Измеритель временных интервалов

)У елам нэебретеннн К 68 1.3 088.8) н еткрмтнн та опубликования описания 28,02,83. Антон Специальное проектно-ко автоматизации Вильнюсс аств трукгорс о произв(54) ИЗМ ЕРИТЕЛ РЕМ ЕН НЫХ ИНТЕРВАЛОВ Изобретение относится к измерительной технике и автоматике и предназначено для измерения временных интервалов и характеристик переходного процесса установления частоты: длительности монотонной его части, обшей его длительности и количества переходов периода через его установившееся значение, и может быть использовано для построения математических моделей исследуемых систем с помошью цифровых вычислительных машин во многих областях науки и техники, например, в нейрофизиологии.Известен измеритель времени переходного процесса установления частоты, содержащий формирователи сигналов, ключи, реверсивный счетчик, триггер, устройства усреднения, элемент сравнения, цифровые часы, источник регулируемого опорного напряжения, блок управления, регист-р ратор 1 3 .Этот измерит нем методе усреднения широтно-модулированных импульсов в постоянное напряжение, ошибки повторяюшихся циклов иэмерени ледуюшим усреднением, и позво ределить время переходного пр установления частоты только и тонном изменении частоты, что ясп т опя самоношест но ограничивает области применения эанного измерителя,Известен измеритель времени переходного процесса, содержащий ключ, счетчик, устройство индикации, формирователь мерных интервалов, устройство регулируемой задержки 2 3.К недостаткам указанного измерителя относятся трудность выбора длительности задержки и мерных интервалов, обусловленная неравномерностью изменения периода и приводящая к большим погрешностям измерения времени переходного процесса установления ча тоты, невозможность определения других характевен ука ность измерени частоты, опреде ель имеет низкую точвремени установления емую используемым в ля уменьшения вероятностно бует применения многократн3 1001ристик переходного процесса установления частоты, низкая производительность.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности является преобразователь временных интервалов в 5цифровой код, содержащий генератор калиброванной частоты, элементы совпадения, счетчики, запоминающее устройство,триггеры, усилитель-формирователь, линии задержки 3 .1 ОУказанный измеритель не позволяетопределить установившееся значение периода, характер его изменений и харак теристики переходного процесса установления частоты. 15Пель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет возможности определения установившегося значения периода, характера его изменений.и характеристик переходного процесса 2 Оустановления частоты,Поставленная цель достигается тем,что в измеритель временных интервалов,содержащий усилитель-формирователь, выход которого через первую линию задержки подключен к первым входам первого ивторого элементов совпадения и непосредственно - к входу триггера управления, генератор импульсов соединен спервыми входами третьего и четвертогоэлементов совпадения, выходы которыхсоединены со счетными входами соответственно первого и второго счетчиков,выходы которых подключены соответВственно к первому и второму входам заЭ 5поминаюшего устройства, первый выходтриггера управления подключен к вторымВходам первого и третьего элементовсовпадения, второй выход триггера управления соединен с вторыми входами вто 40рого и четвертого элементов совпадения,выход первого элемента совпадения соединен с первым установочным входомзапоминающего устройства непосредственно и через вторую линию задержки 45с установочным входом второго счетчика, выход второго элемента совпадения подключен к второму установочномувходу запоминающего устройства непосредственно и через третью линию задержки - к установочному входу первогосчетчика, введены триггеры запуска, считыванияи блокировки, три элемента совпадения, три счетчика, одновибратор, трирегистра, два блока сравнения кодов,блок формирования кодов, делитель частоты на два и три элемента ИЛИ, причем выход усилителя-формирователя подключен к входам триггеров запуска и 000 фсчитывания, выходы которых соответственно соединены с