементов И, выход первого клЮчасоединен с первьм входом Формирователя импульсов и со счетным входомпервого дополнительного счетчика, вы"ход второго ключа соединен со счетным входом первого счетчика и с вторым входом Формирователя, импульсов,выход которого подключен к второму З 0 входу блока управления, третий входкоторого соединен с выходом блока сравнения кодов., первая и вторая группы входов которого подключены соответственно к выходам разрядов первого и второго дополнительных счетчиков импульсов, выход первого элемента И соединен со счетными входами второго дополнительного и второго начетчика импульсов, выход второго элемента И соединен с входом коммутатора и с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к второму выходу блока управления и управляющему входу коммутатора, выходы которого соединены с входами, разрядов счетчика результата, третий выход блока управления подключен к входу сбро-, са второго дополнительноГо счетчика и к управляющему входу группы вентилей, сигнальные входы которой соединены с выходами разрядов второго счетчика, а выходы подключены к входам установки кода первого дополнительно- го счетчика.На фиг. 1 показана функциональная схема цифрового измерителя отношения, временных интервалов; на фиг.2- вре менные диаграммы, поясняющие работу предлагаемого измерителя." Измеритель содержит ключи 1 и 2,генератор 3 образцовой частоты, формирователь 4 импульсов, блок 5 управ-.ления, счетчик б управляемый дели-.тель 7 частоты, элемент И 8, коммутатор 9, счетчик 10 результата, дополнительный счетчик 11, блок 12 сравне ния кодов, дополнительный счетчик 1 х,счетчик 14, элемент И 15, группу 16,вентилей, элемент ИЛИ 17, входные ши"ны 18 и 19,На фиг. 2 обозначено: 40а - напряжение на выходе генератора 3 Йо;б - последовательность, импуль.сов на выходе ключа 1; в - последовательность импульсов на выходе ключа2; г - импульсы с частотой Й на выходе делителя 7 и их нумерация; д -интервал времени, пропорциональныйкоду счетчика 14; е - интервал времени, в течение которого происходитсравнение кодов счетчиков 11 и 13;ж - импульсы частоты Й, поступившиев разные моменты времени на соответствующие входы декад счетчика 10. Для наглядности импульсы, посту" пающие на входы счетчика 10, пронумерованы. Иллюстрируется пример работы устройства, когда соотношение Т Т= = 333, 333;333-им импульсом, пода" ваемьм на вход декад целой части счетчика 10, заканчивается запись цело численного результата отношения. Между 333 и 334 импульсом схема готовится к работе по другому циклу вычислений: 335 импульсом запускается и на вход декады десятых долей счетчи- б 5 ка 10 через коммутатор 9 поступают 335-337 импульсы.Цифровой измеритель отношения временных интервалов работает следующим образом.В исходном положении счетчики б, 10, 11, 13 и 14 установлены в исходное нулевое состояние, элементы И 8 и 15 заперты отсутствием разрешанищеГо напряжения на первом выходе блока 5 управления, группа 16 вентилей закрыта отсутствием разрешающего напряжения на третьем выходе блока 5 управления, а ключи 1 и 2 заперты отсутствием сигналов сравниваемых временных интервалов на шинах 18 и 19, Цепи установки счетчиков в исходное нулевое состояние для управления на фиг. 1 не указаны.Сигналы сравниваемых временных интервалов Т и Т подаются на шины 18 и 19, в результате чего ключ 1 открывается на временной интервал Т, а ключ 2 открывается на длительность временного интервала Т . Через открытые ключи 1 и 2 импульсы высокостабильной образцовой частоты й поступают на счетчики б и 11, в результа-, те чего в счетчике 11 оказывается заМ писан код временного интервала Т: Б(Т 1) = ГОТ, а в счетчике 6 - код временного ийтервала Т,: Н(Т ) = = Й Т. По окончании записй обоих кодов срабатывает формирователь 4, который формирует сигнал конца записи сравниваемых временных интервалов и на первый вход блока.5 управления поступает сигнал формирователя 4, обозначающий, что можно приступать к обработке кодов Б(т) и М(Т).Счетчик 6 своими выходами соединен с входами разрядов управляемого) делителя 7 частоты так, что код, записанный в счетчике 6 является коэф- фициентом деления делителя 7.Таким образом, частота следования коротких импульсов на выходе делителя 7 частоты определяется выражением Б(т) й, т: трСпад первого же импульса частоты Е, поступивший на первый вход блока 5 упунравления,вызывает появление на его первом выходе разрешающего напряжения, открывающего элементы И 8 и 15. В результате этого на коммутатор 9, а с него на счетный вход декад целой части счетчика 10 результата начинают поступать импульсы частоты Й , а на счетные входы счетчиков 13 и 14 поступают сигналы частоты Г с генератора 3. Счетчик 13 считает эти сигналы нарастающим итогом, а счетчик 14 также суммирует эти сигналы, но периодически сбрасывается в нуль (через элемент ИЛИ 17) импульсами частоты йд с выхода элемента И 8.983644 сПосле тоГо, как на счетчик 13 поступит М(Т) импульсов генератора 3, срабатывает блок 12 сравнения кодовУ посылая на третий вход блока 5 управления сигнал, снимающий разрешающее напряжение с первого выхода блока 5 управления, элементы И 8 и 15 запираются. В счетчике 14 к моменту запирания элемента И 15 сказывается .