Устройство для измерения временных интервалов с самоконтролем

/28 С 05 В. 23/О 151)4 С 0 ИЗОБРЕТ Пи ЛЬС ВРЕ В 27.Е. Николаен Танцюра видетельство СССР04 Р 10/04, 1981.рительные устройстКонталовского, И1985, с. 112,рис 22. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) Авторское сВ 888066, кл. СЦифровые измеСб./Под ред. В,ЮЭнергоатомиздат,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ С САИОКОНТРОЛЕМ(57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано нри построении контрольно-измерительной аппаратуры и измеренийвременных интерваловЦель изобретения - повышение точности измерениядостигается за счет использования непосредственно измеряемого сигнала вопределении поправки, возникающей засчет неидентичности элементов входных1325487 15 трактов устройства, Устройство содержит источник 1 опорного напряжения,третий элемент И 2, коммутатор 3, первый 4 и второй 5 блоки сравнения, первый б и второй 7 элементы НЕ, первыйэлемент И 8, двенадцатый элемент И 9генератор 10 импульсов эталонной частоты, второй элемент И 11, одиннадцатый элемент И 12, пятнадцатый элементИ 13, счетчик 14 импульсов, третийтриггер 15, реверсивный счетчик 16 Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении контрольно-измерительной аппаратуры и измерении5временных интервалов,Цель изобретения - повышение точности измерения устройства,На фиг, 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2схема блока задержки,", на фиг. 3 - схема коммутационного блока; на фиг. 4временные диаграммы функционированияустройства,Устройство содержит источник 1 опорного напряжения, третий элемент И 2, коммутатор 3, первый 4 и второй 5 блоки сравнения, первый 6 и второй 7 элементы НЕ, первый 8 и двенадцатый 9 элементы И, генератор 10 импульсов эталонной частоты, второй 11, одиннадцатый 12 и пятнадцатый 13 элементы И, счетчик 14 импульсов, третий триггер 15, реверсивный счетчик 16 импульсов, десятый 17 и девя 25 тый 18 элементы И, первый 19 и вто" рой 20 триггеры, четвертый элемент И 21, дешифратор 22, тринадцатый элемент И 23, четвертый триггер 24, четырнадцатый элемент И 25, третий элемент НЕ 26, третий 27 и второй 28 коммутационные блоки, пятый 29, шестой 30, седьмой 31 и восьмой 32 элементы И, первый коммутационный блок 33, блок 34 задержки, первый 35 и Э 5 второй 36 информационные входы устройства, вход "Пуск" 37, вход "Сброс" 38, шину 39 адреса, шину 40 данных и шину 41 управления устройства. импульсов, десятый элемент И 17, девятый элемент И 18, первый триггер 19,второй триггер 20, четвертый элементИ 21, дешифратор 22, тринадцатый элемент И 23, четвертый триггер 24, четырнадцатый элемент И 25, третий элемент НЕ 26, третий 27 и второй 28коммутационные блоки, пятый элементИ 29, шестой 30, седьмой 3 1 и восьмой32 элементы И, первый коммутационныйблок 33 и блок 34 задержки. 4 ил. 2Коммутационный блок (фиг. 3) содержит элементы И 42, блок задержкифиг, 2) - элементы 43 - 45 задержки, элементы И 46 - 49, триггеры 50и 51, элемент ИЛИ 52.Устройство работает следующим образом.Измерение сигнала осуществляетсяв два этапа: первый - калибровка устройства с помощью одного из измеряемых сигналов, поступающих на вход 35,второй - собственно измерение сдвигафаз сигналов, поступающих на входы35 и 36 устройства.По сигналу "Сброс", поступающемуна вход, триггеры 15,19,20 и 24 устанавливаются в исходное состояние.В исходном состоянии вход 36 отключен от первого входа блока 5 сравнения, который соединен с входом 35устройства. В счетчик 16 импульсовзаписывается код, переводящий все егоразряды в единичное состояние, Сигнал, эквивалентный логической единице, поступающий с инверсного выходатриггера 20, задает счетчику 16 импульсов режим реверсивного счета импульсов эталонной частоты, поступающих с выхода генератора 10,В счетчик 14 импульсов записывается код количества периодов измерений, в течение которого будет происходить измерение. Измерение сдвига фаз в течение задаваемого количества периодов позволяет повысить точность измерения. В блок 34 задержки записывается код, определяющий время задержки сигнала между его входом и выходом.