Измеритель временных интервалов

, лд юдж ую ВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 8 У(,088. 8)е свидетельство С04 Р 8/00, 1977.свидетельство ССС04 Р 10/04, 1976. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54)(57) 1 а ИЗИЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ, СодЕожащий перВЫй блокпреобразования временных интервалов,выполненный .на двум счетчиках, первуюцепь установки нуля, подключеннуюк установочному входу первого счетчика первого блока преобразования временных интервалов, вторую цепь установки нуля, источник последовательностей импульсов, соединенный с формирователем импульсов, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения разрешающей способности.и рас-.ширения функциональных возможностей,в него введены второй блок преобразования временным интервалов, распределитель имПульсов на два канала,третья н четвертая .цепи установкййуля, блок формирования первого импульса из серии и два элемента ИЛИ,причем вход второго блока преобразования временным интервалов подключен к первому каналу распределителяимпульсов, вход первого блока преобразования временных интерваловподключен к второму каналу распределителя импульсов через первый элемент ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу блока формированияпервого импульса нэ серии, вход которого объединен с входом распределителя импульсов и подключен к вы ходу источника последовательностей ,импульсов, выход блока формирования первого импульса из серии подключен к установочному входу второго счетчика первого бЛока преобразования временных интервалов через второй элемент ИЛИ, второй вход которого подключен к второй цепи установки ну ля, третья и четвертая цепи установ-ки нуля подключены к установочным входам соответственно первого и второго сЧетчиков второго блока преобразования временных интервалов.2. Измеритель по п. 1, о т л.и- чающий с я тем, что блокпреобразования временных интервалов содержит генератор эталонной частоты, соединенный с первыми входами двух элементов И, вторые входы которых соединены с соответствующими выходами первого триггера, ф а выходы первого и второго элементов И подключены к счетным входам соответственно первого и второго счетчиков на триггерах, выходы разрядов ко. торых подклюаены соответственно М первьвв входам других и-элементов И, вторые входы которых соединены с шинами импульсов опроса счетчиков, счетный вход первого триггера является входомблока преобразования, объединенные К - входы первого триггера первого счетчика подключены к второму входу первого эЛемента И, объединенные 1 К-входы первого: триггера второго счетчика подключены к второму входу второго элемента И.Изобретение отйосится к измерительной технике и может быть использовано для измерения временных интервалов в серии импульсов, а такжесовместного измерения временныхинтервалов и длительностей импульсов в серии.Известен измеритель временных интервалов,. содержащий генератор калиброванной частоты, соединеный сдвумя элементами И, соединенными 10также с выходами управляющего триггера, а выходы элементов И соединены с входами счетчиков, схемы опроса и запоминающего блока, четыремноговходовых элемента И и второйтриггер Я .НедостаткоМ известного измерителя являются низкая разрешающая способность и ограниченные функциональные возможности, так как минимальныйвременной интервал, записываемый из"мерителем, .должен быть больше времени обращения к запоминающему устройству плюс отрезок времени на последующую установку соответствующего счетчика в нуль, а также зависи,мость погрешности измерения временных интервалов между двумя любыми импульсами в серии от числа временныхинтервалов между ними,Наиболее близким по технической 30сущности к предлагаемому являетсяпреобразователь временных интервалов в цифровой код, содержащий генератор эталонной частоты, соединенныйс первыми входами двух элементов 35совпадения, вторые входы которых соединены с соответствующими выходамиуправляющего триггера, а выходы злементов совпадения подключены к счетным входам двух счетчиков импульсов, 4 Овыходы разрядов которых подключенысоответственно к первым входам и. элементов совпадения, вторые входыкоторых соединены с шинами импульсов опроса счетчиков, элемент задержки, два (и+1)-й и (и+2)-й элементы совпадения, второй триггер,счетный вход которого является вхо"дом преобразователя, выходы второготриггера соединены с первыми входами(и+1) -го и (и+2)-го элементов совпадения, вторые входы которых соединены через элементы задержки с выходомгенератора эталонной частоты, а выходы (и+1),-го и (и+2)-го элементовсовпадения подключены соответственно к входам управляющего триггера,источник последовательностей импульсов, выход которого прдключенк счетному входу второго триггера,две цепи установки нуля, подключениые к установочному входу первого.и. второго соответственно счетчиковпреобразователя ЯНедостатком известного преобразователя являются низкая разрешающая 65 способность и ограниченные функцио нальные воэможности, так как минимальный временной интервал, записываемый измерителем, должен быть больше времени обращения к средству запоминания результатов измерения плюс отрезок времени на последующую установку соответствующего счетчика в нуль,Цель изобретения - повышение разрешающей способности и расширение функциональных возможностей. Поставленная .