Измеритель временных интервалов

(5 ИС 041 Й Я Т ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТН ОПИСАНИЕ ИЗОБ ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬ(56) 1. Авторское свидетелЬство СССР М 428381, кл.С 04 Р 10/04, 1972.2. Авторское .свидетельство СССР Р 555375, кл.О 04 Е 10/04, 1977. 54)(57) ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ, содержащий входной блок, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с вхэдом генератора сдвинутых импульсов, а второй вход подключен к выходу первого триггера, единичный вход которого соединен с шиной фПускф и с нулевымвходом второго триггера, единичный вход которого соединен с шиной "Стоп", а пряМОй выход - с первыМвходом второго элемента И, выход ко, торого подключен к нулевому входу первого триггера, генератор опорной частоты, выход которого подключен к первым входам третьего и четвертого. элементов И, выходы которых соединены соответственно со счетными входа ми первого и второго счетчиков, кодовые выходы которых соединены с инфор" мационными входами коммутатора, вхо" ды сброса первого и второго счетчиков соединены соответственно с Выхо" . дами пятого и шестого элементов И, первый выход генератора сдвинутых импульсов подключен к первому входу седьмого элмента И, первый вход восьмого элемента Й подключен к втоЯО 1026115 рому выходу генератора сдвинутых импульсов, третий выход которого подключен к первым: входам пятого и шестого элементов И, прямой выход третьего триггера соединен с вторыми входами четвертого и пятого элементов И, инверсный выход третьего триггера соединен с вторыми входами третьего и шестого элементов И, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повыыения надежности и расширения Функциональных воэможностей устройства,в него введены четвертый и пятый триггеры, элемент задержки ,и элемент ИЛИ, первый вход которого ,;соединен с первым выходом генератора сдвинутых импульсов и с вторым 3 входом второгО элемента И, третий вход которого подключен к инверсному выходу третьего триггера и управляющему входу коммутатора, а С выход через элемент задержки соединен с вторьм входом элемента ИЛИ Й и с нулевым входом четвертого триггера и непосредственно - с нулевьм входом пятого триггера, ециничный 1 вход которого подключен к выходу седьйого элемента И, второй вход которого соединен с инверсным выходом второго триггера, выход элемента ИЛИ подключен к счетному входу треть го триггера, третий выход генератора сдвинутых импульсов подключен к единичному входу четвертого триггера, прямой выход которого подключен к втэрому входу восьмого элемента И, Выход которого соединен с управляющим входом регистратора, информационный вход которого подключен к выходу коммутатора, прямой выход пятого триггера соединен с третьими входами третьего и четвертого элементов И,Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении и регистрации, последовательности временных интервалов в условиях, когда конец одного интервала является началом следующего. 5известен измеритель временных интервалов, содержащий входное устройство, выход которого соединен с входом первого элемента И, выход кото" рого соединен с входом ждущего ге нератора сдвинутых импульсов, а вто" рой вход подключен к первому триггеру, два входа которого соединены соответственно с шиной "Пускф и выходом второго элемента И, второй вход, 15 которого подключен к выходу второготриггера, входы которого подключены к шинам "Пуск" и "Стоп", и генератор опорной частоты Я.Недостатком устройства является20 сравнительно узкий диапазон измеряемых временных интервалов.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является измеритель временных интервалов, содержащий входной блок, выход кото рого соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с входом. генератора сдвинутых .импульсов, а второй вход подключен к выходу первого триггера, два входа которбго 30 соединены соответственно с шиной"Пуск" и выходом второго элемента И, второй вход которого подключен к выходу второго триггера, входы которого подключены соответственно к шинам З 5"Пуск" и "Стоп", генератор опорной частоты, подключенный выходом к первым входам третьего и четвертого элементов И, выходы которых соединены соответственно со счетными входами пер"0 вого и второго счетчиков, кодовые выходы которых соединены с информационными входами коммутатора, шины"Сброс" первого и второго счетчиков соединены с выходами соответственно пятого и шестого элементов И, первые входы которых подключены к третьему выходу генератора сдвинутых импульсов, а вторые входы объединены с то рыми входами четвертого и третьего элементов И и соединены с выходами 0 третьего триггера 21 .Недостатками этого устройства являются сложность схемы, а также то, что первый результат измерения, поступающий на регистратор, является .55 случайным, произвольным, зависящим от момента пуска устройства, что в ряде случаев - особенно при автоматической обработке информатики - крайне нежелательно, в частности при 60 статистической обработке результатов измерений, кроме того, число интерва" лов измеренных между моментами поступи Ь ления импульсов на шины Пуск иСтоп", произвольно - это является серьезным недостатком в случае, кот да исследуется периодический.