Устройство для измерения экстремумов временных интервалов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А О/ 04 С ССРЫТИЙ ЕНИЯ ледовател ститут пе иун ьство СССР/04, 22.08.тво СССР153, 05.08. 4. т 4) УСТРОЙСТВОУМОВ ВРЕМЕННЫХ ИЗМЕРЕНИЯ ЭКСТРЕРВАЛОВ ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ОПИСАНИЕ ИЭ КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Киевский научно-икий и конструкторский иферийного оборудования(57) Изобретение относится к импульсной технике, Цель изобретения - рас ширение функциональных возможДля достижения поставленной цустройство введены блок 7 индикации,элементы ИЛИ 9 и 10, элемент ИЛИ 8,переключатель 13, блок 14 запуска,Устройство также содержит входнуюшину 1, генератор 2 тактовых импульсов, блок 3 синхронизации, счетчиккомпаратор 5, регистр 6, триггеры12, 16 и 17, кнопку 18 "Сброс", Усройство позволяет выделять экстремальный временной интервал из нескольких последовательно поступающихна его вход, 3 ил,7438 30 выходом блока, инверсный выход триггера 20 соединен с вторым входом элемента И 21, выход которого через ин 45нертор 26 соединен с вторым входомэлемента ИЛИ 22,Устройство работает следующим образом,Перед началом измерений после нао жатия кнопки 18 в блоке 14 запускаустройство устанавливается н исходное состояние, при котором на второмвыходе блока 14 присутстнует уровеньО (фиг. Э 3), который удерживает55 счетчик 4 н нулевом состоянии, натретьем выходе блока 14 - сигналуровня "1" (фиг,32), который поступает на третий вход блока 3, под нозИзобретение относится к импульсной технике.Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей за счетвыделения экстремального временногоинтернала из нескольких последовательно поступающих на вход устройства.На фиг,1 представлена блок-схемаустройства; на фиг.2 - функциональная гхема блока синхронизации; нафиг.3 " временная диаграмма работыустройства,Устройство для измерения экстремумов временных интервалов содержитвходную шину 1, генератор 2 тактовыхимпульсов, блок 3 синхронизации,счетчик 4, компаратор 5, регистр 6 иблок, 7 индикации, элемент ИЛИ 8, первый элемент И 9, второй элемент И 10,третий элемент И 11, триггер 12, переключатель 13 и блок 14 запуска,который содержит элемент И 15, первый и второй триггеры 16 и 17, кнопку "Сброс" 18,Входная шина 1 соединена с вторымвходом триггера 12 и вторым входомблока 14 запуска, третий выход которого соединен с третьим входом блока3 синхронизации, первый вход которого соединен с выходом генератора 2тактовых импульсов и вторым входомтретьего элемента И 11, первый входкоторого соединен с вторым входомблока 3 синхронизации и единичным выходом триггера 12, первый вход которого соединен с первым выходом блока3 синхронизации и первым входом счетчика 4 второй вход которого соединен с выходом третьего элемента И 11,выход счетчика 4 соединен с первымвходом компаратора 5 и первым входомрегистра б, выход которого соединенс входом блока 7 индикации и вторымвходом компаратора 5, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первыми входами первогои второго элементов И 9 и О, первыйи второй выходы переключателя 13 соединены с вторыми входами первого ивторого элементов И 9 и 10, второйвыход блока 3 синхронизации соединенс третьими входами первого и второгоэлементон И 9 и 10 и первым входомблока 14 запуска, первый ныход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ 8, второй и третий входы которого соединены с выходами, первого 5 1 О 15 2 О 25 ЗО 3 2и второго элементов И 9 и 10, выходэлемента ИЛИ 8 соединен с вторым входом регистра. б, а второй выход блока 14 - с третьим входом регистра б,Блок 14 запуска содержит элементИ 15, первый 16 и второй 17 триггеры, кнопку "Сброс" 18,Первый вход блока 14 соединен спервыми входами элемента И 5 и первого триггера 16, выход которого соединен с вторым входом элемента И 15,выход которого соединен с первым выходом блока, второй выход которогосоединен с первым входом второготриггера 17, второй вход которогосоединен с выходом кнопки "Сброс"18 и вторым входом первого триггера16, второй выход блока соединен спервым выходом второго триггера 17,второй выход которого соединен стретьим выходом блока,Блок 3 синхронизации содержит первый и второй триггеры 19 и 20, элемент ИЛИ 22, первый, второй, третийи четвертый инверторы 23, 24, 25 и26, элемент задержки 27,Первый вход блока 3 синхронизациисоединен с К-входом первого триггера19, через первый инвертор 23 - с первым входом элемента И 21 и черезэлемент задержки 27 - с С-нходомтриггера 19, В-вход которого черезвторой инвертор 24 соединен с вторымвходом блока, третий вход которогочерез третий иннертор 25 соединен спервым входом элемента ИЛИ 22, выход которого соединен с первым выходом блока и 8-входом второго триггегера 20, С-вход которого соединен синверсным выходом триггера 19, прямой выход которого соединен с вторым3 13074действием которого на первом выходеблока 3 (Фиг.