Измеритель коротких интервалов времени

Оп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 04. 07,80 (2 ) 2950177/18-21с присоединением заявки РЙ(23) ПриоритетОпубликовано 15,04.82Бюллетень И 14Дата опубликования описания 15,04,82 Союз СоввтскикСоциал истичвскикРвспубпик оц 920629(51)М. Кл. С 04 Р 10/04 еееудеретеенный комитет СССР ао делам изобретений и открытий(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ КОРОТКИХ ИНТЕРВАЛОВ ВРЕМЕНИ Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения однократных коротких интервалов времени, а также для измерения длительности однократных импульсов сложной формы5 Известно устройство для измерения и регистрации знакопеременного импульсного процесса сложной формы, которое содержит семь нуль-органов, входы которых соединены с источником сигнала и блоком пороговых напряжений, регистр, состоящий из сети триггеров, соединенных с выходами счетчика, преобразователь кода, две группы по семь в каждой дифференцирующих цепей, две многовходовые схемы ИЛИ,два вентиля,. входы которых подключены к восьмому триггеру управления, двухвходовую схему ИЛИ, выход которой соединен с формирователем строба адреса, генератор образцовой частоты и запоминающий блок 711. Недостатком этого устройства является невысокая точность измерения временных интервалов, так как измерения производятся только в особых точках, соответствующих изменению характера процесса с монотонно возрастающего на монотонно убывающий и наоборот, и невысока точность регистрации особых точек. Недостатком также является относительная сложность устройства.Известен также измеритель коротких интервалов времени, который состоит иэ двух дискриминаторов, вход каждого иэ которых подключен ко входу измерителя, выход первого дискриминатора - к одному входу первого триггера, а выход второго дискриминатора через первую схему ИЛИ - к другому входу первого триггера, выход которого подключен к первому входу втоРой схемы ИЛИ кварцевый генератор, выход которого через вторую схему ИЛИ соединен со счетным920 б 23входом первого счетчика и через третью схему ЛИ - со счетным входом второго счетчика, второй вход третьей схемы ИЛИ подключен к выходу второго триггера, один вход которого подсоединен к входу "Старт" измерителя, а другой вход - к шине "Сброс", которая подключена ко второму входу первой схемы ИЛИ и установочному входу второго счетчика, три триггера, две схемы ИЛИ, схему И, причем второй счетчик через схему И подключен ко входу третьего триггера, один выход которого через четвертую схему ИЛИ подключен к уста-новочному входу первого счетчикак счетному входу четвертого триггера, а другой выход через пятую схему ИЛИ - к счетному входу пятого триггера, выход которого соединен с третьими входами второй и третьей схем ИЛИ, второй вход пятой схемы ИЛИ подключен к одному выходу первого триггера, второй выход которого подключен ко второму входу четвертой схемы ИЛИ, управляющие входы четвертого триггера подсоединены к управляющим входам измерителя, а шина сброс соединена со всеми триггерами 2 .Недостатком этого устройства являются низкие функциональные всзможности из-за необходимости измерения коротких интервалов времени, ограниченных импульсами, в которых кслебания на переднем фронте являются произ"35 вольными во времени, т.е. когда заранее неизвестен интервал времени, в течение которого эти колебания мдгут происходить.ЮДНаиболее близким по техничес.