Устройство для измерения временного интервала

( 9)4 Р 10/О ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) РЕТЕНИ ПИСАНИЕ 1 сс "РЪК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ЕНИЯ ВРЕсслбдова- организа(21) 4887498/21. тельского института тции производства дв(56) Авторское свидетМ 1741559, кл. 6 04 Е ал Научно-иехнологии иигателейельство ССС10/04, 1990 ЙСТВО ДЛЯ ИЗМИНТЕРВАЛАтение относитсяе и может быть ивычислительнойии. Устройство соульсов, ЯЯ-триггет ИЛИ 5, счетные8, счетчик 9 импул(54) УСТРО МЕН НОГО (57) Изобре ной техник автоматике боростроен ратор 1 имп 3, 4, элемен элемент И к измерительспользовано втехнике, при держит 1 гене 2, О-триггеры триггеры 6, 7 ьсов. 5 ил.Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в автоматике, вычислительной технике, приборостроении,Известно устройство для измерения временного интервала, содержащее генератор импульсов, ВЯ-триггер, Я- и В-входы которого подключены соответственно к шинам "Старт" и "Стоп", элемент И, первый вход которого подключен к выходу генератора, счетчик, счетный вход которого подключен к выходу элемента И, а информационные выходы подключены к труппе шин результата измерения, элемент ИЛИ.Недостатком известного устройства является низкая точность измерения, так как в нем не учитывается составляющая погрешности измерения, вызванная неопределенностью временного положения стэрт-импульса относительно импульсной последовательности генератора.Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является устройство для измерения временного интервала, содержащее генератор импульсов, В-триггер, два О-триггера, элемент ИЛИ. элемент И, счетный триггер и счетчик. Прямой выход генератора соединен с первым входом элемента И и с тактовым входом второго О-триггера. Я- и В-входы ВЯ-триггера подключены соответственно к шинам "Старт" и "Стоп", прямой выход - к О-входам первого и второго О-триггеров, соответственно прямой и .инверсный выходы которых подключены к входам элемента ИЛИ, выход которого подключен к тактовому входу счетного триггера, выход счетного триггера подключен к шине поправки, а Я- ход - к шине "Сброс" и к входу обнуления с етчикэ, счетный вход которого подключен к выходу элемента И, а информационные выходы подключены к группе шин основной части результата измерения,Недостатком известного устройства является его сравнительная сложность.Цель изобретения - упрощение устройства за счет сокращения объема оборудования и количества связей,Цель достигается тем, что в устройство для измерения временного интервала, содержащее генератор импульсов, ВЯ-триггер, два О-триггера, элемент ИЛИ, элемент И, счетный тритгер и счетчик, причем прямой выход генератора соединен с первым входом элемента И и с тактовым входом первого О-триггера, а инверсный вход - с тактовым входом второго О-триггера, Я- и В-входы ВЯ-триггера подключены соответ" ственно к шинам "Старт" и "Стоп", прямой50 Устройство работает следующим образом,Генератор 1 формирует на своих выходах прямую и инверсную импульсные последовательности типа меэндр с периодом 55 с Триггер 2 находится в состоянии "0", обеспечивая "0" на О-входах триггеров 3,4, которые вследствие этого по С-входам также установятся в "0", и элемент И 8 закрыт для импульсов генератора 1. Перед изменением импульсом по шине 15 счетчик 9 и триггер 7 5 10 15 20 25 30 35 40 45 выход подключен к О-входам первого и второго О-триггеров, прямой и инверсный выходы которых соответственно подключены к первому и второму входам элемента ИЛИ, выход которого подключен к тактовому входу счетного триггера, выход которого подключен к шине поправки, а Я-вход - к шине "Сброс" и к входу обнуления счетчика, счетный вход которого подключен к выходу элемента И, а информационные выходы подключены к группе шин основной части результата измерения, введен дополнительный счетный триггер, тактовый вход которого подключен к выходу основного счетного триггера, прямой выход - к дополнительной шине."Знак", а В-вход подключен к шине "Сброс", при этом второй вход элемента И подключен к прямому выходу второго О- триггера.На фиг, 1 представлена функциональная схема устройства для измерения временного интервала; на фиг, 2 - 5 - временные диаграммы работы устройства.