Цифровой измеритель отношения временных интервалов

(511 4 С 04 Р 10/04 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Фиг ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Специальное конструкторское бюро геофизического приборостроения Института геологии АН АЗССР (72) А,А.Кравцов(56) Авторское свидетельство СССР В 864236, кл, С 04 Г 10/04, 1980.Авторское свидетельство СССР983644, кл, С 04 Г 10/04, 1981, (54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ОТНОШЕНИЯ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ(57) Изобретение может быть использовано, например, в качестве устройства, используемого в информационно- измерительном комплексе для обработки сигналов, заданных как по времяИмпульсной форме, так и по кодам.Измеритель содержит ключи 1 и 2,элементы И 3 и 4, элементы ИЛИ 5и 16-18, формирователь 6 импульсов,счетчики 7-9, счетчик 10 результатакоммутатор 11, блок 12 сравнениякодов, генератор 13, входные шины14 и 15, триггер 19, одновибратор20, элемент 21 задержки, элементНЕ 22 и входные шины 23-25. В описании приведена структурная схемасчетчика 10 результата и временныедиаграммы, поясняющие работу устройства. Введение трех элементов ИЛИ,.триггера, одновибратора и элементазадержки обеспечило возможность деления кодов, 1 з.п. ф-лы, 4 ил, 1226399Изобретение относится к циФровой измерительной технике и может быть использовано как в качестве автономного прибора, так и в качестве устройства, используемого в информационно-измерительном комплексе для обработки сигналов заданных как по времяимпульсной форме, так и кодами.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей измерителя за счет возможности деления кодов.На фиг. 1 приведена структурная схема измерителя; на фиг, 2 - структурная схема счетчика результата, на фиг, 3 и 4 - временные диаграммы работы измерителя.Измеритель (фиг. 1) содержит ключи 1 и 2, элементы И 3 и 4 элемент ИЛИ 5, формирователь 6 импульсов, три счетчика 7-9, счетчик 10 результата, коммутатор 11, блок 12 сравнения кодов, генератор 13, вхоцные шины 114 и 15, элементы ИЛИ 16-18, триггер 19, одновибратор 20, элемент 21 задержки, элемент НЕ 22, входные шины 23-25. Счетчик 10 результата (фиг.2) содержит группу 26 декад дробной части, счетчик 27 целой части и элемент ИЛИ 28.Первые входы ключей 1 и 2 и элемента И 3 подключены к выходу генератора 13, выходы счетчика 10 результата соединены с выходами коммутатора 11, вторые входы ключей 1 и 2 соединены соответственно с первой 14 и второй 15 входными шинами устройства, а выходы - с входами формирователя 6 импульсов, счетный вход первого счетчика 7 соединен с выходом первого ключа 1, а счетные входы счетчиков 8 и 9 объединены,Фвыход первого элемента ИЛИ 5 соединен с входом установки нуля второго счетчика 8, три элемента ИЛИ 16-18, триггер 19, одновибратор 20, элемент 21 задержки, элемент НЕ 22, группы информационных входов счетчиков 7 и 8, выполненные с параллельным занесением, соединены с третьей 23 и четвертой 24 входными шинами устройства, а младшие тетрады информационных входов третьего счетчика 9, выполненного реверсивным, присоедйнены к шине логического нуля устройства, а старшие - к группе выходов счетчика 8, соединенных с группой входов блока 12 сравнения кодов, одновибратора 20 входом элемента2 О 21 задержки и управляющим входом Зб И 4 соединен с входом второго элемен 35 4 О 45 другая группа входов которого соединена с группой выходов счетчика 7,управляющий вход соединен с выходомтриггера и вторым входом первогоэлемента И 3, а выход с информационным входом коммутатора и первымвходом первого элемента ИЛИ 5, второй вход которого соединен с выходомформирователя 6 импульсов, а третийс выходом элемента 21 задержки ипервым входом второго элемента И 4,выхоц первого элемента ИЛИ 5 соединен с входом триггера 19, другойвход которого соединен с выходом четвертого элемента ИЛИ 16, а второй выход с входом управления реверсомреверсивного счетчика 9, вход "ЗанеВРсение которого соединен с выходом коммутатора 11, а выход "Переполнение" соЕдинен через элемечт НЕ 22с вторым входом второго элемента И 4 и первым входом третьего элемента ИЛИ 17, другой вход которого соединен с входами Занесение , счетчиков 7 и 8 и пятой входной шиной 26 устройства а выход - с входом одновибратора 20, выход второго элемента та ИЛИ 16, другой вхоц которого соединен: с выходом старшего разряда.