кой сущности к изобретению является измеритель коротких интервалов времени, содержащий два дискриминатора уровней напряжений, входы которых соединены со входон измерителя, выход первого4 Я дискриминатора соединен со вторым установочным входом первого триггера, а выход второго дискриминатора через первую схему ИЛИ - с первым установочным входом первого триггера, шина "Сброс" соединена с первыми установочными входами 1 второго, третьего, четвертого и пятого триггеров непосредственно и через первую схему ИЛИ с первым установочным входом первого триггера и с установочным. входом второго счетчика, Выход кварцевого генератора соединен с первыми входами 9 4второй и третьей схемы ЛИ, а второйвыход второго триггера соединен стретьим входом третьей схемы ИЛИ,Счетный вход третьего счетчика соединен с выходом четвертой схемы ИЛИ,первый вход которой соединен с выходом кварцевого генератора, второйс входами второй и третьей схем 1 ЛИи с выходом пятого триггера, третийс входом второй схемы ИЛИ и с вторымвыходом первого триггера и через схему задержки импульсов - с первым установочным входом шестого триггера, ачетвертый - с первым выходом третьеготриггера, с счетным входом четвертоготриггера и с первым входом первойсхемы ИЛИ-НЕ, второй вход которойсоединен с вторым входом второй схемыИЛИ-НЕ, с счетным входом третьеготриггера, с первым выходом первоготриггера и с вторым установочным входом шестого триггера, а третий входпервой схемы ИЛИ-НЕ соединен с третьимвходом второй схемы ИЛИ-НЕ и с выходомшестого триггера, выход первой ивторой схем ИЛИ-НЕ соединены с установочными входами третьего и первогосчетчиков соответственно, а первыйвход второй схемы ИЛИ-НЕ соединенс вторым выходом третьего триггераи с входом второй схемы ИЛИ Я ,Недостатками известного устройства являются невозможность измерениякоротких интервалов времени, ограниченных импульсами сложной формы, назаднем фронте которых наблюдаютсяколебания относительно заданногоуровня, т.е, недостаточно широкиефункциональные возможности, а такжеотносительно высокая сложность схемыв тех случаях, когда длительностьколебании имеет определенную величину, но в то же время произвольна вовремени,Целью изобрете ния является р асширение функциональных возможностей при одновременном упрощении устройства.Поставленная цель достигается тем, что в измеритель коротких интервалов времени, содержащий два дискриминатора уровней напряжения, входы которых подключены ко входу измерителя, выход первого дискриминатора соединен с Я-входом первого триггера, выход второго дискриминатора - с первым В.-входом первого триггера, единичный выход которого соединен с пер 5 9206 вым входом первого элемента И-НЕ, а нулевой выход - с первым входом второго элемента И-НЕ, единичный выход второго триггера соединен с первым входом третьего элемента И-НЕ, выход кварцевого генератора подключен ко вторым входам первого ифтретьего элементов И-НЕ, выходы первого и третьего элементов И-НЕ подклюцены к счетнь 1 м входам первого и второго 1 О счетчиков соответственно, выход второго элемента И-НЕ подключен к установоцному входу первого счетчика, шина Сброс" соединена со вторым Й-входом первого триггера, Й-входами 3 З второго и третьего триггеров и с установочным входом второго счетчика, дополнительно введен элемент И-НЕ, причем нулевой выход первого триггера соединен с 5-входом второго триг гера и с первым входом дополнительного элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с первым выходом второго счетчика, а выход " с Я-входом третьего триггера, нулевой выход ко" 25 торого соединен с третьим входом первого элемента И-НЕ, второй выход второго счетчика подключен ко второму входу второго элемента И-НЕ и ктретьему входу третьего элемента И"НЕ,рв На фиг. 1 приведена структурнаясхема устройства; на фиг. 2 - входной импульс, временные параметры ко"торого измеряются на уровне Цп,ЗУстройство состоит из двух дискри"минаторов 1 и 2 уровней напряжения,срабатывающих соответственно при увеличении и уменьшении по модулю) входного импульса до пороговой величиныЩ), трех Й 5-триггеров 3-5, кварцевого генератора 6, четырех элементов10 И-НЕ и двух счетчиков 11 и 12,Входы дискриминаторов 1 и 2 соединяются между собой и со входом 13 измерителя, на который подается измеряемый импульс, Выход