Зм) присутствует сигналуровня "О", который удерживает триггер 12 в единичном состоянии (фиг,Зу),После прихода первого положитель 5ного Фронта измеряемого временногоинтервала, который устанавливаеттриггер 17 в блоке 14 в состоянии"О" на втором выходе блока 14 уста 1 11навлива е т ся уровень 1 ", тем самымОснимается блокировка счетчика 4(фиг . 3 5) , а сигнал уровня " О" с третьего выхода блока 1 4 , проходя черезблок 3 , снимает сигнал , удерживающийтриггер 1 2 в единичном состоянии 5(фиг, 3), Счетные импульсы с выходагенератора 2 (фиг.Зо) через элементИ 11 начинают поступать на счетныйвход счетчика 4, который начинаетотсчет измеряемого временного интервала, Счетчик 4 срабатывает по положительному фронту тактовых импульсов.После прихода второго положительногофронта импульса по шине 1 (Фиг,Зй)триггер 12 переключается в нулевое 25состояние, чем запрещает прохождениеочередного тактового импульса черезэлемент И 11 на счетный вход счетчика 4 и разрешает работу блока 3 синхронизации (фиг.3), в котором при 3 Опоявлении очередного тактового импульса с генератора 2 на его второмвыходе появляется такой же по длительности импульс (фиг.Зк, которыйпоступает на первый вход блока 14 ис его первого выхода через элементИЛИ 8 поступает на второй вход реги-,стра 6, При этом информация с выходов счетчика 4 перезаписывается врегистр 6 независимо от состояниявыходов компаратора 5 и переключателя 13, По заднему Фронту импульса свторого выхода блока 3 в .блоке 14триггер 16 устанавливается в нулевоесостояние и в дальнейшем запрещаетпрохождение импульса на первый выходблока 14По заднему фронту этого жеимпульса блок 3 синхронизации формирует на первом выходе узкий импульссброса, по которому в счетчик 4 эано сятся все нули, кроме младшего разряда, который устанавливается в еди"ницу, По этому импульсу на выходетриггера 12 устанавливается уровень"1" и разрешается прохождение очеред ных тактовых импульсов с выхода генератора 2 через элемент И 11 на входсчетчика 4 и запрещается работа бло"ка 3 синхронизации,38В процессе измерения очередноговременного интервала уровень "1" навыходе триггера 12 разрешает прохождение тактовых импульсов с выхода генератора 2 через элемент И 11 насчетный вход счетчика 4, Информацияо текущем состоянии счетчика 4 скодовых выходов поступает на первыевходы компаратора 5, на вторые входы которого поступает информация скодовых выходов регистра 6Если абсолютное значение двоичного числа всчетчике 4 меньше абсолютного значения числа в регистре б, то уровень"1" находится на первом выходе компаратора 5. В противном случае уровень "1" находится на втором выходе,В случае равенства кодов оба выходанаходятся в состоянии "О",Переключателем 13 задаются режимы и измерения максимума или минимума временных интервалов. В случаеизмерения минимума временных интер-.валов уровень "1" устанавливается напервом выходе переключателя 13, амаксимума - на втором выходе.В момент прихода следующего положительного Фронта импульса по входной шине 1 фиг.За триггер, 12 переключается в нулевое состояние,При этом запрещается прохождениеочередного тактового импульса черезэлемент И 11 на счетчик 4 и разрешается выработка управляющих сигналов блоком 3 синхронизации. При появлении очередного тактового импульса на первом входе блока 3 синхронизации на его втором выходе появляется такой же по длительности импульс,который поступает на третьи входыэлементов И 9 и 10, Если на переключателе 13 установлен режим измеренияминимального интервала и на первомвыходе компаратора 5 есть уровень"1", свидетельствующий о том, что текущий измеряемый интервал минимальный, т.