Устройство для измерения временных интервалов

Союз СоввтсиивСоциалистически кРвспубпии О П И С А Н И Е (и 894663ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ С ВИДИ ТИЛЬСТВУ(6 ) Дополнительное к авт. свид-ву 22)Заявлено 07;05,80 (21) 2919202/18-21с присоединениект заявки ров(53)М. Кл. 6 04 Г:10/04 3 ЬаударатаепыЯ квинтет СССР ао делам нзабратеннЯ н еткрцтнЯ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕИЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при построении инормационноизмерительных систем, применяемых вфизических экспериментах, для контроля временных интервалов между сиг 3налами с общим пуском для всех интервалов, как при поступлении сигналов по различным каналам, так и припоступлении серии сигналов по одно 0му каналу,Известно устройство для многоканального измерения временных интервалов, содержащее измерительныйблок, включаюций в себя счетчики,15запоминаюцпй блок, в ячейках которого хранятся числа, соответствующиеизмеренному интервалу, вплоть домомента их вывода по запросу от внешних систем управления 11"1.Недостатком этого устройства является сравнительно высокая сложностьнеобходимость использования дорогостоящих быстродействующих запоминающих устройств для сохранения высокой точности измерений. Однако эти затраты оправданы при увеличении числа каналов от 35 и выше.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является измеритель временных интервалов между обшим пусковым импульсом и импульсами, приходящими по и-различным каналам. Устройство содержит и счетчиков импульсов, п вентилей счета, генератор импульсов счета и и триггеров пуска, входы установки в "1" которых подключены к шине пуска, входы установки в "О" - к шинам измерительных каналов, а единичные выходы - к управляющим входам и вентилей счета, вторые входы которых подключены к шине импульсов счета, а выходы к информационным входам и счетчиков импульсов, Устройство содержит также блок вывода информации из и счетчиков методом последовательного досчета, содержащий ормиро89466 ватель импульсов досчета, подключенный к и вентилям досчета и вспомогательному счетчику, схему автоматического переключения режимов работы, таймер, коммутатор каналов, управляющий вентилями досчета 2.Однако известное устройство обладает ограниченными функциональными возможностями и имеет достаточно сложную блок-схему. 0Цель изобретения - упрощение устройства и расширение его функциональных возможностей путем сообцения ему возможности не только измерения временных интервалов между общим сигналом пуска и моментами поступления с сигналов по разным измерительным каналам, но и измерения временных интервалов между общим пуском и сигна 40 лами, поступающими в виде серии импульсов по одному измерительному каналу, Кроме того, в одноканальном режиме измерения устройство может работать в ждущем режиме, когда отсчет временных интервалов производится от первого импульса измеряемой серии. Упрощение устройства заключается в использовании некоторых узлов измерительной части для целей вывода информации, и упрощений некоторых узлов блока вывода.Указанная цель достигается тем, что в устройство для измерения временных интервалов, содержащее генератор импульсов счета,. формирователь импульсов досчета, блок автоматического переключения режимов работы, таймер, вспомогательный счетчик, вход которого соединен с первыми входами и вентилейдосчета, выходы которых подключены к информационным входам соответствующих и счетчиков импульсов, и элементов ИЛИ, первые входы которых соединены с соответствующими входными шинами каналов, а выходы - с входами установки в ноль соответ ствуюцих и триггеров пуска, прямые выходы которых соединены с первыми входами и вентилей счета, дополнительно введены блок разделения сигналов, формирователь импульсов пус ка и три элемента ИЛИ, причем шина "11 уск" через формирователь импульсов пуска подключена к первому входу первого дополнительного элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с до полнительпой шиной, а выход - с первым входом блока разделения сигналов, вход сброса которого соединен с шиной "Сброс" и