дискриминатора 1соединен с 5-входом триггера 3, а выход дискриминатора 2 - с первымЙ-входом триггера 3, второй Й-входкоторого соединен с Й-входом триггеров 4 и 5, установочным входом счетчика 12 и шиной 14 "Сброс" измерителя. Единичный выход триггера 3 соединен с первым входом элемента 7 И"НЕ,второй вход которого соединен с выходом кварцевого генератора 6 и свторым входом элемента 9 И-НЕ, первый вход которого соединен с единчч 29 бным выходом триггера 4, Выход эле"мента 7 И-НЕ соединен со счетным входом счетчика 11, а выход элемента9 И-НЕ - со счетным входом сцетчика12, первый выход которого соединенсо вторым входом элемента 10 И-НЕ,выход которого соединен с 5-входомтриггера 5, нулевой выход которогосоединен с третьим входом элемента7 И-НЕВторой выход счетчика 12 сое"динен с третьим входом элемента9 И-НЕ и с вторым входом элемента8 И-НЕ, первый вход которого соединен с нулевым выходом триггера 3,5-входом триггера 4 и первым входом .элемента 10 И-НЕ. Выход элемента8 И-НЕ соединен с установочным входом счетчика 11,Измеритель работает следующим образом.По сигналу "Сброс",. подаваемомуна вину 14, триггеры 3-5 и счетчик12 устанавливаются в нулевое состояние, при этом с второго выхода счетчика 12 на второй вход элемента 8 И-НЕподается единичный логический сигнал,а так как на первый вход элемента8 И-НЕ с нулевого выхода триггера 3также поступает единичный логическийсигнал, то на выходе элемента 8 И-НЕвыходной сигнал принимает нулевоелогическое значение, в результате чего счетчик 11 также обнуляется, Нулевой логический сигнал с первого выхода счетчика 12, поступая на второйвход элемента 10 И-НЕ, устанавливаетна его выходе единичный логическийсигнал, который не препятствует триггеру 5 установиться в нулевое состояние. Сигналы на первом и втором выходах сцетчика 12 находятся в противофазе. В нулевом состоянии счетчика12 на его первом выходе - нулевой логический сигнал, а на втором - единичный, при переполнении эти сигналыизменяются на инверсные. Измеритель готов к работе. Емкость счетчика 12 выбирается таким образом, чтобы его переполнение наступало через время 1, определяемое следующим образом( 1 ь й + где й - максимально возможное времяколебаний на переднем фронте импульса;1 п - минимально возможная длительность измеряемого импульса.7 92062Выполнение указанного выше соотношения в большинстве практических случаев не вызывает затруднений. При подаче на вход 13 исследуемого импульса начинается процесс измерения. 5В момент достижения входным импульсом уровня срабатывания дискриминатора 1 (точка 15 на фиг. 2), последний срабатывает и своим выходным сигналом опрокидывает триггер 3 в единичное состояние. Сигнал с нулевого выхода триггера 3 опрокидывает триггер 1 так же в единичное состояние, сигнал с единичного выхода которого разрешает прохождение сигналов с кварцево Б го генератора 6 через элемент 9 И"НЕ на счетный вход счетчика 12. Счетчик 12 начинает отсчет времени. Одновременно сигнал с единичного выхода триггера 3 разрешает прохождение 2 р импульсов с кварцевого генератора 6 через элемент 7 И-НЕ на счетный вход счетчика 11, Счетчик 11 начинает отсчет времени йп.Если исследуемый импульс уменьша ется (по модулю) до значения Ц (точка 16 на фиг. 2), т,е. на переднем фронте наблюдаются колебаний (так яазываемый "дребезг"), срабатывает дискриминатор 2. Выходной сигнал с Зо дискриминатора 2 возвращает триггер 3 в нулевое состояние и так как счетчик 12 еще не переполнился (время й еще не прошло), а следовательно на втором входе элемента И-НЕ 8 присутствует единичный логический сигнал, то единичный логический сигнал с нулевого выхода триггера 3 устанавливает на выходе элемента 8 И-НЕ нулевой логический сигнал 8 результате счетчик 11 обнуляется.