цель достигается тем, что в измеритель временных интерваЛов, содержащий первый блок преобразования временных интервалов, выполненный на двух счетчиках, первую цепь установки нуля, подключенную к установочному входу первого счетчика первого блока преобразования временных интервалов, вторую цепь установки нуля, источник последовательностей импульсов; соединенный с формирователем импульсов, введены второй блок преобразования временных интервалов, распределитель импульсов на два канала, третья и четвертая цепи установки нуля, блок формирования первого импульса иэ аерии и два элемента ИЛИ, причем вход второго блока преобразования временных интервалов подключен к первому каналу распределитЕля импульсов, вход первого блока преобразования временных интер валов подключен к второму каналу распределителя импульсов через первый элемент ИЛИ, .второй вход которого подключен к выходу блока. формирования первого импульса из серии, вход которого объединен с вкодом распределителя импульсов и подклю чен к выходу источника последовательностей импульсов, выход блока формирования первого импульса из серий подключен к установочному входу вто рого счетчика первого блока преобразования временных интервалов через второй элемент ИЛИ, второй вход которого подключен к второй цепи установки нуля, третья и четвертая цепи установки нуля подключены к установочным входам соответственно первого и второго счетчиков второго блока преобразования временных интервалов.Блок преобразования временных интервалов содержит генератор эталонной частоты, соединенный с первыми входами двух элементов И, вторые входы которых соединены с соответствующими выходами первого, триггера, а выходы первого и второго элементов И подключены к счетным входам соответственно первого и второго счетчиков на триггерах, выходы разрядов которых подключены соответственно к первым входам других иэлементов И, вторые входы которыхсоединены с шинами импульсов опросасчетчиков, счетный вход первого триггера является входом блока преобразования,объединенные 1 К-входы первого триггера первого счетчика подключены к второму входу первого элемента И, объединенный К-входы перво.го триггера второго счетчика Подключены к второму входу второго элемента И.На фиг. 1 приведена структурная ,схема измерителя временных интервалов; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу. 0 Измеритель содержит два однотипных 5блока 1 и 2 преобразования соседних .временных интервалов в цифровой код, каждый из которых состоит из триггерного счетчика 3, элементов И 4, подключенных к выходам счетчика 3, генератора 5 эталонной частоты, выход которого соединен с входами элементов И 6 и 7, другие входы -которых соединены соответственно с прямым Я и инверсным Я выходами триггера 8.Выход элемента И 6 соединен с тактирующимвходом первого триггера счетчика 3, .объединенные К-входы первого триггера счетчика .3 соединены с прямым Я выходом триггера 8, выход элемента 7 соединен с тактирующим входом, первого триггера. счетчика 9, объединенные 3 К-входы первого триггера счетчика 9 соединены с инверсным ц выходом триггера 8. Блок 35 преобразования содержит также элементы И 10 и входы 11 - 13, подключенные соответственно к счетному входу триггера 8 и другим входам элементов" И 4 и 10, Вход 11 является вхо дом блока преобраэоваиия. Входы блом ков 2 и 1 преобразования непосредственно и через элемент ИЛИ 14 подключены к двум каналам распределителя 15 импульсов, вход16 которого под ключен к выходу источника 17 последовательностей импульсов (генератора) непосредственно или к выходу 18, подключенному к генератору 17 через . Формирователь 19 импульсов, вырабатывающий короткие импульсы по переднему и заднему фронтам импульсов с генератора 17Второй вход элемен та ИЛИ 14 подключен к первому входу элемента ИЛИ 20 и к выходу блока 21 Формирования первого импульса из серии, вход 22 которого подключен к выходу генератора 17 последовательности импульсов непосредственно или к выходу 18. Цепи 23 и 24 установки нуля подключены соответственно к уста новочным В-входам счетчиков 9 и 3через элемент ИЛИ 20 непосредственно.Аналогичыые цепи 25 и 26 установки нуля подключены к установочным Н-входам счетчика блока 2. Распределитель 65 15 импульсов содержит триггер 27,Т-вход которого и выходы подключенык входам элементов И 28 и 29. Блок21 формирования первого импульсаиз серии содержит 1 К-триггер 30,инверсный выход которого через элемент И 31 подключен к тактирующемуС-входу триггера 30 второй вход элемента И 31 подключен к входу 22,на)-входе триггера - уровень логическойединицы,на К-входе-логического нуля.К-входы первого триггера счетчиков подключены к выходам триггера8.Измеритель работает следующим образом.В исходном состоянии на прямыхОвыходах триггеров .8, 27 и 30 и триггеров счетчика 3 установлен логический нуль, на инверсных , логическаяединица.Вследствие этого элемент И 7открыт и счетчик 9 заполняется кодомнулевого интервала между воображаемым нулевым и первым импульсом исходной серии. Исходная серия временных интервалов (0 на фиг. 2) с выхода генератора 17, импульсам которойприсвоены номера 1,2,3,4,5 и т.