Устройство для измерения повторяющихся интервалов времени

4 СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1)4 С 04 Р 100 ИОАН ТЕН 22 юл.ин ут инженеррта транс ков, В.И. Борченко, Соболев и А.Г. Ч 088.8)(53) 621,3 (56) Автор Р 1167575,ьство ССС О/04, 198 ое свидет л. Г 04 Р ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) УСТРОЙСТВО ПЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОВТОРЯИ 111 ИХСЯ ИНТЕРВАЛОВ ВРЕМЕНИ(57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использованопри построении, например, фаэометров.Устройство содержит элемент ИЛИ 1,генератор 3 импульсов, счетчики 7,8 и 11 импульсов, регистр 12, элементы И 13, 14 и 6. Введение элементов2 и 5 задержки, триггеров 4 и 17, регистра 9, элемента ИЛИ 15 и образование новых Функциональных связей повышает быстродействие чстройства. 1 ил, 1403013Изобретение относится к импульснойтехнике и может быть использовано дляизмерения повторящцихся интерваловвремени при построении Фазометров,частотомеров и аналогичных приборови различных измерительных систем.Целью изобретения является повышение быстродеЙствия за счет того, чтосовпадение двух результатов измерений 1 Оопределяется в процессе измерения интервалов времени, т.е. не нужно специальное время для определения совпадения двух результатов измерений.Кроме того если после трех измерений интервалов времени совпадение результатов двух измерений не произошло, измеряется четвертый интервал иопределяется совпадение результатаизмерения четвертого интервала с результатами измерения второго и третьего интервалов и т.д., т.е еслине произошло совпадение результатовизмерения двух интервалов иэ трехследующих друг за другом, измеряется 25следующий интервал времени и определяется совпадение результатов двухизмерений из вновь образовавшейсятройки следующих друг за другом интервалов, а после получения результата с установленной достоверностьюустройство устанавливается в исходноеположение.На чертеже приведена структурнаяэлектрическая схема устройства дляизмерения повторяющихся интерваловвремени,Устройство для измерения повторяющихся интервалов времени содержит элемент ИЛИ 1, элемент 2 задержки, генератор 3 импульсов, триггер 4, вход сброса которого соединен с выходом элемента ИПИ 1, элемент 5 задержки, элемент И 6, к первому входу которого подключен выход генератора 3 импульсов, счетчики 7 и 8 импульсов, регистр 9, к информпционным входам которого подключены выходы счетчика 8 импульсов, шину 10 единичного сигнала счетчик 11 импульсов, Вычи"- тающий вход которого соединен с вычитающим входом счетчика 8 импульсов, суммирующим входом счетчика 7 импульсов и выходом элемента И 6 к второму входу которого подкпючен единичный выход триггера 4, нулевой выход и информационный вход которого объединены между собой, регистр 12, к входу последовательной записи информации которого подключена шина 10 единичного сигнала, элемент И 13, второй вход которого соединен с выходом переносасчетчика 11 импульсов, к информационным входам которого подключены выходы регистра 9, элемент И 14, второйвход которого соединен с выходом переноса счетчика 8 импульсов, вход записи информации которого соединен свходом записи информации счетчика 11 импульсов и выходом элемента 5 задержки, вход которого соединен с выходом элемента 2 задержки и первымивходами элементов И 13 и 14, элемент ИЛИ 15, к входам которого подключены выходы элементов И 13 и 14,нулевую шину 16, триггер 17, информационный вход которого соединен снулевой шиной 16, шину 18 старт-импульсов, которая подключена к тактовым входам регистра 12 и триггера 4входу записи информации регистра Эи входу сброса счетчика 7 импульсов, шину 19 стоп-импульсов, которая соединена с входом элемента 2 задержкии первым входом элемента ИЛИ 1, шину20 пЛуск", которая подключена к входу установки в единичное положениетриггера 17, нулевой выход которогосоединен с входами сброса регистров9 и 12, счетчиков импульсов 8 и 