е. абсолютное значение двоичного кода в счетчике 4 меньше абсо"лютного значения числа в регистре 6,то импульс с второго выхода блока 3синхронизации проходит через элементИ 9 и элемент ИЛИ 8 на вход занесения регистра 6. По положительномуфронту этого импульса информация свыходов счетчика 4 переписывается врегистр 6, По отрицательному Фронтуэтого импульса блок 3 синхронизации(фиг.Зм) на первом выходе формируетузкий импульс сброса, по которому в7438 5 130 счетчик 4 заносятся все нули, кроме младшего разряда, который устанавливается в единицу. По этому импульсу на выходе триггера 12 (фиг,Зу) устанавливается уровень "1", При этом разрешается прохождение очередных тактовых импульсов генератора 2 через элемент И 11 на счетчик 4, и запрещается раббота блока 3 синхронизации.Если на переключателе 3 установлен режим измерения максимального интервала и на втором выходе компаратора 5 есть уровень "1", свидетельствующий о том, что текущий измеряемый интервал максимальный, т.е, абсолют" ное значение двоичного числа в счетчике 4 больше абсолютного числа в регистре 6, то импульс с второго выхода.блока 3 синхронизации (Фиг,Зж) проходит через второй элемент И 10 и элемент ИЛИ 8 на вход занесения регистра 6, По положительному фронту импульса информация с выходов счетчика 4 перезаписывается в регистр 6, Йо отрицательному Фронту этого импульса блок 3 синхронизации формирует на первом выходе (Фиг,З(и) узкий импульс сброса, по которому в счет- чик 5 заносятся все нули, кроме младшего разряда, который устанавливается в единицу. При этом вновь разрешается прохождение очередных такто" вых импульсов генератора 2 через элемент И 11 на счетчик 4 и запрещается работа блока синхронизации, .Если указанные условия на входах элементов И 9 и 10 не выполняются, то импульс с второго выхода блока 3 синхронизации на второй вход регистра 6 не проходит и в регистре 6 остается предыдущая информация.Импульс сброса на первом выходе блока 3 синхронизации вырабатывается так, как и в предыдущих случаях, т.е. устанавливает счетчик 4 в ис" ходное состояние (нули во всех разрядах, кроме младшего разряда, который устанавливается в единицу)а триггер 12 - в единичное состояние, при этом разрешается прохождение тактовых импульсов на вход счетчика 4,Ус.тройство позволяет вести рабо" ту в режиме слежения, В этомэслучае на обоих выходах переключателя устанавливаются уровни "1", Управляющие импульсы при этом снимаются с выхо" дов элементов И 9 и 1 О. Величина каждого измеренного временного интервала переписывается со счетчика 4в регистр 6 в каждом цикле измерения.Управляющие импульсы, характеризующие знак рассогласования величиныпредыдущего измеренного временногоинтервала и текущего измеренного временного интервала, Формируются навыходах элементов И 9 и 10, которые 1 О в этом режиме являются управляющимивыходами устройства, Если импульсыФормируются на выходе элемента И 9,то это свидетельствует об уменьшениивременных интервалов, а при их увели чении импульсы в режиме слежения формируются на выходе элемента И 10,Блок 3 синхронизации (фиг2) работает следующим образом.Уровень "1", поступающий с блока 20 14 запуска при нажатии в нем кнопки18 на третий вход блока 3 синхронизации, прохоцит через инвертор 25 иэлемент ИЗ% 22 на первый выход уровнем 0 (Фиг. Зж) и устанавливает 25 триггер 20 в единичное состояние, асигнал нулевого уровня с его инверсного выхода блокирует элемент И 21,в результате чего через элемент И 21импульсы с первого входа блока 3 син- ЗО хронизации через инвертор 23 на выход элемента И 21 не проходят,Сигнал с выхода триггера 12 поступает на второй вход блока 3 синхронизации (Фиг,ЗФ), в котором проа35 ходит через инвертор 24 и поступаетна В-вход триггера 19, Импульсы свыхода генератора 2 (фиг,ЗЙ поступают на первый вход блока 3 синхронизации, в котором импульсы поступают 40 на К-вход триггера 19, а через элемент задержки 27 - на С-вход триггера 19. Время задержки элемента 27равно половине длительности импульса тактового генератора 2, Триггер 19 в исходном состоянии формируетна своем прямом выходе и на второмвыходе блока 3 сигнал нулевого уровня з 50 При поступлении сигнала нулевого.