Устройство для вычисления отношения временных интервалов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЯО 1104538 зшС 06 С ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОП РЬТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ В 966С 06 АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(72) В.Б.Ибрагимов и Р.А.Топельберг (71) Специальное конструкторское бюро геофизического приборостроения института геологии АН Азербайджанской ССР(56) 1. Авторское свидетельство ССС В 698006, кл. С 06 С 7/ 16, 1978.2. Авторское свидетельство СССР В 922783, кл.,С 06 С 7/ 16, 1980.3. Авторское свидетельство СССР705, кл. С 06 С 7/16,С 7/68, 1981 (прототип).(54)(57) УСТРОЙСТВО ЛЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯОТНОШЕНИЯ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ, содержащее делитель частоты и элементы И, первый из которых подключенпервым входом к первому входу устройства, входу одновибратора и к входуэлемента НЕ, вторым входом - к выходу генератора импульсов и к первымвходам второго и третьего элементовИ, а выходом - к счетному входупервого счетчика, соединенного выходами с управляющими входами управляемого делителя частоты и с перой группой входов блока сравнени кодов, подключенного второй группой входов к выходам второго счетчика, соединенного суммирующим входом с выходом второго элемента И, подклю" ченного вторым входом к второму входу устройства и к первому входу триггера, соединенного вторым входом с выходом дешифратора нуля, подключенного входами к выходам второго счетчика, причем выход триггера соединен с вторым входом третьего элемента И, подключенного выходом к счетному входу управляемого делителя частоты, соединенного установочным входом с выходом одновибратора, а выходом - с входом младших разрядовсчетчика результата, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения области применения устройства, четвертый элемент И подключен первым входом к выходу дешифратора нуля, а .вторым входом - к выходу блока срав-, нения кодов, третьим входом - к выходу элемента НЕ и к третьему входу третьего элемента И, а выходом - к входу старших разрядов счетчика результата и к входу обнуления второго счетчика, соединенного вычитающим1 входом с выходом делителя частоты, ("ф подключенного входом к выходу третьего элемента И.Изс 1 бретецие относится к ацтомэгике и вычислительной технике, н частности к с и епи а.;цл ир о н а и цым ньсчи с лительцым устройствам нре.н-импульснойформой представления информации,Известно устройство для вычисления отношения временных интервалов,содержащее генератор импульсов, элементы И, ИПИ и НЕ, одновибратор,счетчики и блок сравнения кодов 1 1 1 ОНедостатками устройства являютсяпониженная точность и ограниченнаяобласть применения,Известно также устройство для вычисления отношения временных интервалов, содержащее генератор импульсов,элементы И и ИЛИ, однонибраторы,триггер, делитель частоты, счетчикии блок сравнения кодов 7. ,Недостатком данного устройства эОявляется пониженная инструментальнаяточность,Наиболее близким к изобретению является устройство для вычисления3 отношения временных интервалов, содержащее делитель частоть 1 и элементы И, первый из кот рых подключен первым входом к первому входу устройства, входу одновибратора и к входу30 элемента НЕ, вторым входом - к выходу генератора импульсов и к первым входам второго и третьего элементов И, а выходом - к счетному входу первого счетчика, соединенного выходами с управляющими входами управляемого делителя частоты и с первой группой входов блока сравнения ксздон, подключенного второй группой входов к выходам второго счетчика, соединенного суммирующим входом с выходом второ 40 го элемента И, подключенного вторым входом к второму входу устройства и к первому входу триггера, соединенного вторым входом с выходом дешифратора нуля, подключенного входами к выходам второго счетчика, причем выход триггера соединен с вторым входом третьего элемента И, подключенного выходом к счетному входу управляемого