11 ивторым входом элемента ИЛИ 1, шину 21начальной установки, которая подключена к входу сброса триггера 17, шины 22 результата, которые соединеныс соответствующими выходами счетчика7 иячульсов и соответствующими информационными входами счетчика 8 импульсов шину 23 сигнализации, которая соединена с выходом элемента ИЛИ 15и тактовым входом триггера 17, третийвход элемента И 13 соединен с вторым выходом регистра 12, первый выход которого подключен к третьему входу элемента И 14. Устройство работает следующим образом,Триггер 4 по заднему фронту импульса, поступившего на тактовыйвход, устанавливается в положение,соответствующее сигналу на его информационном В-входе. При поступлениисигнала на вход сброса триггерапоследний устанавливается в нулевоеположение и удерживается в нем дотех пор, пока действует сигнал навходе сброса, несмотря на то, что натактовый вход мотут поступать импупьпульс .На первом выходе регистра 1 2 сигнал появляется тогда, когда Ьо втором е го разряде записана " 1 " , на в тором выходе регистра 1 2 сигнал появляется тогда, когда в его третьем разряде записана " 1 " .Частота импульсов г ене р атор а 3 выбира ется исходя из точности, с какой необходимо измерять интервалы вр еме ни . Величина задержки элемента 2 (31) выбирается большей, чем время переходных процессов цепочки элементов триггер 4 - элемент И 6 - счетчик 11 45 55 4030сы при наличии сигнала на информационном входе.Триггер 17 по заднему Фронту импульса, поступившего на тактовый5 вход, устанавливается в нулевое положение, так как его информационный вход подключен к нулевой шине 16, при поступлении импульса на вход установки в единичное положение или на вход О сброса триггер: 17 устанавливается соответственно в единичное или нулевоеположение.Счетчик 7 импульсов по суммирующему входу и счетчики 8 и 11 импульсовпо вычитающим входам работают от передних Фронтов импульсов, поступающих на эти входы. При поступлениисигнала на входы сброса счетчиков 7,8 и 11 и регистров 9 и 12 они устанавливаются в нулевое положение и удерживаются в нем до тех пор, пока действует сигнал на входе сброса независимо от того, что могут действоватьимпульсы на их других входах, При 25поступлении сигнала на входы записиинформации счетчиков 8 и 1 и регистра 9 при отсутствии сигнала на ихвходах сброса в счетчики 8 и 11 и врегистр 9 заносится код, находящийсяна их информационных входах,Регистр 12 является регистромсдвига и поэтому при поступлении импульсов на его тактовый вход при отсутствии сигнала на входе сброса со 35держимое регистра сдвигается на одинразряд в сторону старших разрядов, а11 1в младший разряд записывается 1(так как вход последовательной з аписи информации соединен с шиной 1 О ) .На выходах переноса ВК счетчиков8 и 1 1 сигнал появляется в том случае , если их содержимое равно "0 " ина вычитающем входе отсутствует им 34импульсов, с той целью чтобы окончились переходные процессы в счетчике 11 к моменту поступления импульса на первые входы элементов И 13 и 14.Величина задержки элемента 5 (с) выбирается исходя иэ длительности сигнала на шине 23, которую необходимо иметь для нормальной работы последующих устройств.Длительность импульсов, подавае-мых на нины 18, 19, 20 и 21 должна быть достаточной для срабатывания соответствующих элементов устройства.Измеряемые интервалы времени задаются старт-импульсом, подаваемым в момент начала интервала, и стоп-импульсом, подаваемым в момент окончания интервала времени.1Устройство для измерения повторяющихся интервалов времени работает следующим образом.В исходном состоянии счетчик 7 импульсов находится в произвольном положении, триггер 17 - в нулевом положении и сигналом с нулевого выхода удерживает в нулевом положении триггер 4, счетчики 8 и 11 импульсов и регистры 9 и 12; на выходах переноса счетчиков 8 и 11 имеются сигналы, на выходе элемента ИЛИ 15 отсутствует сигнал, так .