д. попорядку поступает на вход 16 распределиТеля 15 импульсов, т,е, на входы триггера 27 и элементов И 28 и 29,После разделения этими схемамина два потока образуются две серииПд 8 на входе блока 2 преобразованияи 09 на входе элемента ИЛИ 14. В серии 08 (импульсы 1,3,5,7,на фиг 2)содержатся временные интервалымеждупервым и всеми последующими нечетными импульсамИ исходной серии. Всерии 9 (импульсы 2,4,6,8,наФиг, 2),содержатся временные интервалы между вторым и всеми последующими четными импульсами исходной серии.Серия 06 поступает и на вход 22 блока 21 формирования первого импульсаиз этой серии и с выхода его в нидеодиночного первого импульса (Ог( нафиг, 2) - на второй вход элемента 14ИЛИ,После суммирования на входе 11 блока 1 преобразования имеется серия Уц(фиг. 2), где присутствуют интервалымежду первым и всеми последующими четны.ми импульсами исходной серии. Блок 21,построенный на триггере 30 и элементеИ 31 кроме подмешивания с помощьюэлемента ИЛИ 14 первого импульса ксерии импульсов у 9 решает ещеодну задачу. При измерении временногоинтервала между первым и вторым нмпУльсами в сеРии Ои счетчиком 3 блока1 преобразования первый и единствен"ньтй импульс, формируемый блоком 21,сбрасывает в нуль .через элемент ИЛИ20 счетчик 9 . ( и не нужный код нулевого интервала), готовя счетчик 9к пбследующей записи в него временйого интервала между импульсами 2 и 4 серии О .В дальнейшем блок 21 выключен а оба пресбразователя измеРИ 1яют разреженные (Т,Т 1или Тна Фиг,2) относительно исходных временные интервала в сериях Ч 8П( 5 и работают следующим образом.От "действующей на входе триггера 8 серии импульсов Щ 1 он переключается от каждого импульса. В резуль- тате на выходах элементов И б и 7 попеременно появляются счетные им 1 пульсы, поступающие на тактирующие входы счетчиков 3 и 9. Одновременно с этим попеременно пеянляется и разрешение по 1 К-входам на работу. соответствующего счетчика в счетноМ режиме по тактирующему входу. В то время пока считает счетчик 9 в счетчике 3 хранится числовой код временного интервала между импульсами 1 и 2 серии 011,который путем подачи импульса опроса на вход 12выводится н запоминаЮщий блок (на Фиг. 1 не показан), Затыл счетчик 3 импульсом цепи 24 установки нуля, прошедшим на его В-вход, сбрасывается н нуль. После очерелного импульса на входе 11 трнггер 8 переключается, считает счетчик 3, а числовой код, хранящийся н счетчике 9 после подачи импульса опроса на вход 13, выводится в запоминающий блок, затем подается импульс установки в нуль с цепи 23 установки нуля, который Проходит через элемент ИЛИ 20 и обнуляет счетчик 9.3 а счет присущего тактиронанному 1 К-триггеру этапа предварительной подготовки внутренних элементов устраняется одновременное срабатывание первых триггеровсчетчиков 3 и. 9, чем при Разрезании 40 импульсом триггера 8 импульсон эталонного генератора, чем исключаетсянакопление погрешностей при суммировании временных интервалов, Каждыйотдельный интервал исходной серии 45 Омежду первым и последующим импульсами находится при выводе данных из запоминающих блоков путемсложения кодов прилежащих вреМенных интервалов, Например, интервал между первым и седьмым .импульсом равен5 сумме интервалов между импульсами 1 и 3, З,и 5, 5 и 7 серии П 18,коды которых занесены в запоминающий блок блока 2 преобразования "временных ин. тервалов.Интервал между первым и шестым импульсом равен сумме интервалов между импульсами 1 и 2, 2 и 44 и б, коды которых занесены в запомина ющий блок блока 1 преобразования вре менных интервалов,Интервал между седьмым и шестым импульсами равен разности интервалов между первым, седьмым и первым, шестым импульсами.1Допустим, что входы 22 и 16 бло-ка 21 Формирования первого импульса из серии и распределителя 15 импуль сов соответственно, отключены от выхода источника 17 йоследонательности импульсов (генератора) и подключе-. ны к выходу 18 Формирователя 19 импульсов генератора 17. Диаграмма П( (фиг. 2) показывает импульсы, дяиг лтельностью с, с генератора 17 р которые посЛе преобразования Формирователем 19 образуют серию Ц( по передним и задним Фронтам импульсоВ генератора 17, измеряемую вышеописанным образом. После измерения получаются известными не только временные интервалы между импульсами генератора 17, но и сами длительности (ь ) импульсов в серии.Предлагаемый измеритель имеет повышенную разрешающую способность и расширенные Функциональные воз можности, которые обеспечиваются бла годаря разрежению серий, измеряемых двумя блоками преобразования временных интервалов, каждый из преобразователей успевает переНоСитЬ коды (в том числе и первого интервала) со счетчиков В запоминающие бло ки и произнодить установку счетчикой в нуль.Измеритель позволяет определить временные интервалы между импульсами и короткие длительности самих импульсов, обеспечивая при этом не" зависимость погрешности измерения временных интервалов между двумя любыми импульсами поступающих на них серий от числа временных интервалов между ними.ы1026114 Фме,2 Составитель М.Катановаеда Текред С. Мигунова Корректор А,Ильин Редактор Ю.С ПодписноеР а лиал ППП тен 4556/39 Тираж 411 ВНИИПИ Государственногопо делам изобретений н 113035, Москва, Ж, Ра комитета открыти ушская н ФаеюЫвевЕВЮЮМ ф, г. Ужгоро