(или квазипериодический ) сигнал, один раз изменяющий знак в течение перно да (например, искаженная синусоида или меандр произвольной скважности), и наконец, устройство не обеспечивает установки всех узлов в исходное состоянИе по окончании измерений, что снижает производительность устройства, и достоверность результатов измерений.Цель изобретенияповиаение надежности и расширение функциональных возможностей устройства,Поставленная цель достигается тем,что в измеритель временных интервалов,содержащий входной блок, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с входом генератора сдвинутыхимпульсов, а второй вход подключенк выходу первого триггера, единичныйвход которого соединен с шиной "Пускфи с нулевым входом второго триггера,единичный вход которого соединен сшиной "Стоп", а прямой выход - с первым входом второго элемента И, выходкоторого подключен к нулевому входупервого триггера, генератор опорнойчастоты, выход которого подключен кпервым входам третьего и четвертогоэлементов И, выходы которых соединенысоответственно со счетными входамипервого и второго счетчиков, кодовые выходы которых соединены с инфор-мационными входами коммутатора, входысброса первого и второго счетчиковсоединены соответственно с выходами;пятого и шестого элементов и, первый выход генератора сдвинутыхимпульсов подключен к первому входуседьмого элемента И, первый вход вось"мого элемента И подключен к второмувходу генератора сдвинутых импуль-, сов, третий выход которого подключен к первым входам пятого и шестого элементов И, прямой выход третьего . триггера соединен с вторыми входами четвертого и пятого элементов И, инверсный выход третьего триггера соединен с вторыми входами третьего и шестого элементов и, введены четвер"тый и пятый триггеры, элемент задержки и элемент ИЛИ, первый. вход" ко"торого соединен с первым выходом генератора сдвинутых импульсов и с вторым входом второго элемента И, третий вход которого подключен к инверсному выходу третьего триггера и к управляющему входу коммутатора, а выход через элемент задержки сое" динен с вторым входом элемента ИЛИ и с нулевым входом четвертого триггера и непосредственно - с нулевым входом пятого триггера, единичный вход которого подключен к выходу седьмого элемента И, второй вход которого соединен с инверсным выходом второго триггера, выход элемента ИЛИ подключен к счетному входу1 третьего триггера, третий выход генератора сдвинутых импульсов подключен к единичному входу четверто"го триггера, прямой выход которогоподключен к второму входу восьмогоэлемента И, выход которого соединенс управляющим входом регистратора,информационный вход которого подключен к выходу коммутатора, прямой вы Оход пятого триггера соединен с третьими входами третьего и четвертогоэлементов ИНа фиг.1 показана блок-схема устройства,на Фиг.2 и 3 - временные диаграммы, иллюстрирующие его работу.На Фиг.2 обозначено: а - сигнал на входе устройства; б - сигнална шине "Пуск"; в - сигнал на шинефСтоп 1; г - сигнал на выходе триг Огера 10; д - сигнал на выходе триггера 11 у е - сигнал на выходе триггера 12; ж - сигнал на выходе триг-.гера,13; з - сигнал на выходе триггера 14; и.- код счетчика 15; к - код 25счетчика 16.На Фиг.3 обозначенО: л " сигнална первом выходе генератора 21 сдвинутых импульсов, м - сигнал на втором выходе генератора 21; н " сигнал на третьем выходе генератора 21; Зоо - сигнал на выходе триггера 12; пкод счетчика.15; р - код счетчика16 ф с - сигнал на выходе триггера 13.Диаграммй на фиг,2 иллюстрируютработу основных .узлов устройства, 35принцип обработки произвольного, атакже последнего входных импульсовустройства поясняют диаграммы наФиг.3, где с - время задержки импульса элементом 20. Длительности 40всех интервалов времени показаны надиаграммах условно - в масштабе, обеспечивающем наглядность процессов.Устройство содержит входной блок 1,элементы И. 2-9, триггеры 10-14,счетчики 15 и 16, коммутатор 17,элемент ИЛИ 18, регистратор 19 и элемент 20 задержки, генератор 21сдвинутых импульсов и генератор 22опорной частоты.50Входной блок 1 усиливает и формирует импульсы, поступающие на его вход. Генератор 21 выполнен ждущим- импульс на его первом выходе появляется одновремеино с поступлени 4 55 импульса на вход, а импульсы на вто" ром и третьем выходах формируются последовательно во времени с задержками, обеспечивающими окончание переходных процессов в схеме, описанных 60 ниже Генератор 22 генерирует квантующие импульсы - короткие импульсы высокой стабильной частоты. Счетчики 15 и 16 представляют собойобычные двоичные, накапливающие счетчики. 5 Коммутатор 17 имеет два состояниярв одном он соединяет с информаци.онным входом регистратора 19 кодовый 1 выход счетчика 15, в другом кодовый выход счетчика 16, состояние опреде" ляется сигналом на его управляющем входе, т.е. состоянием .