как элементы И 13 и 14 закрыты из-за отсутствия сигналов с выходов регистра 12. Установка устройства в исходное состояние производится подачей импульса на шину 21.Для включения устройства в работу на шину 20 "Пуск" необходимо подать импульс, который устанавливает в еди" ничное положение триггер 17, на нулевом выходе которого исчезает сигнал и поэтому разрешается работа триггера 4, счетчиков 8 и 11 и регистров 9 и 12 по счетным и тактовым входам и входам записи информации. Далее рассмотрим работу устройства после пода чи импульса на шину 20. Первый старт-импульс, поступающий на шину 18, устанавливает в нулевое положение счетчик 7, заносит в регистр 9 содержимое счетчика 8 импульсов (в данном случае нулевой код); записывает в первый разряд регистра 12 "1" и по своему заднему Фронту устанавливает в единичное положение триггер 4. Сигнал с единичного выхода триггера 4 открывает элемент И 6, импульсы генератора 3 начинают проходить на суммирующий вход счетчика 7 и на вы 14030 3читающие входы счетчиков 8 и 1 и Фиксируются ими; При поступлении стол-импульса на шину 19 запускается элемент 2 задержки и через элемент5 ИЛИ 1 устанавливается в нулевое положение триггер 4, вследствие чего закрывается элемент И 6 и прекращается пропуск импульсов генератора 3 на суммирующий вход счетчика 7, в котором находится код длительности оконЧившегося интервала времени, и на вычитающие входы счетчиков 8 и 11, в которых находится дополнительный код скончившегося интервала времени -од; сумма которого с кодом интерваМа времени равна 0 (коды, находящиес,"я в счетчиках 8 и 11 после первого стоп-импульса на работу устройства Йе влияют, так как элементы И 13 и 14 2 О Закрыты из-за отсутствия сигналов с выходов регистра 12).Через время Г, после появления цтоп-импульса на шине 19 импульс с выхода элемента 2 задержки запускает 25 элемент 5 задержки и поступает на первые входы элементов И 13 и 14, но На выход этих элементов не проходит, так как они закрыты из-за отсутствия сигналов с выходов регистра 12 и от О Сутствия сигналов на выходах переноса счетчиков 8 и 11. Через время с после поступления импульса на вход, на выходе элемента 5 задержки появляется импульс, который заносит в счетчик 835 содержимое счетчика 7 - код окончивщегося интервала времени, а в счетчик 11 - содержимое регистра 9 - нуЛевой код. Гри поступлении второго старт-импульса на шину 18 устанавливается в нулевое положение счетчик 7, В регистр 9 заносится содержимое счетчика 8 - код первого интервала времени, в регистре 12 передвигается во второй разряд, а в первый разряд снова записывается "1", при этом на первом выходе регистра 12 появляется сигнал, подгсьтавливающий к срабатыванию элемент И 14, кроме того, импульс с шины 18 по своему заднему фронту устанавливается в единичное положение триггера 4, при этом открывается элемент И б и импульсы генератора 3 начинают проходить на суммирующий вход счетчика 7 и на вычитаюшие входы счетчиков 8 и 1 и фиксируются ими. При поступлении на шипу 9 второго автол-импульса аналогично описанному запускается элемент 2 задержки и через элемент ИГП 1 устанавливается в нулевое положение триггера 4, закрывается элемент И 6 и прекращается пропуск импупьсов генератора 3 на суммирующий вход счетчика 7, в котором находится код длительности окончившегося второго интервала времени, и на вычитающие входы счетчиков 8 и 11 импульсов, при этом в счетчике 8 находится код разности первого и второго интервалов, а в счетчике 11 - дополнительный код второго интервала времени (код, находящийся в счетчике 11, после второго стоп-кипульса на работу устройства не влияет, так как элемент И 13 закрыт из-за отсутствия сигнала с второго выхода регистра 2). Через врегмя с, после появления стоп-импульса на шине 19 импузрс с выхода элемента 2 задержки запускает элемент 5 задержки и поступает на первые входы элементов И 13 и 14, на выход элемента И 13 этот импульс не проходит,так как элемент И 13 закрыт из-за отсутствия сигнала с второго выхода регистра 2. Если в счетчике 8 находится нулевой код, т.