уровня на третий вход блока 3 синхронизации, который через инвертор25 приходит на вход элемента ИЛИ 22, на обоих входах этого элемента уста навливается уровень "1", в результате чего на первом выходе блока 3 формируется сигнал единичного уров- ня1304 18 8вень "0", последующие импульсы, поступающие с входной шины 1 на второй вход блока 14,подтверждают это состояние второго и третьего выходов блока 14Формула изобретения Устройство для измерения экстремумов временных интервалов, содержащее входную шину, триггер, генератор тактовых импульсов, блок синхронизации, счетчик, компаратор, регистр, первый вход -которого соединен с выходом счетчика и первым входом компаратора, второй вход которого соединен с выходом регистра, выход генератора тактовых импульсов соединен с первым входом блока синхронизации, первый выход которого соединен с первым входом счетчика и первым входом триггера, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены блок индикации, три элемента И, элемент ИЛИ, переключатель и блок запуска, первый выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, к второму и третьему входам которого подключены соответственно выходы первого и второго элементов И, выход элемента ИЛИ соединен с вторым входом регистра, выход которого соединен с входом блока индикации, первый и второй выходы компаратора соединены соответственно с первыми входами первого и второго элементов И, первый выход переключателя соединен с вторым входом первого элемента И, второй выход переключателя соединен. с вторым вхоФдом второго элемента И, третий вход которого соединен соответственно с третьим входом первого элемента И, первым входом блока запуска и вторым выходом бцока синхронизации, второй вход которого соединен соответственно с единичным выходом триггера и первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, выход третьего элемента И соединен с вторым входом счетчика, третий вход которого соединен с вторым выходом блока запуска, второй вход которого соединен свходной шиной и вторым входом триггера, третий выход блока запуска соединен с третьим входом блока синхронизации. При поступлении уровня 0" навторой вход блока 3 синхронизации,который. через инвертор 24 подаетсяна 11-вход триггера 19 тактовый импульс генератора 2 поступающий на 5первый вход блока 3 синхронизации,поступает на К-вход триггера 19 изаписывает в него единицу. После этого первый же переход тактового импульса в нулевое состояние переводиттриггер 19 в нулевое состояние и навтором выходе блока 3 синхронизацииформируется импульс, длительность которого равна половине длительноститактового импульса. Кроме того, переход триггера 19 в нулевое состояние приводит к формированию на егоинверсном выходе сигнала единичногоуровня, который поступает на С-входтриггера 20 и устанавливает его в нулевое состояние (на Я-входе в этотмомент присутствует единичный уровеньсигнала с выхода элемента ИЛИ 22),При этом на инверсном выходе триггера 20 устанавливается уровень "1",который разрешает прохождение импульса с генератора 2 через элемент И 21,инвертор 26 и элемент ИЛИ 22, уста.1навливая его в единичное состояние,при этом на первом выходе блока 3синхронизации формируется короткий.импульс (фиг.3 м), длительность которого определяется временем срабатывания триггера 20, элемента И 21, инвертора 26 и элемента ИЛИ 22, 35Блок 14 запуска (фиг,) работаетследующим образом,При нажатии кнопки 18 триггеры 16и 17 устанавливаются в единичное состояние, При этом на втором выходе 40блока присутствует. уровень "0", натретьем выходе - уровень "1", Первыйимпульс с второго выхода блока 3 синхронизации, поступающий на первыйвход блока 14,проходит через элемент 45И 15 на первый выход блока 14 и отрицательным фронтом этого импульсатриггер 16 устанавливается в нулевоесостояние, уровень которого запрещает дальнейшее прохождение импульсовчерез элемент И 15 до следующего нажатия кнопки 18, При поступлении.положительного импульса на второй входблока 14 после первого нажатия кнопки 18 переводится триггер 17 в нулевое состояние, при этом на втором выходе блока 14 устанавливается уровень "1", а на третьем выходе. - уро1307438 На пердый доР гцетчинаа Отарой ЬпР триггера О о ЬЮноеаиио, Выщдгеиерай Втройдыюод блпкахпускаи феерий Юмгад ф йюкоопуоа 1 О д Вмгад юриегеро и ВРЯад РАфмвипоИиВларюй йищеЕлако РВыл рриггера Ж йюдмй йиод дппкаьааугкоЬ ИийреныйдыпдтиггервО Выяад ыЮЮЮЮl етый Юыкад рою Р йод ежю- во иВи 1 ипия иод юлемеюо ИРИВ Составитель И. Котов ко Техред И.Попович КорреПилипенк Редакт Мите дписноеа СССРйаб д 4 Тираж 371 ПИПИ Государственного комитеделам изобретений и открьт5, Москва, Ж, Раушская 30/48ВН 130 оизводствен лиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул, Проектная, 4