триггера 12, а именно: когда триггер 12 находит-, ся в нулевом состоянии, вход регист" ратора 19 подключен к выходу счетчика 16. Элемент ИЛИ 18 - импульсный.Регистратор 19 по команде, подаваемой импульсом на его управляющий вход, Фиксирует кодовую комбинацию, поступающую на его информационный вход.Устройство работает следующим образом.Импульсы, временные интервалы между которыми измеряются, поступают на входной блок 1, измерения проводятся в течение времени между моментами поступления импульсов на входы "Пуск" и "Стоп".В исходном состоянии счетчики 15 н 16 и триггеры 10, 12, 13 и 14 установлены в нуль (состояние триггера 11 " произвольное), генератор 22 генерирует квантующие импульсы, которые не проходят при этом на входы счетчиков 15 и 16, поскольку элементы И 4 и 5 закрыты по третьему входу, .входные импульсы устройства не проходят через элемент И 2, генератор 21 находится в ждущем режиме (импульсы на выходах отсутствуют ), коммутатор 17 соединяет с йнФормационным входом регистратора 19 кодовый выход счетчика 16.Импульс, поступающий на шину "Пуск", устанавливает триггер 10 в единичное состояние, а триггер 11 в нулевое, после чего очередной входной импульс устройства, усиленный и сформированный входнью блоком 1, проходит через открытый теперь элемент И 2 на вход генератора 21. При этом элемент И 3 закрыт, а элемент ,И 8 открыт, т.е. Импульс с первого ,выхода, генератора 21 устанавливаеттриггеры 12 и .13 в единичное состояние, в результате чего открытыми ,оказываются элементы И 5 и б, т.е.1 импульсы с выхода генератора 22 начинают поступать на счетный вход счетчика 16, а коммутатор 17 переключает информационный вход регистратора 19 на кодовый выход счетчика 15. Импульс с второго выхода генератора 21 не проходит через закрытый элемент И 9, а импульс с третьего его выхода устанавливае" триггер 14 в единицу и, проходя через элемент И б, поступает на вход "Сбросф счетчика 15.Второй входной импульс, свидетельствующий об окончании первого измеряемого интервала 2 и начале второлго интервала с, опрокидывает, анаФлогично описайдому, триггер 12, т.е, теперь открытыми оказываются элементы И 4 и 7 - с этого момента кван. тующие импульсы с выхода генератора 22 начинают поступать на счетный вход счетчика 15, коммутатор 17 переключает вход регистратора 19 на выход счетчика 16. Импульс с второго выхода генератора 21, проходя через открытый теперь элемент И 9, поступает на управляющий вход регистратора 19, 10 который фиксирует при этом содержимое счетчика 16, т.е. величину импульс с третьего выхода генератора 21, проходя через открытый элемент Й 7, устанавливает счетчик 16 15 в нуль.Третий и все последующие импульсы, поступающие на вход устройства, обрабатываются аналогично - каждый из них переключает выход генератора 22 на вход другого из счетчиков 15 и 16, а вход регистратора - навыход отключенного счетчика, послечего импульс с второго выхода генератора 21 передает содержимое отклюл г 5чен ного счетчик ав еличину) в регистратор 19, а импульс с третьего выхода устанавливаетэтот счетчик внуль, на другом счетчике формирует"ся в это время величина , с приходом очередного входного ймпульса счетчики 15 и 16 как бы меняются местами.Пусть теперь поступает импульсна шину "Стоп"устанавливая триггер 11в единичное состояние, При этом эле мент И 3 откроется, а элемент И 8 закроется.Если очередной входной импульс окажется нечетным, т.е,число измеренных интервалов - четным следовательно число отрицательных и положительФных измеренных полупериодов.исследуемого сигнала одинаковф признаком чего является нулевое состояние триггера 12 в момент поступления входного импульса, этот импульсуже с первого выхода генератора 21) проходит через открытый при этом элемент И 3, устанавливая в исходное (нулевое) состояние триггеры 10 и 13 и в единичное состояние - триггер 1 2. При этом элементы И 4 и 5 оказываются закрытыми и импульсы с выхода генератора 22 через них не проходят, в счетчике 15 сформировалась при этом величина.2 я (И - четное ) , а счетчик 16 установлен в нуль. Импульсы с второго и третьего выходов генератора 21 передают величинув регистратор 19 и устанавливают счетчик 15 в нуль, после Ъчего импульс с выхода элемента И 3, задержанный элементом 20, устанавли" вает в исходное, нулевое состояние триггеры 12 и 14.Если жЕ очередной, после поступления импульса по шине "Стоп" вход" ной импульс является четным, он обоа" батывается, как и предыдущие .(элемент И 3 при этом закрыт), и только следующий входной импульс приведет к выполнению заключительных действий, описаннйх выше, в результате чего схема оказывается в исходном состоянии, а в регистратор 19 передано одинаковое количество четных и нечетных измеренных интервалов времени.Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с известным обеспечивает повышение надежностиза счет отсутствия первого случайного результата измерений и расширение функциональных возможностей за счет автоматической подготовки устройства к началу следующего .измерения.102 б 115 Филиал ППП Ьатентф, г. Ужгород, ул. Проектна вниипи за Ц 4556/3 2 раж 411 Подлиси