е. если равны коды первого и второго интервалов времени, то в момент окончания импульса на вычитающем входе счетчика 8 на выходе переноса этого счетчика появляется сигнал и тогда импульс с выхода элемента 2 задержки проходит через элемент И 14 и ИЛИ 15 на выходную шину 23, свидетельствуя о гом, что два результата измерения совпали. Кроме того, импульс с выхода элемента ИЛИ 15 по своему заднему фронту устанавливается в нулевое положение триггер 17, который сигналом со своего нулевого выхода устанавливает и удерживает устройство в исходном положении, Результат измерения получен с требуемой достоверностью. Если же в счетчике 8 находится код, отличный от нулевого, то на его выходе переноса отсутствует сигнал и импульс с выхода элемента 2 задержки на выход элемента И 13 не проходит, Через время Г после поступления импульса на вход на выходе элемента 5 задержки появляется импульс, который заносит в счетчик 8 содержимое счетчика 7 - код второго интервала времени, а в счетчик 11 - содержимое регистра 9 - код первого интервала времени. При поступлении третьего старт-импульса нашину 18 устанавливается в нулевое положение счетчик 7, в регистр 9 заносится содержимое счетчика 8 - код второго интервала времени, в регистре 12 1 передвигается из второго в5 третий разряд, из первого во второй, а в первый разряд снова заносится1 , при этом на втором выходе регистра 1 2 появляется сигнал . Таким о б 0 1разом, после третьего старт-импульса на первом и на втором выходах регистра 12 появляются сигналы, подготавливающие к срабатыванию элементы И 13 и 14 (эти сигналы сохраняются до установки устройства в исходное состояние). Кроме того, импульс с шины 18 по своему фронту устанавливает в единичное положение триггер 4, от крывается элемент И 6 и импульсы генератора 3 начинают проходить на суммирующий вход счетчика 7 и на вычитающие входы счетчиков 8 и 11 и фиксируются ими. При поступлении на шину 19 третьего стоп-импульса аналогично описанному запускается элемент 2 задержки и через элемент ИЛИ 1 устанавливается в нулевое положение триггер 4, закрывается элемент И 6 и прекращается пропуск импульсов на суммирующий вход счетчика 7, в котором находится код длительности окончившегося третьего интервала времени, и на вычитающие входы счетчиков 8 и 11 импульсов, при этом в счетчике 8 находится разность кодов второго и третьего интервалов времени, а в счетчике 11 - разность кодов первого и третьего интервалов времени. Через время , после появления стоп 40 импульса на шине 19 импульс с выхода элемента 2 задержки запускает элемент 5 задержки и поступает на первые входы элементов И 13 и 14. Если на выходе.переноса одного из счетчиков 8 или 11 имеется сигнал, т.е. в одном45 из этих счетчиков находится нулевой код (это произойдет, если между собой равны коды длительности второго и третьего или первого и третьего интервалов) то импульс с выхода эле мента 2 задержки проходит через соответствующий элемент И 13 или И 14 и через элемент ИЛИ 15 на шину 23, сигнализируя о том, что два результата измерения интервалов времени из 55 трех совпали, т.е. получен результат измерения с требуемой достоверностью. Кроме того, импульс с выхода элемента ИЛИ 15 по своему заднему фронту устанавливает в нулевое положение триггер 17, который сигналом со своего нулевого выхода устанавливает и удерживает устройство в исходном положении. Таким образом, проверено равенство всех возможных сочетаний результатов измерений первых трех повторяющихся интервалов времени. Если ни в счетчике 8, ни в счетчике 11 нет нулевого кода, то и на их выходах Переноса отсутствуют сигналы и тогда импульсы с выхода элемента 2 задержки не проходят ни через элемент И 13, ни через элемент И 14. Через время задержки ь после поступления импульса на вход йа выходе элемента 5 задержки появляется импульс, который заносит в счетчик 8 содержимое счетчика 7 - код третьего интервала