коммутатора 11, входы элементаИЛИ 18 соединены соответственно свыходами. первого элемента И 3 и второго ключа 2, а выход со счетнымвходом счетчика 8,Кроме того, счетчик 10 результата содержит группу 26 декад дробнойчасти результата, выходы которыхобразуют группу входов дробной частисчетчика результата, счетчик 27 целой части результата и элементИЛИ 28, первый вход которого является входом целой части, счетчика результата второй вход соединен с выходом старшей декады группы 26 декад, а. выход - с входом счетчика 27целой части результата,Коммутатор 11 может быть выполнен на счетчике с встроенным дешифратором (например, на микросхемеК 564 ИЕ 9) двоичного кода в позиционный, управляющий элементами И. Блок 12 сравнения кодов может бть выполнен на микросхемах К 564 ИП 2, Формирователь 6 импульсов, вырабатывакнций импульс в момент окончания второговременного интервала, может быть выполнен так же, как в известном устройстве. Счетчики 7-9 могут быть выполнены на микросхемах К 564 ИЕ 14.На фиг. 3 приведены следующие обозначения временных диаграмм: В - сигнал на выходе элемента ИЛИ 18, б - сигнал на входной шине 14 устройства,- сигнал на выходе формирователя 6 импульсов, г - сигнал на прямом выходе триггера 19,- сигнал на выходе "Переполнение" счетчика 9, е - сигнал на выходе блока 12 сравнения кодов,- сигнал на выходе одновибратора 20.На фиг. 4 приведены следующие обозначения временных диаграмм: а - сигнал "Пуск",на входной шине 25 устройства, Б - сигнал на прямом выходе триггера 19, О - сигнал на выходе элемента ИЛИ,- сигнал на выводе "Переполнение" счетчика 9, сигнал на выходе блока 12 сравнения кодов.Измеритель работает следующим образом.В начальный момент счетчики 7-10 находятся в сброшенном состоянии, триггер 19 в состоянии "0", коммутатор 11 сброшен в начальное состояние, в котором его информационный вход подсоединен к входу целой части счетчика 10 результата, управляющий вход блока 12 сравнения кодов заблокирован нулевым потенциалом с прямого выхода триггера 19, счетчик 9 находится в режиме суммирования, от потенциала высокого урбвня с инверсного выхода триггера. Дальнейшая работа устройства описана для следующих режимов.Режим измерения отношения временных интервалов.В первом измерении предположим Т,Т, (фиг. 3). На входную шину 14 приходит интервал Т в момент его прихода ключ 1 открывается (фиг,Зб) и на вход счетчика 7 начинают поступать импульсы с генератора 13, на входную шину 15 приходит интервал Т 2, ключ 2 также открывается и импульсы с генератора 13 поступают на входы счетчиков 8 и 9 (фиг. Зб). В момент окончания интервала Т формирователь 6 вырабатывает импульс (фиг. Зв) который сбрасывает счетчик 8 и устанавливает от перехода "1-0" триггер 19 в состояние "1".3 лок 12 сравнения кодов при этом10 20 30 40 45 50 разблокируется, элемент И 3 открычается и импульсы с генератора 13ачинают поступать на входы счетчиков 8 и 9.,Содержимое счетчика 9начинает уменьшаться, так как оннаходится в режиме вычитания (навходе +1 находится логический "О"),а счетчика 8 - линейно возрастать.В момент совпадения кодов счетчиков7 и 8 на выходе блока сравнения кодов происходит скачок потенциала"0-1". Потенциал высокого уровня свыхода элемента ИЛИ 5 сбрасываетсчетчик 8 в "0", и на выходе блокасравнения кодов устанавливается нулевой потенциал, Сформированный таким образом импульс регистрируетсяв счетчике 27 целой части результата, Содержимое счетчика 8 продолжает линейно возрастать и в моментследующего совпадения с кодом всчетчике 7 на входе блока 12 сравнения кодов формируется второй импульс и т,д. Деление продолжаетсядо тех пор, пока содержимое счетчика 9 не становится равным "0", вэтот момент на выходе "Переполнение"счетчика 9 скачком устанавливаетсянулевой потенциал (фиг. Зд),Одновибратор 20 вырабатывает импульс, который производит перезаписьс умножением на 10 кода остатка изсчетчика 8 в счетчик 9. Такая перезапись происходит потому, что перваятетрада входов счетчика 9 соединенас шиной логического нуля устройства,вторая тетрада входов счетчика 9соединена с первой тетрадой выходовчетчика 8, третья тетрада входов:четчика 9 соединена с второй тетраой выходов счетчика 8 и т.