з13254Таким образом, на выходе элемента И 8 формируются импульсы калибровки/4 у по длительностиравные времени задержки сигнала, осуществляемой блоком 34 задержки и блоком 5 сравнения, элементом 6 НЕ, элементом 8 И Г =(задержка сигнала входными элементами измерителя), Период следования импульсов равен периоду следования входного сигнала, поступающего на вход 35.Импульсы калибровки поступают на соответствующие входы элементов И 11, 12 и 23, а через открытый элемент И 9 - на пятый вход элемента И 13.По команде "Пуск",поступающей на вход 37, подготавливаются к открытию элементы И 11 и 13. Импульс калибровки, поступающий на вход 35, записывается в счетчик 14 импульсов и.открывает элемент И 13, Элемент 1 13 обес, печивает прохождение импульсов эталонной частоты в счетчик 16 импульсов в течение наличия импульса калиб ровки, Таким образом, в счетчике 16 импульсов, работающем в режиме реверсивного счета, подсчитывается в обратном ходе время, определяемое блоком 34 задержки и временем задержки сигнала входными элементами устройства. В результате прохождения заданного количества периодов импульсов ка-. либровки на вход 35 в счетчике 16 устанавливается определенный обратный код, который соответствует времени Иь, где Н - количество импульсов; Ф" длительность каждого импульса. На этом этап калибровки заканчивается.Счетчик 14 импульсов формирует им О пульс переполнения, который поступает на первый вход элемента И 18. Последний открывается и выдает сигнал, эквивалентный логической единице, на счетный вход триггера 20. В результа те этого на прямом выходе триггера 20 появляется сигнал, поступающий на суммирующий вход счетчика 16 импуль" сов и обеспечивающий задание режима прямого счета. Этот же сигнал с выхо да триггера 20 подготавливает к открытию элементы И 12 и 17, что обеспечивает прохождение импульса с выхода элемента И 8 на счетный вход. триггера 15. При этом триггер 15 перебрасывается и на его прямом выходе появится сигнал, поступающий на управляющий вход коммутатора. Одновременно с прямого выхода триггера 15 87сигнал поступает на соответствующиевходы элементов И 23 и 25. Это обеспечивает разрешение прохождения сигнала с выхода элемента И 8 через элемент И 23, а через элементы И 25 иНЕ 26 - закрытие элементов И 11 и 13на время переходных процессов в момент срабатывания элемента 3 коммутации и подключения второго сигналас входа 36 к второму входу блока 5сравнения,По окончании переходного процессас выхода элемента И 23 поступает сигнал, обеспечивающий срабатывание триг 1гера 24, В этом случае на инверсномвыходе триггера 24 появится сигнал,эквивалентный логическому нулю, который поступает на вход элементаНЕ 26 и обеспечивает открытие элементов И 11 и 13. На этом заканчиваетсяподключение второго сигнала, поступающего на вход 36, и начинается этапизмерения,На этом этапе на выходе элемента И 8 формируются импульсы длительностью ь = 1," +. Счетчик 16 им сдв. фм.пульсон начинает подсчет импульсов в режиме прямого счета с учетом того, что он хранил обратный код времени калибровки. В этом случае получаем=И -Ж=М+И . -Ид=БС ( в. ре сДЬ, (РоЗТаким образом, по окончании этапа измерения в счетчике 16 импульсов записана информация, соответствующая сдвигу фаз между двумя сигналами за Н периодов. При этом погрешность измерения определяется лишь выбранным методом измерения и равна по абсолютной величине времени длительности одного импульса эталонной частоты. По прохождению Я периодов счетчиком 14 заканчивается формирование импульса переполнения, который через элемент И 17 поступает на триггер 19. В результате срабатывания триггера 19 на его инверсном выходе формируется сигнал, эквивалентный логическому нулю, который закрывает элементы И 11 и 13. Закрытие последних запрещает прохождение импульсов на вход счетчика 14 импульсов н импульсов эталонной частоты с выхода генератора 10 на вход счетчика 16 импульсов, 5 13254Формула изобретения Устройство для измерения временных интервалов с самоконтролем, содержа-, щее генератор импульсов эталонной частоты, первый и второй блоки сравнения, счетчик импульсов, первый и второй элементы И и коммутатор, подключенный первым информационным входом к первому информационному входу уст О ройства и к первому входу первого блока сравнения, вторым информационным входом - к