времени, а в счетчик 11 - содержимое регистра 9 - код второго интервала времени. При поступлении последующих старт- и стоп-импульсов устройство работает аналогично вышеописанному. В моментпоявления каждого д-го старт-импульса в счетчике 8 находится код (д)- го интервала времени, в регистр 9 заносится код (1-1)-го интервала времени, в счетчике 11 находится код (1-2)-го интервала времени. При появлении каждого 1-го стоп-импульса в счетчике 8 находится код разности (х)-го и Х-го интервалов времени, в регистре 9 находится код (1-1)-го интервала времени, в счетчике 11 находится код разности (1-2)-го и 1-го интервалов времени. Если хоть в одном из счетчиков 8 или 11 находится нулевой код, то задержанный на времястоп-импульс с выхода элемента 2 задержки проходит на шину 23, сигнализируя о получении результата с требуемой достоверностью, и устройство устанавливается в исходное состояние. Если ни в одном из счетчиков 8 или 11 не было нулевого кода, то задержанный наимпульс с выхода элемента 5 заносит в счетчик 8 содержимое счетчика 7 - код окончившегося з-го интервала вренени, в регистре 9 находится код (1-1)-го интервала времени, в счетчик 11 заносится код (х)- го интервала времени. Формула изобретенияУстройство для измерения повторяющихся интервалов времени, содержащее1 О 3 О 13 Составитель В.ЧижовТехред А.Кравчук Корректор Г.Рещетник Редактор А.Лежнина Заказ 2857/38 Тираж 373 Подпис но еИ)ИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 генератор импульсов, первый элементИ, к первому входу которого подключены выход генератора импульсов, первыйсчетчик импульсов, второй счетчик импульсов, третий счетчик импульсов,вычитающий вход которого соединен свычитаюшим входом второго счетчикаимпульсон, суммирующим входом первогосчетчика импульсов и выходом первогоэлемента И, второй элемент И, к второму входу которого подключен выходпереноса третьего счетчика импульсов,третий элемент И, второй вход которого соединен с выходом. переноса второго счетчика импульсов, первый элемент ИЛИ, к входам которого подключены выходы второго и третьего элементов И, шину старт-импульсов, шинустоп-импульсов, шины результата, которые соединены с выходами первогосчетчика импульсов, о т л и ч а ю -щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введенывторой элемент ИЛИ, первый и второйтриггеры, первый и второй элементызадержки, первый и второй регистры,причем выход первого элемента ИЛИсоединен с шиной сигнализации и тактовым входом второго триггера, информационный вход которого соединен снулевой шиной, вход установки в единичное положение соединен с шиной"Луск", вход сброса - с шиной начальной установки, а нулевой выход - свторым входом второго элемента ИЛИ и 35 входами сброса второго и третьегосчетчиков импульсов и первого и второго регистров, шина старт-импульсовподключена к тактовому входу первоготриггера, входу сброса первого счетчика импульсов, входу записи информации первого регистра и тактовому входу второго регистра, вход последовательной записи информации которогосоединен с шиной единичного сигнала,шина стоп-импульсов подключена к первому входу второго элемента ИПИ ивходу первого элемента задержки, выход которого соединен с первыми входами второго и третьего элементов Ии входом второго элемента задержки,выход которого подключен к входам записи информации второго и третьегосчетчиков импульсов, первый и второйвыходы второго регистра соединены стретьими входами соответственно третьего и второго элементов И, к второму входу первого элемента И подключен единичный выход первого триггера,нулевой выход и информационный входкоторого объединены, выход второгоэлемента ИЛИ подключен к входу сбросапервого триггера, выходы первогосчетчика импульсов подключены к инФормационным входам второго счетчикаимпульсов, выходы которого соединеныс информационными входами первого регистра, выходы которого подключены кинформационным входам третьего счетчика импульсов.