с входами сброса блока автоматического переключения режимов работы, вспомогательного счетчика и таймера, вторыми входами элементов 11 ЛИ и установочными входами счетчиков импульсов, выходы которых объединены и подключены к третьим входам элементов ИЛИ, выходы генератора импульсов счета и формирователя импульсов досчета подключены соответственно к первому и второму входам блока автоматического переключения режимов работы, третий вход которого соединен с первым выходом блока разделения сигналов, второй и третий выходы которого соединены соответственно с первым входом второго дополнительного элемента ИЛИ и входами установки в единицу триггеров пуска: первого через третий дополнительный . элемент ИЛИ, всех остальных - непосредственно, первый выход блока автоглатического переключения режимов работы подключен ко вторым входам вентилей счета и входу таймера, выход которого соединен с одним из входов тре-. тьего дополнительного элемента ИЛИ, четвертыми входами всех элементов ИЗ%, кроме первого, и четвертым входом блока автоматического переключения режимов работы второй и третий выходы которого подключены соответственно к входу вспомогательного счетчика и второму входу блока разделения сигналов, все триггеры пуска соединены по схеме, последовательного регистра сдвига, синхровход которого подключен к выходу второго дополнительного элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом вспомогательного счетчика, 3 и К входы первого триггера пуска подключены соответственно к обшей .шине и шинеисточника питания, прямые выходы триггеров пуска подключены к управляющим входам соответствующих вентилей досчета, выходы которых соединены с дополнительными входами счетчиков,1Блок разделения сигналов содержит триггер и два элемента И-НЕ, первые входы которых объединены и соединены с первым входом блока и синхровходом триггера, прямой выход которого подключен к первому выходу блока и второму входу первого элемента И-НЕ, третий вход которого является вторым входом блока, вход сброса которого подключен к входу установ894663 би трехвходовый элемент И 19, выход.рормирователя 20 импульсов досчетаподключен к первому входу элементаИ 16, второй вход которого соедиф нен с прящщ выходом триггера 17,а выход - со входом счетчика 15 ипервыми входами вентилей 3-1 - 3-идосчета, инверсный выход триггера17 подключен к третьему входу элемен 1 Ф та И 19, первый вход которого подключен к выходу генератора 13 импульсов счета, а второй - к прямому выходу триггера 6, Выход элемента И 19подключен к таймеру И 14 вторым вхо 1 ф дам вентилей 2-1 - 2-и счета, выходвспомогательного счетчика 15 подключен к второму входу элемента ИЛИ 21,первый вход элемента ИЛИ 21 подключен к выходу элемента И-НЕ 8, а выл ход элемента ИЛИ 2 соединен с синхровходом регистра, образованноготриггерами 4-1 - 4-п пуска. Выход таймера 14 подключен к одному иэ входов триггера 17 и ко второму входуэлемента ИЛН 12. Входы установки ви и0 всех триггеров 4-1 - 4-и пускачерез элементы ИЛИ 22-1 - 22-и подключены к шине "Сброс", к измерительным каналам и к выходу таймера4 (за исключением первого триггерапуска).Импульсы, момент прихода которыхнеобходимо зафиксировать, могут подаваться по одному общему каналу наЭЭдополнительную шину 11 или по отдельным каналам на входы 23-1 - 23-п.В связи с этим можно выделитьдва режима измерения по одному каналуи по отдельным каналам.В обоих режимах измерения отсчетФвремени может производиться от моменэа подачи внешнего импульса на шину Пуск 5ки в ноль триггера, инверсный выход которого соединен со вторым входом второго элемента И-НЕ, выходы первого и второго элемечтов И-НЕ являются соответственно вторым и третьим выходами блока.Блок автоматического переключения режимов работы содержит триггер и два элемента И, выходы которых являются первым и вторым выходами блока, первый и второй входы которого соединены с первыми входами соответственно первого и второго элементов И, третий вход блока соединен со вторым входом первого элемента И, третий вход которого соединен с ицверснйм выходом триггера и является третьим выходом блока, прямой выход триггера подключен ко второму входу второго элемента И, входы установки в единицу и в ноль триггера являются соответственно четвертым входом и входом сброса блока. На чертеже приведена функциональная схема устройства для измерения времени интервалов.