второму информационному входу устройства, а выходом - к первому входу второго блока сравнения, со единенного вторым входом с выходом источника опорного напряжения и с вторым входом первого блока сравнения, подключенного выходом к первому входу первого элемента И, связанного выхо дом с первым входом второго элемента И, подключенного выходом к счетному входу счетчика импульсов, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения устрой ства, в него введены три коммутационных блока, дешифратор, реверсивный 1счетчик импульсов, четыре триггера, три элемента НЕ, тринадцать элементов И и блок задержки, подключенный первым входом к выходу второго блока сравнения, первым выходом через первый элемент НЕ - к второму входу пер", вого элемента И, а группами вторых входов и выходов - соответственно 35 к первым группам информационных выходов и входов первого коммутационного блока, соединенного группой вторых информационных входов"выходов с шиной данных устройства, а первым и вторым управляющими входами - с выходами соответственно третьего и четвертого элементов И, подключенных первыми входами к шине управления устройства, а вторыми входами - к первому выхо 45 ду дешифратора, связанного с шиной адреса устройства, вторым выходом с первыми входами пятого и шестого элементов И, а третьим выходом - с первыми входами седьмого и восьмого элементов И, подключенных вторыми входами к вторым входам соответственно пятого и шестого элементов И и к шине управления устройства, а выходами со ответственно - к первому и к второму управляющим входам второго коммутационного блока, соединенного группами первых информационных входов и выхо 87дов соответственно с разрядными вы 1 ходами и с установочными входами реверсивного счетчика импульсов, а группой вторых информационных входов-выходов - с шиной данных чстоойства, подключенной к группе первых информационных входов-выходов третьего коммутационного блока, соединенного первым и вторым управляющими входами с выходами соответственно шестого и пятого элементов И, а группами вторых информационных входов и выходов - соответственно с разрядными выходами и с установочными входами счетчика импульсов, подключенного выходом переполнения к первым входам девятого элемента И и десятого элемента И, соединенного выходом со счетным входом первого триггера, а вторым входом - с входом прямого счета реверсивного счетчика импульсов, с прямым выходом второго триггера и с первым входом одиннадцатого элемента И, подключенного вторым входом к инверсному выходу третьего триггера, третьим входом - к выходу первого элемента И, к первому входу двенадцатого элемента И и к первому входу тринадцатого элемента И, а выходом через второй элемент НЕ - к второму входу двенадцатого элемента И и непосредственно - к счетному входу третьего триггера, связанного нулевым входом с нулевыми входами первого, второго и четвертого триггеров и с входом "Сброс" устройства, а прямым выходом - с управляющим входом коммутатора, с первым входом четырнадцатого элемента И и с вторым входом тринадцатого элемента И, подключенного выходом к единичному входу четвертого триггера, а третьим входом - к инверсному выходу четвертого триггера и к второму входу четырнадцатого элемента И, соединенного выходом через третий элемент НЕ с первым входом пятнадцатого элемента И, подключенного вторым входом к выходу генератора импульсов эталонной частоты, третьим входом - к второму входу второго элемента И и к инверсному выходу первого триггера, четвертым входом - к третьему входу второго элемента И и к входу "Пуск" устройства, пятым входом - к выходу двенадцатого элемента И, а выходом - к счетному входу реверсивного счетчика импульсов, связанного входом обратного счета с инверсным выходом7 1325487 8 второго и с вторым входом девято- ходом к счетному входу второго го элемента И , подключенного вы- триггерв. На 6 3фиа Г Ощ Юа Гот) МФигЗ1325487 Вход для Вход 1элем. ИВврагзлем,И 8дых,зла, И 8Вых 13Узт) ВЬхул. Нб 2 б/80 И 7 Сиг надь дерем сюетчи ка Ж ель Н, Горбунова.Сердюкова СостаТехред орректор С. Черн Редак Петраш Тираж 672Государственного комитета Слам изобретений и открытийосква, Ж-.35, Раушская наб аказ 3111 4 дпис ВНИИ и 1303