делителя частоты, соединенного установочным входом с выходом одновибратора, а выходом - с входом младших разрядов счетчика результата, подключенного входом старших разрядов к выходу элемента ИЛИ, соеди ценного первым входом с выходом одновибратора, а вторым входом - с ныходсм блока сравнения кодов и с нходом обнуления нторогс счетчика, пс 1 дключенного нычитающим входом к ныхо - ду четвертого элемента И, с оединеццого первым входом с выходом триггера, а вторым нходом - с выходом делителя частоты, подключенного входом квыходу генератора импульсов, причем третий вход второго элемента 11 соединен с выходом элемента НЕ Г 1 1.Недостатком известного устрс 1 йства является ограниченная область применения, так как оц вычисляет отношение временных интервалов делителя Т и делителя Т только при условии Т, ) Т, и неработоспособен при Цель изобретения - расширение области применения устройства.Поставленная цель постигается тем, что в устройстве лля вычисления стношения временньсх интервалов, солержащем делитель частоты и элементы И, первый из которьсх подключен первым входом к первому входу устройства, входу одновибратора и к входу элемента НЕ, вторым входом - к выходу генератора импульсов и к первым входам второго и третьего элементов И, а выходом - к счетному входу первого счетчика, соединенного выходами с управляющими входами управляемого делителя частоты и с первой группой входов блока сравнения кодов, подключенного второй группой входон к выходам второго счетчика, соединенного суммирующим входом с выходом второго элемента И, подключенного вторым входом к второму входу устройства и к первому входу триггера, соединенного вторым входом с выходом дешифратора нуля, подключенного входами к выходам второго счетчика, причем выход триггера соединен с вторым входом третьего элемента И, подключенного выходом к счетному входу управляемого делителя частоты, соединенного установочным входом с выходом одновибратора, а выходом - с входом младших раэрядон счетчика результата, четвертый элемент И подключен первым входом к выходу дешифратора нуля, вторым входом - к выходу блока сравнения кодов, третьим входом - к выходу элемента НЕ и к третьему входу третьего элемента И, а выходом - к входу старших разрядов счетчика результата и к входу обнуления второго счетчика, соединенного3 1104538нычитающим входом с выходом делителячастоты, подключенного входом к выходу третьего элемента И,На фиг. 1 изображена блок-схемаустройства для вычисления отношениявременных интервалов, на фиг, 2временные диаграммы, поясняющие егоработу.Устройство содержит первый элементИ 1, элемент НЕ 2, одновибратор 3,10генератор 4 импульсов, первый счетчик5, второй элемент И 6, триггер 7,второй счетчик 8, делитель 9 частоты,управляемый делитель 1 О частоты,15,счетчик 11 результата, третий элемент И 12, блок 13 сравнения кодов,дешифратор 14 нуля и четвертый элемент И 15. Элемент И 1 подключен первым входом к первому входу устройст 20ва, входу одновибратора 3 и к входуэлемента НЕ 2, вторым входом - к выходу генератора 4 импульсов и к первым входам элементов И 6 и 12, а выходом - к счетному входу счетчика 5.25Счетчик 5 соединен выходами с управляющими входами управляемого делителя 10 частоты и с первой группойблока 13 сравнения кодов. Блок 13подключен второй группой входов квыходам счетчика 8, соединенного суммирующим входом с выходом элементаИ 6 подключенного вторым входом квторому входу устройства и к первомунходу триггера 7. Триггер 7 соединенвторым входом с выходом дешифратора З 514 нуля, подключенного входами к выходам счетчика 8. Выход триггера 7соединен с вторым входом элементаИ 12, подключенного выходом к счетному входу управляемого делителя 1 О ф 0частоты. Лелитель 10 соединен установочным входом с выходом однонибратора 3, а выходом - с входом младшихразрядов счетчика 11 результата.