Устройство содержит счетчики 1-1 - 1-и импульсов, вентили 2-1 2-и счета, вентили 3- - 3-и досчета, триггеры 4-1 - 4-и пуска, прямые выходы каждого из которых подключены к первым входам соответствующей пары вентилей, все триггеры 4-1 - 4-и пуска соединены между собой по схеме последовательного регистра сдвига, информационные входыи К первого триггера пуска подключены соотве 1- ственно к общей шине и к шине источника питания; блок 5 разделения сигналов содержит триггер 6, элементы И-НЕ 7 и 8. Синхровход триггера 6, объединенный с первыми входами элементов И-НЕ 7 и 8, подключен к выходу элемента ИЛИ 9, входы которого соединены с формирователем 10 импульса пуска и дополнительной шиной 11 входного сигнала. Выход элемента И-НЕ 7 подключен непосредственно ко входам установки в "1" всех триггеров 4-1 - 4-и пуска за исключением первого, и через элемент ИЛИ 12 ко входу установки в "1" первого триггера 4- пуска. Устройство содержит генератор 13 импульсов счета, таймер 14, вспомогательный счетчик 15, служащий схемой синхронизации, блок 16 автоматического переключения рФкимов работы, содержащий триггер 17, двухвходовый элемент И 8 Так как дополнительная шина 11устройства и выход формирователя10 запуска объединены с помощью элемента ИЛИ 9, то в режиме измеренияпо одному каналу отсчет времени может производиться от момента поступления на шину 11 первого рабочегоимпульса. Для этого служит блок 5разделения сигналов. Первый рабочийимпульс или импульс пуска, черезэлемент ИЛИ 9 поступает на первые Ивходы элементов И-НЕ 7 и 8, а такжесинхровход триггера 6, Триггер 6управляется задним фронтом синхроимпульса, поэтому первый импульсвсегда проходит через элемент И-НЕЭ 5 Режим измерения времени по отдельным каналам отличается от режима измерения по одному каналу только тем, что рабочие импульсы поступают из отдельных каналов на шины 23-1 - 23-и 50 При этом триггеры 4-1 - 4-и пуска устанавливаются в 0 не последовательно, а в порядке поступлениярабочих импульсов.Формула изобретения 55 Устройство для измерения временных интервалов, содержащее генератор 8 и устанавливает все триггеры 4-1 4-и пуска в "1", После прохождения первого импульса триггер 6 устанавливается в "1" и открывает элемент И 19, через который импульсы от генератора 13 поступают на вход таймера 14 и на входы вентилей 2- 2-и счета, на другие входы которых уже поданы разрешающие потенциалы с прямых выходов триггеров 4-1 10 4-п пуска. Начинается заполнение счетчиков 1-1 - 1-и. В дальнейшем импульсы, поступающие на шину 11 через элемент И-НЕ 8 и элемент ИЛИ 21 поступают на синхровходы тригге ров 4-1 - 4-и пуска и последовательно переключают их в "О", При этом прекращается счет на соответствующих счетчиках, чем и фиксируются моменты прихода импульсов, 10После окончания.фзаданного времени измерения таймер 14 выдает сигнал переключения режима работы. Этим сигналом триггер 17 и первый триггер 4-1 пуска устанавливаютсяв "1", а 25 все остальные триггеры 4-2 - 4-и пуска - в 10".Переключатель в "1" триггер 17 закрывает элементы И-НЕ 8 и И 19, и открывает элемент И 18, через который импульсы досчета от формирователя 2 О начинают поступать на вход вспомогательного счетчика 15. Вспомо гательный счетчик 15 предназначен для счета импульсов досчета с коэффициентом пересчета, равным десяти.Так как первый триггер 4-1 пуска установлен, в "1", то импульсы досчета поступают на первый счетчик 1-1, После окончания вывода информации из первого счетчика вспомогательный счетчик 15 выдает импульс сдвига "1" ф в регистр из триггеров 4 пуска. Начинается вывод информации из второго канала и т.