При новом увеличении (по модулю) входного импульса до значения 0 п (точка 17 на фиг. 2) опять срабаты 43 вает дискриминатор 1 и триггер 3 опрокидывается в единичное состояние, 8 результате чего, как уже ясно из сказанного выше, счетчик 11 начинает отсчет времени й 1, Далее процесс измерения повторяется, при этом счетчик 11 каждый раз начинает отсчет времени йп с нуля. При последнем увеличении входного импульса до значения Бп (точка 18 на фиг. 2) в интервале времени й срабатывает дискриминатор и счетчик 11 начинает отсчет времениЧерез время й счетчик 12 переполняется и нулевой логический сигнал с его второго выхода, поступая на второй вход элемента 8 И-НЕ запрещает прохождение сигнала обнуления на установочный вход счетчика 11. Одновременно этот же сигнал, поступает на третий вход элемента 9 И-НЕ, запрещает дальнейшее поступление счетных импульсов с кварцевого генератора 6 через элемент 9 И-НЕ на счетный вход счетчика 12. При уменьшении (по модулю) входного импульса до значения 13 п (точка 19 на фиг. 2) срабатывает дискриминатор 2 и возвращает триггер 3 в нулевое состояние, запрещая прохождение счетных импульсов с кварцевого генератора 6 на вход счетчика 11.Так как, на первом выходе счетчика 12 присутствует единичный логический сигнал, который, суммируясь с единичным логическим сигналом с нулевого выхода триггера 3, устанавливает на выходе элемента 10 И-НЕ нулевой логический сигнал, то триггер 5 опрокидывается в единичное состояние.Нулевой логический сигнал с ну-левого выхода триггера 5, поступая на третий вход элемента 7 И-НЕ, подтверждает окончание процесса измерения и не позволяет счетчику 11 счет импульсов кварцевого генератора 6 при наличии "дребезга" е на заднем фронте исследуемого импульса.Применение изобретения позволяет измерять длительность коротких однократных импульсов сложной формы с колебаниями как на переднем, так и на заднем фронте импульса, когда время появления этих колебаний неизвестно, но известна их длительность,Формула изобретенияИзмеритель коротких интервалов времени, содержащий два дискриминатора уровней напряжения, входы которых подключены к входу измерителя, выход первого дискриминатора соединен с Б-входом первого триггера, выход второго дискриминатора - с первым Й-входом первого триггера, единичный выход которого соединен с первым входом первого элемента И-НЕ, а нулевой выход - с первым входом второго элемента И-НЕ, единичный выход второго триггера соединен с первым входомтретьего элемента И-НЕ, выход кварцевого генератора подключен к вторымвходам первого и третьего элемента9 92062 И-НЕ, выходы первого и третьего элементов И-НЕ подключены к счетным входам первого и второго счетчиков соответственно, выход второго элемента И-НЕ подключен к установочному входу первого счетчика, шина "Сброс" соединена с вторым Й-входом первого триггера, Й-входами второго и третьего триггеров и с установочным входом второго счетчика, отличающийся 1 О тем, что, с целью расширения функциональных возможностей при одновременном упрощении устройства, в него дополнительно введен элемент И"НЕ,причем нулевой выход первого триггера 1 б соединен с Я-входом второго триггера и с первым входом дополнительного 9 10элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с первым выходом второго счет чи ка, а выход " с Б- входом трет ьего триггера, нулевой выход которого соединен с третьим входом первого эле" мента И-НЕ, второй выход вторбго счетчика подключен к второму входу второго элемента И-НЕ и к третьему входу третьего элемента И-НЕ.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР М 419813, кл. С 01 В. 29/02, 19712, Авторское свидетельство СССР М 527693, кл, С 04 Р 10/04, 1975.3. Авторское свидетельство СИР М 711537, кл. С 04 Р 10/04) 1977.920629Составитель Ю. ТюпицРедактор И. Товтин Техред А.Бабинец Корректор 0БилакВюв аецеЗаказ 2337/51 Тираж 429 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Н, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная, 4