зафиксированньм код временного интервала между последним импульсом час О тоты й , прошедшим на счетчике 10 и моментом срабатывания блока 12 сравнения кодов. да как предлагаемый измеритель осуществит эту операцию за Т = (333+ +3+3+3) Т + Т , где Тр - вРемЯ,Енеобходимое для подготовки всех блоков к новому циклу, значение которого имеет порядок, равный Т . Выигрыш во времени вычисления отношения Т/Т тем больше, чем точнее необходимо определить результат. формула изобретения Цифровой измеритель отношения вре)менных интервалов, содержащий блокСигнал с третьего выхода блока 5 15 управления, коммутатор, два счетчика, управления сбрасывает в нуль счетчик выходы первого из которых подключены 13 и отпирает группу 16 вентилей, ко- к установочным входам управляемого торая передает код со счетчика 14 в делителя частоты, а вход сброса второ- счетчик 11. Разряды счетчика 14 че- го соединен с выходом элемента ИЛИ,. рез группу 16 подключены к разрядам о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с счетчика 11 так,. что код первого де- целью повышения быстродействия, в несятичного разряда счетчика 14 устанав- го введены блок сравнения кодов, групливается во втором десятичном разря- па вентилей , формирователь импульде счетчика 11, код второго десятич- сов, два элемента И, два дополнительного разряда счетчика 14 устанавли- ных счетчика, два электронных ключа мается в третьем разряде счетчика 11 25 и счетчик результата, причем первые и т.д. При этом, в первом разряде входы ключей подключены соответственсчетчика 11, устанавливается нуль. но к первой и второй входньм шинам Таким образом, в результате перезапи- устройства, вторые входы объединены си в счетчике 11 устанавливается код. и пОдключены к выходу генератора Обчисла, в 10 раз большего числа, запиразцовой частоты; первому входу персанного в счетчике 14. После оконча- вого элемента И и входу управляемого ния перезаписи кода на втором выходе делителя частоты, выход которого подблока 5 управления возникает сигнал, ключен к первому входу второго элес одной стороны через элемент ИЛИ 17 мента И и первому входу блока управсбрасывающий счетчик 14 на нуль, а с 35 ления, первый вьмод которого подклюдругой стороны, переключакщий вход чен к вторым входам первого и второ- коммутатора 9 на вход разряда деся- го элементов И, выход первого ключа тичных долей результата счетчика 10. . соединен с первьм входом ФормироватеУстройство готово к следующему ля импульсов и со счетно входом перциклу преобразования, вого дополнительного счетчика, выходЭтот цикл начинается сразу же пос- второго ключа соединен со счетньи ле спада определенного импульса час- входом первого счетчика и с вторым тоты Й на первом входе блока 5 уп- входом формирователя импульсов, выход равления. Появляется разрешающее на" которого подключен к второму входу пряжение на элементах И 8 и 15, счетблока управления, третий вход которочик 13 совместно с блоком 12 отраба- го соединен с выходом блока сравнения тывает код числа, зафиксированного кодов, первая и вторая группы входов в счетчике 11, на счетчик 10 за это которого подключены соответственно время поступает такое количество им- к выходам разрядов первого и второго пульсов частоты й, которое соответ- дополнительных счетчиков импульсов, ствует десятым долям определяемого выход первого элемента И соединен со отношения временных интервалов, вновь счетными входами второго дополнительосуществляется перезапись с умноже- ного и второго счетчиков импульсов, нием на десять кода остатка из счет- выход второго элемента И соединен с чика 14 в счетчик 11, сбрасывается входом коммутатора и с первьы входом счетчик 13, переключается коммутатор 55 элемента ИЛИ, второй вход которого 9 на работу с декадой сотых долей ре- подключен к второму выходу блока упзультата счетчика 10 и т,д. Такие по- равления и управляющему входу коммуследовательные циклы преобразования татора, выходы которого соединены с осуществляются до тех пор, пока не входами разрядов счетчика результата, будут использованы все декады счет третий выход блока управления поднлючика 10. чен к входу .сброса второго дополниВремя для определения отношения тельного счетчика и к управляющему Т /Т для .6-разрядного счетчика входу группы вентиле 9, сигнальные (Т /Т = 333 333) известными устрой- входы которой соединены с выходами)Фствами равно: Т= 333 333 Т, тог разрядов второго счетчика, а выходы983 б 44 подключены к входам установки кодапервого дополнительного счетчика.Источники инФормации,принятые во внимание прн экспертиэе 1. Авторское9 391728, кл. Н 2, АвторскоеР 800956, кл. 6 свидетельство СССР03 К 13/20, 1973,свидетельство СССР04 Р 10/04, 1981983644 3 вВЮ а.г Ц 1 ктор А 9/55 Тираж 427 , ПВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Иосква, Ж, Раушская наб.,каз 991 5