д.45 импульсов счета, формирователь им пульсов досчета, блок автоматического переключения режимов работы, таймер, вспомогательный счетчик,вход которого соединен с первыми входами и вентилей досчета, выходы которых подключены к информационным входам соответствующих п счетчиков импульсов, и элементов ИЛИ, первые входы которых соединены с соответствующими входными шинами каналов, а выходы - с входами установки в ноль соответствующих и триггеров пуска, прямые выходы которых соединены с первыми входами и вентилей счета, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства и расширения его функциональных возможностей, в него дополнительно введены блок разделения сигналов, формирователь импульсов пуска и три элемента ИЛИ, причем шина"Пуск" через формирователь импульсов пуска подключена к первому входу первого дополнительного элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с дополнительной шиной, а выход - с первым входом блока разделения сигналов, вход сброса которого сое динен с шиной "Сброс" и с входами сброса блока автоматического переключения режимов работы, вспомогательного счетчика и таймера, вторыми входами элементов ИЛИ и установочными входами счетчиков импульсов, выходы которых объединены и подключены к третьим входам элементов ИЛИ, выходы генератора импульсов счета и формирователя импульсов досчета подключены соответственно к первому и второму входам блока автоматического переключения режимов работы, третий вход которого соединен с первым выходом блока разделения сигналов, второй и третий выходы которого соединены соответственно с первым входом второго дополнительного элемента ИЛИ и входами установки в единицу триггеров пуска: первого через третий дополнительный элемент ИЛИ, всех остальных - непосредственно, первый выход блока автоматического переключения режимов работы подключен ко вто рым входам вентилей счета и входу таймера, выход которого соединен с одним из входов третьего дополнительного элемента ИЛИ, четвертыми входами всех элементов ИЛИ, кроме первого, и четвертым вхо" дом блока автоматического переключения режимов работы, второй и .третий выходы которого подключены соответственно к входу вспомогательного счетчика и второму входу блока разделения сигналов, все триггеры пуска соединены по схеме последовательного регистра сдвига, синхровход которого подключен к выходу второго дополнительного элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом вспомогательного счетчика, 3 и К входы первого триггера пуска подключены соответственно к общей шине и шине источника питания, прямые выходы триггеров пуска подключены к управляющим входам соответствующих вентилей досчета, выходы которых соединены с дополнительными входами счетчиков.2, Устройство по п. 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что блок разделения сигналов содержит триггер н два элемента И-НЕ,первые входы которых объединены и соединены с первым входом блока и синхровходом триггера, прямой выход которого подключен к первому выходу блока и второму входу первого элемента И-НЕ, третий вход которого является вторым входом блока, вход сброса которого подключен к входу установки в ноль триггера, инверсный выходкоторого соединен со вторым входомвторого элемента И-НЕ, выходы первого и второго элементов И-НЕ являютсясоответственно вторым и третьим выходами блока.3, Устройство по п, 1, о т л и .ч а ю щ е е с я тем, что блок авто 1 ф матического переключения режимов работы содержит триггер и два элементаИ, выходы которых являются первым ивторым выходами блока, первый и второй входы которого соединены с первмми входами, соответственно первого ивторого элементов И, третий вход блока соединен со вторым входом первогоэлемента И, третий вход которого соединен с инверсным выходок триггера иявляется третьим выходом блока, прямой выход триггера подключен ко второму входу второго элемента И, входыустановки в единицу и в ноль триггерамиявляются соответственно четвертым входом и входом сброса блока.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Цитович А,П, Ядерная радиоэлектроника. И., "Наука", 1967, с, 520522.2. Иирский Г.Л. Радиоэлектронныеизмерения. Х., 1975. с. 179.СостаРедактор Е. Папп Техред итель Л. ПлМ. Надь б. Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,Заказ 11486/76 Тираж В 11 ИИПИ Государственн по делам изобретен 113035, Иоскна И