Устройство для измерения временного интервала содержит генератор 1 импульсов, ВЯ-триггер 2, Р-триггеры 3,4, элемент ИЛИ 5, счетные триггеры 6,7, элемент И 8, счетчик 9, Прямой выход генератора 1 подключен к первому входу элемента И 8 и к С-входу О-триггера 3, а инверсный выход - к С-входу триггера 4. Я-вход триггера 2 подключен к шине 10 "Старт", а В-вход - к шине 11 "Стоп". Выход триггера 2 подключен к О-входам триггеров 3,4 прямой и инверсный выходы которых подключены к входам элемента ИЛИ 5. Второй выход элемента И 8 подключен к выходу триггера 4, а выход - к счетному входу счетчика 9, информационные выходы которого подключены к групповой шине 12 основной части результата измерений, Тактовый вход триггера 6 подключен к выходу элемента ИЛИ 5, а прямой выход - к шине 13 поправки и к тактовому входу триггера 7, выход которого подключен к дополнительной шине 14 "Знак". Шина 15 "Сброс" подключена к входам обнуления счетчика 9 и триггера 7 и к входу установки триггеров.обнулятся, О-триггер 6 установится в "1" поЯ-вхо 4 у".В момент начала измеряемого интервала Тк на шину 10 поступает старт-импульс,устанавливая триггер 2 в "1", а в моментОкончания Тх на шину 11 поступает стоп-импульс, возвращая триггер 2 в исходное состояние. Таким образом, на прямом выходетриггера 2 формируется строб-импульс,длительность которого равна длительностихСлучай, когда начало и конец строб-импульса приходятся на нулевые состоянияпрямой импульсной последовательности,Иллюстрируется временными диаграммамифиг.2. Начало строб-импульса находится вббласти 1112, а окончание - в области 16 л 7,Легко вычислить, что максимальная и минимальная длительнОсти строб-импульса, выраженные через т, составляютТмзкс = 17 - 11 = 4,5 Т,Тмин = 16 12 = 315 Г,Рассмотрим формирование результатаизмерения, С началом строб-импульса наО-входах триггеров 3,4 устанавливается "1".и в момент 12 по перепаду О/1 прямой импульсной последовательности триггер 3 устанавливается в "1" по С-входу. Триггер 4устанавливается в "1" в момент 1 з в результате воздействия на его С-вход перепадаО/1 инверсной импульсной последовательности, С момента 1 з элемент И 8 открыт дляимпульсов генератора 1. По окончаниистроб-импульса на О-входах триггеров 3,4вновь установится "0", и в момент 17 триггер3, а в момент 16 триггер 4 возвращаются висходное состояние. В интервале 1 злв через элемент И Я на вход счетчика 9 поступают четыре счетных импульса, в интервале. 17 л 6 на обоих входах элемента ИЛИ 5 потенциал "0", и на его выходе формируется"отрицательный" импульс, под воздействием которого триггер 6 опрокидывается, устанавливается в нулевое состояние,Поскольку на шине 13 поправки - "О", торезультат измерения составляетМ =4 г,а погрешность измерения Ы 0,5 г. На фиг. 3 иллюстрируется случай, когданачало строб-импульса приходится на нулевое состояние прямой импульсной последовательности (1112), а конец - на единичноесостоячие этой последовательности 16.,л 6),Максимальное и минимальное значенияизмеряемого интервала, очевидно, составятТмакс =16 - 11= 47,Тмин = 15-12 = 3 Г,Аналогично предыдущему случаю в момент с 2 триггер 3, а в момент 1 з триггер 4устанавливаются в "1". По окончании стробимпульса первым в "0" устанавливается5 триггер 4 в момент 16, а потом в момент т 7 -триггер 3, В интервале 1 зл 6 на вход счетчика 9 поступают три импульса, п=З,Триггеры 6,7 не изменяют своего состояния, поэтому по окончании измерения10 на шине 13 - "1", а на шине 14 - "О", КодпоправкиР=+0,5 т,так как "0" на шине 13 означает "3", а ".1"означает "-".15 Результат измерения составляетй = и+Р = 3 7+0,5 Г = 3,5 т,очевидно погрешность измерения Л3,5 сНа фиг. 4 представлен случай, когда на 20 чало строб-импульса приходится на единичное состояние (12.,яз), а окончание - нанулевое состояние е 6.17) прямой импульсной последовательности. Здесь максималь, ное и минимальное значения измеряемого25 интервала составляютТмзкс = 17 12 = 4 Т;Тмин =16 - 13=3 Т,Как видно из эпюр, с началом строб-импульса в единичное состояние устанавлива 30 ется триггер 4 в момент 1 з, а триггер 3 - вмомент 14. В интервале 1 зя 4 на выходе элемента ИЛИ 5 формируется импульс, по которому триггер 6 опрокидывается,устанавливаясь в "0", По окончании строб-.35 импульса первым в "О" возвращается триггер 3 в момент 17, а затем в момент 16 -триггер 4 При этом в интервале 17 л 6 навыходе элемента ИЛИ 5 вновь формируетсяимпульс, по которому триггер 6 вновь опро 40 кидывается, устанавливается в "1", Поперепаду О/1 на выходе триггера 6 опрокидывается триггер 7, устанавливается в "1",На шинах 13, 14- "1", что означает величинупоправки45 Р=-05 т,В интервале 1 злв через элемент И 8 навход счетчика 9 поступают четыре счетныхимпульса, т.