Элемент И 15 подключен первым входомк выходу дешифратора 14 нуля, вторымвходом - к выходу блока 13 сравнениякодов, третьим входом - к выходуэлемента НЕ 2 и к третьему входу элемента И 12, а выходом - к входу старших разрядов счетчика 11 результатаи к входу обнуления счетчика 8, Счетчик 8 соединен нычитающим входом свыходом делителя 9 частоты, подключенного входом к выходу элемента 55И 12. На первый вход устройства подаются импульсы с длительностью, соответствующей временному интервалу Т(фиг. 2 а, фиг. 25-2),на второйвход - импульсы с длительностью, соответствующей временному интервалу Т (фиг, 2 д, фиг, 2 Г). Требуется гвычислить отношение Т /Тпри любом соотношении между временными интервалами (Т,Т).Рассмотрим случай Т 7 Т(фиг.2 а) в исходный момент времени (т.е, до появления импульсов на входах устройства) на выходе элемента НЕ 2 потенциал высокого уровня (фиг.2 а), на выходе блока 13 сравнения кодов, фиксирующем равные (в данный момент -нулевые), коды в счетчиках 5 и 8 -потенциал высокого уровня (фиг.2 а"7),на выходе дешифратора 14 нуля, выполненного, например, н виде многовходового элемента ИЛИ - потенциал низкого уровня (фиг. 2 о).Временные интервалы Т, и Т начинаются одновременно, при этом импульсы образцовой частотыс выхода генератора 4 проходят через элемент И 1 в течение временного интервала Т на счетчик 5, содержимое которого линейно увеличивается по мере его заполнения (фиг. 2 о) и в момент времени, соответствующий окончанию указанного интервала, становится равным Н= Т,. Одновременно, эти же импульсы проходят через элемент И 6, открытый в течение временного интервала Т, на суммирующий вход счетчика 8 (фиг. 2 а), содержимое которого линейно увеличивается до тех пор, пока не станет равным Н причем с первым же импульсом, подсчитанным счетчиком 8, потенциал на выходе дешифратора 14скачком изменяется до высокого уровня. С началом временного интервалаТ на выходе элемента НЕ 2 - потенциал низкого уровня, а на выходеблока 13 сравнения кодов - потенциалвысокого уровня, так как содержимоесчетчиков 5 и 8 измейяется синхронно с каждым импульсом генератора 4,поступающим на их входы. Устройство работает следующим образом. С окончанием временного интервала Т 1 потенциал на выходе элемента НЕ 2 изменяется до высокого уровня, при этом срабатывает элемент И 15, на выходе которого появляется короткий импульс (фиг. 2 а). Этим им1105381 , 11 Ь. ОС 6 Р а С ЬВ а ( Т Сг 1 Ц УЛЕ В О Е ПОЛожв ц(. С 1( Т 11 К 8 то ВЬЗьВВ ЕТ ПаГец 1 е О.:1 алаа Выходе 1 Ока ) 3 1 д(.з 1(1 ра тораг, и 11 рц 3:ьтат:. э ТО-.О ца выОде элема та И 15 формирует с задц.1 фрот е 1 О выходного им - ПгЛЬ( а , И 1 Л, С ВЬкогга ЗЛЕОТа И ,5 зацосится в старшие разрядь счетика 11 результата, что гказВа" От ца то, что в бсльиий времсцной. тинтер Б ал Т 5 л Ожил ( я 1 в ц О Од и н в р емс н ц ой ш 1 т е р в ал Т."В момецт времени, соответствующий окончанию ременного интервала Т огНовибратор 3 подключенный к первому входу устройства, формирует короткий импульс (риг, 2 г-б), который устацав 1 г,а т в делителе 10 частоты коэ 1.фи 1 егт Деления, равный коду п( счет гика 5. Импульсы генератора , после обнуления счетчика 8 продолжают поступать на его суммирующий вход, причем с подсчетом первого (после обнуения) импульса потенциал ца выходе дешифратора 14 изменяет ся до вьсоког о уровня, содержимоесчетчика 8 вновь Начинает увеличивагься и увеличивается до тех пор,пока ;е достанет значения кода, хранящсгося г. счетНкс 5, При этомсраба 1 Ваеблок 13 сравнения кодов,затем - Злеакт И 15, импульс с Выхода которого сбрасывает счетчик 8 10 15 20 25 ЗО код () значит сучествует остаток после вьисления целой части отношения Т,/Т, и вся дальнейшая работа устройства направлена ца определение пробкой части этого отношения вследующей госледовательности.