д. Благодаря такой перезаписи происходитумножение кода остатка на 10, Следует отметить, что перезапись можетбыть осуществлена с умножением на16, для этого устройство достаточновыполнить на двоичных счетчиках. Импульс с одновибратора производиттакже переключение коммутатора 11на следующий диапазон измерения десятых долей результата. При этом выход блока 12 сравнения кодов оказывается подсоединенным к входу декады десятой доли результата группы 26цекад, Задержанный элементом 21 зацержки импульс сбрасывает счетчик 8в "О", Дальнейшая работа устройстване отличается от описанной. Содержи;мое счетчика 8 линейно возрастает, 1226399счетчика 9 - убывает, в момент срав -нения кодов счетчиков 7 и 8 блоксравнения вырабатывает импульс, который поступает в декаду десятой долирезультата и сбрасывает счетчик 8и т.д. В момент перехода счетчика 9через ноль, от перехода "1-0" на выходе "Переполнение" счетчика 9 срабатывает одновибратор 20, который переключает коммутатор 11 на следующийдиапазон измерения сотых долей результата, производит перезапись сумножением на 10 кода остатка в счетчик 9 и с задержкой сброса счетчика 8.Измерение продолжается до техпор, пока потенциал высокого уровняс выхода старшего разряда коммутатора не сбросит триггер 19 в "0" н иэмерение закончится,Во втором измерении предположим,что Т,Т . В начале измерения счетчики 7-10 и триггер 19 установленыв состоянии "0", коичутатор 11 поцсоединяет выход блока 12 сравненияк входу целой части счетчика 10 результата. Цепи сброса для упрощениячертежа не указаны,На шины 4 и 15 устройства прнходят интервалы Т, и Т , ключи 2 исткрываются и импульсы с генератора13 поступают на входы счетчиков 7-9(фиг. За, б), в результате в счетчиках 8 и 9 оказывается код И(Т ), ав счетчике 7 код М (Т), В моментокончания интервала И формировательб вырабатывает импульс (фиг, Зв),который сбрасывает счетчик 8 в "0"и переходом "1-0" устанавливает40триггер 19 в "1". Триггер 19 открывает элемент И 3 и разблокируетблок 12 сравнения кодов. Содержимоесчетчика 8 начинает возрастать, асчетчика 9 уменьшаться.4 Врассматриваемом случае содержимое счетчика 9 переходит через "0" раньше, чем с выхода блока 12 сравнения кодов появляется первый импульс, так как М (Т ) М (Т,) . В момент перехода через "О" счетчика 9 на его выходе "Переполнение" появляется переход "1 0" (фиг, Зд), одновибратор 20 срабатывает и происходит перезапись с умножением на 10 содержимого счетчика 8 в счетчик 9, а коммутатор 11 переключается на следующий диапазон. Содержимое счетчика 8 опять начинает возрастать, а счетчика 9 убывать, и в момент перехода его через "0" происходит перезапись содержимого счетчика 8 с умножением на 10 в счетчик 9, при этом в счетчике 9 оказывается уже первоначальное число Ы(1; ), умноженное на 100. Коммутатор 11 переключается уже на диапазон измерения сотык долей результата. Такая перезапись продолжается до тех пор, пока число 1 О"И(Т, ) (где Ь = 1, 2, 3, - число перемножений кода 11(Т ) на110) не становится больше М (Т,),т,е.10"М(Т )М(Т ) . На этом диапазоне с выхода блока 12 сравнения кодов, в момент сравнения кодов счетчиков 7 и 8, на вход соответствующей декады группы 2 б декад начинают постунать импульсы.Дальнейшая работа устройства не отличается от описанной вышее; Измерение заканчивается в момент появления потенциала высокого уровня с выхода старшего разряда коммутатора 11.В процессе работы устройства может возникнуть ситуация, когда код остатка оказывается равным "0", в этом случае в момент занесения в счетчик 9 на выходе "Переполнение" имеется потенциал "0", элемент НЕ 22 открывает элемент И 4 и задержанный импульс сбрасывает триггер 19 в "0". Режим измерения отношения кодов.