е.п=45 О Очевидно, что результат измерения Кц ==и+Р = 4 т+ 0,5 т = 3,5 т;й 0,5 т,На фиг, 5 начало и окончание строб-импульса, приходятся нэ единичное состояниепрямой импульсной последовательности:55 Тмакс = 16 12 = 3,5 Т;Тмин = 16-тЗ = 2,5 т.Здесь, как и в предыдущем случае, винтервале 1 зя 4 на выходе элемента ИЛИ 5формируется импульс, и в момент 61 триггер1793426бустанавливается в "О". Элемент И 8 откры- с эпюрами фиг. 2, и результат измерения веется в момент тз, По окончании строиб-им- составитпульса состояние "1" возвращается, триггер Й - 4 к4 в момент тв, закрывая элемент 8, а триггер, - Если и триггер 4 успевает сработать в 3 устанавливается в."0". Как видно из зпюр, 5 момент 12, то устройство работает с соответтриггер 6 до конца йзмерения в нулевом ствиисфиг.3:состоянии, т,е, Р - О:.,. йц3,5 сВ интервале тзле на вход счетчика по- . Если в момент 12 триггер 3, а в момент ступают три счетных импульса, т.е, и = 3, гв триггер 4 не успевают сработать, что реТогда результат измерения составляет 10 зультат измерения формируется в соответйц = 3 Г,: - ствии с фиг.4:а погрешностьизмерения 1 Ы ф 05 г, каки " Й,5 т.в предыдущем случае, ." , Если триггер 3 в момент с 2 не сработал,Погрешность измереййя не превышает а триггер 4 в момент М успевает сработать, 0,5 г и в тех случаях, когда начало и/или 15 то. результат измерения формируется по конец строб-импульса совпадают. Пусть на- . фиг,5;чало строб-импульса приходится на момент . Йц = 3 йт, а окончание - на момент тв, При этомСравнивая измеренные значения сдейдлительность йзмеряемого йнтервала : ствительнымивидим, что погрешность изТ = м= 3,5 к ": -: , 20 мерения не превышает 0,5 с8 момент т 2 срабатывание триггера 3 Таким образом, предлагаемое устройст- имеет вероятностный характер. В момент М во обеспочивает точность измерения такую вероятностный характер имеет срабатыва же, что и протбтип, при этом имея меньший ние триггера 4;- . :-:объем оборудования, исключаются два лоЕслитриггер 3 срабатываетвмомент 12, 25 гическйх элемента, а вместо одного из О- аниггер 4 в момент ту не успевает срабо- триггеров используется счетный триггер. иль, "та устройство работает в соответствииФ о рм ул а и зоб ретен и явыходкоторогоподключен ктактовомувхоУстройство для измеренйя временного 35 ду счетноготрйггера, выход которого поди:терзалаыдержащее генератор импуль-: . ключен к шине поправки, а 3-вход - к шине сов, й 5=риггер, два О-триггэра; элемент "Сброс" и к входу обнуления счетчика, счет- ИЛЛ, элемент И, счетный триггер и счетчик,ный вход"которого подключен к выходу злепричем прямой выход генератора соединен мента И, второй вход которого соединен с с первым входом элемента И и с тактовйм, 40 прямым выходом второго О-триггера, а инвходом: первого О-триггера, а инверсный формационными выходами устройства яв выход - с тактовым входом второго О-триг- ляются групповые шины основной части гера, 3- и Й-входы ВЯ-триггера подключены " результата измерения, о т л и ч а ю щ е е с я соответственно к шинам "Старт" и "Стоп", " тем, что, с целью упрощения устройства, в прямой выходподключен к О-входам перво него введен дополнительный счетный го и второго О-триггеров, прямой выход пер-триггер, тактовый вход которого подключен вого О-трйггера и инверсный выход второгок выходу основного счетного триггера; пря- О-триггера подключены соответственно к мой выход - к дополнительной шине "Знак", первому и второму входам элемента ИЛИ, а В-вход подключен к шине "Сброс".Г1 "3426Составитель В, Беззубцев едактор С, Кулакова Техред М.Моргентал . Корректопп каз 504 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5изводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101