Задним Фронтом импульса с длительностью, соответствуюпей времекцому 1 интервалу Т 2, триггер 7 устанавливается в единичное положение, при этом потенциал высокого уровня с его выхода (фиг. 2 д) подается на один из управляюших входов элемента И 12 ( на другом управляющем входе этого элемента уже есть разрешающий потенциал с выхода элемента НЕ 2) и открывает его, Импульсы образцовой частоты с выхода генератора 4 проходят через открытый элемент И 12, и, вопервых, после деления на постоянный коэффициент К делителем 9 частоты поступают на вычитающий вход счетчика 8 (фиг. 2(-11), считывая находящийся в нем код М во-вторых, после деления на коэффициентделителем 10 частоты поступают на вход младших разрядов счетчика 11 результата. При достижении счетчиком 8 нулевого положения Дешифратор 14 нуля возвращает триггер 7 в исходное нулевое положение и на этом работа устройства заканчивается,За время дд работы счетчика 8 в35 1 г КВ 1в нулевое положение заносится Встаршие разряды счетчика 11 результата гТО указывает ца то, что в больГ,иий в 1 еме 1( интервал Т улоилсяв горой временной интервал Т) и т.д.Дап.ЦЕйиаЯ ПОСЛСДОВатЕЛЬНОСтЬ ОПЕРаций (до момента времени. соответствующего окопаио интервала Т, ) анапогичца рассмотренной,В момект времени, соответствукгщий окончанию Т , во-первых, закрывается элемект И б и поступление импульсов гецератора Г На сум.прующий вход сгстгика 8 прекращается, во-вторьв(, В старших разрядах счетчика 11 результата Фиксируется код, отображающий целую част 1 ОтцОпекиЯ Т /Т Если прг этом счетчик 8 находится в нулевом положении. значит указанное отношение найдено без остатка (причем потеьпил низкого уровня ца выходе д ешф)а тора 1 ч 1 е поз вол Лет перебрзси-ь триггер 7 в положенге к к1 и продолжить работу устройства), ЕГли в счетчике 8 ОсталсЯ какой то 45 50 55 режиме вычитания импульсов на вход младших разрядов счетчика 11 резулььтата пройдет число импульсов (с выхода делителя 10) равное что соответствует дробной части отношения Т /ТРассмотрим случай Т, ( Т, (Аиг,2 д),Временные интервалы Т, и Т начинаются одновременно (фиг, 2 д,Фиг. 2 д), при этом импульсы бразцовой частоты с выхода генератора 4начинают заполнять счетчик 8, проходя на его суммирующий вход черезэлемент И 6 В течение Т, (фиг.26-),и счетчик 5, проходя на его входчерез элемент И 1 в течение Т,( Фг, 2 д). С приходом первогоимпульса на счетчик 8 потенциал навьгходе дешифратора 14 нуля скачкомизменяется до высокого уровня11045385 и 8 сперва изменяется синхронно(благодаря чему потенциал на выходе блока 13 сохраняется на высоком уровне (фиг. 2 Б.7), а затем (сразу после окончания временного интервала5 Т,) - код в счетчике 8 фиксируется, а код в счетчике 5 продолжает нарастать, что вызывает нарушение условия равенства кодов на входах блока 13 и изменение потенциала на его1 О выходе до низкого уровня. В момент времени, соответствующий окончанию Т устанавливается в единичное положение триггер 7 (фиг. 2 Б), од, нако элемент И 12 при этом закрыт, так как на одном из его управляющих входов действует потенциал низкого уровня с выхода элемента НЕ 2 (фиг, 2 О-З).В момент времени, соответствующий окончанию временного интервала Т1 У во-первых, одновибратор 3 формирует короткий импульс (фиг. 26-6), который устанавливает в делителе 10 частоты коэЬициент деления, равный коду 11= Тсчетчика 5 и, вовторых, элемент НЕ 2 выдает разрешающий потенциал на элемент И 12, который открываетс.я и пропускает импуль 30 сы генератора 4 на вычитающий вход счетчика 8 через делитель 9 частоты с постоянным коэффициентом деления К, списывая хранящийся в нем код Й2 = Т, о (фиг. 2 -11) и на вход млад-. ших разрядов счетчика 11 результата (через делитель 10 частоты с коэффициентом деления М). Содержимое счетчика 8 начинает уменьшаться и через время дФ достигает нуля, что фиксируется дешифратором 14, который возвращает триггер 7 в исходное нулевое положение, элемент И 12 закрывается и поступление импульсов на счетчики 8 и 11 прекращается.Аналогично первому случаю можно показать, что за время д 1 в счетчик 11 результата (младшие разряды) пройдет число импульсов, равное КМ 1 М , что соответствует вычисляемому отношению Т,/Т, .Таким образом, предлагаемое уст ройство обеспечивает возможность вычисления отношения временных интервалов Т, и Т, при любом соотношении между ними (Т ) Т), что позволяет расширить область его возможного применения по сравнению с известным устройством.