В начальный момент времени состояние устройства не отличается от описанного, Измерение начинается в момент прихода на шину 25 сигнала"Пуск" (Фиг. 4 а). Информация, находящаяся на шинах 23 и 24 устройства,заносится в счетчики 7 и 8. От заднего фронта этого сигнала одновибратор 20 формирует импульс, который производит перезапись с умножением на 10 информации из счетчика 8 в счетчик 9, с некоторой задержкой сброс счетчика 8 и установку триггера 19 в состояние "1". Блок 12 сравнения кодов разблокируется и импульсы с генератора 13 начинают поступать на счетчики 8 и 9. Содержимое счетчика 8 линейно возрастает, счетчика 9 убывает и т.д. Дальнейшая работа устройства не отличается от работы в других режимах. Следуетобратить внимание на то, что в этомрежиме от импульса "Пуск" происходитпервоначальное переключение коммутатора 11 на диапазон измерения десятых долей результата,и в счетчик 27целой части результата поступает частота, деленная на 10. Поэтому результат измерения не оказываетсяумноженным на 10 из-за первоначального удесятирения делимого. 10 Формула изобретения 1. Цифровой измеритель отношения 5 временных интервалов, содержащий два ключа, два элемента И, первый элемент ИЛИ, формирователь импульсов, три счетчика, счетчик результата, входы которого соединены с выходами 20 коммутатора, блок сравнения кодов и генератор импульсов, выход которого соединен с первым входом первого элемента И и первыми входами первого и второго ключей, вторые входы кото рых соединены соответственно с первой и второй входными шинами измерителя, выход первого ключа соединен со счетным входом первого счетчика и первым входом формирователя 30 импульсов, второй вход которого соединен с выходом второго ключа, счетные входы второго и третьего счетчиков объединены, выход первого элемента ИЛИ соединен с входом установ 5. ки нуля второго счетчика, выходы разрядов которого соединены с первой группой входов блока сравнения кодов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей, внего введены три элемента ИЛИ, триггер, одновибратор, элемент задержки, элемент НЕ, причем третья и четвертая входные шины измерителя подключены соответственно 45 к группам информационных входов первого и второго счетчиков, а младшие тетрады информационных входов третьего счетчика подключены к Шине логического нуля измерителя, старшие тетрады информационных входов третьего счетчика подключены к группе выходов второго счетчика, выходы первого счетчика соединены с второйгруппой входов блока сравнения кодов, управляющий вход которого соединен с прямым выходом триггера,ивторым входом первого элемента И,выход которого подключен к первомувходу второго элемента ИЛИ, второйвход которого соединен с выходомвторого ключа, а выход - со счетнымивходами второго и третьего счетчиков,выход переполнения третьего счетчика соединен через элемент НЕ с первым входом второго элемента И инепосредственно с первым входомтретьего элемента ИЛИ, второй входкоторого подключен к пятой входнойшине измерителя и входам занесенияпервого и второго счетчиков, а выход подключен через одновибратор квходу занесения третьего счетчика,управляющему входу коммутатора ивходу элемента задержки, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И и первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, а третий вход подключен к выходу блока сравнения кодовн входу коммутатора, выход старшихразрядов которого соединен с первымвходом четвертого элемента ИЛИ,второй вход которого соединен с выходом второго элемента И, а выход -с К -входом триггера, Я -вход которого соединен с выходом первогоэлемента ИЛИ, а инверсный выход - свходом управления реверсом третьегосчетчика. 2. Измеритель по п, 1, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что счетчик результата содержит группу декад дробной части, счетчик целой части и элемент ИЛИ, первый вход которого является входом счетчика результата, выход подключен к входу счетчика целой части, а второй вход соединен с выходом старшей декады группы декад дробной части, выходы группы декад дробной части являются входами дробной части счетчика результата,Ви ВШю 1 1 1226399 Плетнеич ставитель хред И.По Редактор Е.Пап орректор Т.Кол аказ 2130/4 4 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул, Проектн Тираж 398 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Раушс