входом генератораимпульсов и первым входом пятого элемента совпадения, второй вход которогосоединен с выходом генератора импульсов, а выход - со счетным входом третьего счетчика, выход которого подключен к информационному входу первогорегистра, вход записи которого соединенс выходом первого элемента ИЛИ, первыйи второй входы которого подключены квыходам первого и второго элементовсовпадения, соответственно, первый,второй и третий выходы запоминающегоустройства соединены с первыми входами соответственно первого блока сравнения кодов, блока формирования кодови второго блока сравнения кодов, первыйи второйвыходы блока формирования кодов подключены к вторым входам первого и второго блоков сравнения кодов соответственно, первые выходы которыхсоединены с первым и вторым входамисоответственно второго элемента ИЛИ,выход которого подключен к первомувходу шестого элемента совпадения, входу записи второго регистра и входу делителя частоты на два, выход которогосоединен со счетным входом четвертогосчетчика и установочным входом пятогосчетчика, счетный вход которого подключен к выходу третьего элемента ИЛИи входу триггера блокировки, выход которого соединен с вторым входом шестого элемента совпадения, выход которого подключен к входу записи третьегорегистра, информационный вход которогоподключен к информационному входу второго регистра и выходу первого регистра, вторые выходы первого и второгоблоков сравнения кодов соединены с первым и вторым входами соответственнотретьего элемента ИЛИ, третий выходблока формирования кодов соединен с.первым входом седьмого элемента совпадения, второй вход которого соединенс выходом пятого счетчика, а выход - свходом одновибратора, выход которогоподключен к первому входу блока формирования кодов.На чертеже представлена функциональная схема измерителя,Измеритель содержит усилитель-формирователь 1, генератор 2 импульсов, элементы 3-9 совпадения, триггер 10 управления, триггер 11 запуска, триггер12 считывания триггер 13 блокировки,линии 14-16 задержки, счетчик 17-21,запоминающее устройство 22, одновиб5 100ратор 23, регистры 24-26, блоки 27и 28 сравнения кодов, блок 29 формирования кодов, делитель 30 частоты надва, элементы ИЛИ 31-33.Измеритель работает следующим образом.Перед началом работы по цепи установки ф 0" ( нв показана) триггеры 1013, счетчики 17-21, регистры 24-26,запоминающее устройство 22 и блох29 формировааия кодов внешним управляющим устройством устанавливаютсяв исходное состояние. При этом на выходах триггеров 11 и 12 устанавливается низкий (запрещающий) уровеньнапряжения, а на выходе триггера 13 высокий (разрешающий) уровень, на первом выходе триггера 10 низкий уровень,а на его вторсм выходе - высокий, навыходах счетчиков 17-21, регистров24-26, в памяти запоминаюшего устройства 22 и блока 29 формирования кодов, - нулевой код, Генератор 2, работающий в ждущем режиме, находится взаторможенном состоянии,Первый усиленный и сформированныйв усилителе-формирователе 1 импульсчастоты переходного процесса исследуемой системы, поступающей по шине"Вход", опрокидывает триггеры 10-12в противоположно состояние. На выходах триггеров 11 и 12 появляется вы сокий уровень напряжения, на первомвыходе триггера 10 - высокий уровень,а на его втором выходе низкий. Высокийуровень с выхода триггера 11 запускаетгенератор 2 импульсов, Импульсы генератора. 2 проходят через элементы 3 и 7совпадения и подсчитываются соответственно счетчиками 17 и 19. пульс усилителя-формирователя 1 .с выхода элемента 6 совпадения черм.элемент 31 ИЛИ переписывает код с выхода счетчика 19 МТх, в регистр 24. Ука"0",Третий импульс усилителя-формирователя 1 вновь опрокидывает триггер 10в противоположное исходному состояние,импульсы генератора вновь подсчитываются счетчиком 17, код счетчика 18переписывается во вторую группу ячеекпамяти запоминающего устройства 22,; Текущее значение второго периода Ту со2" -ответствует коду ЬНх с выхода второйгруппы ячеек памяти запоминающегоустройства 22, передаваемое с третьего выхода запоминающего устройства 22 на первый вход блока 28сравнения кодов, Третий импульс усилителя-формирователя 1,. кроме того, пе реписывает код МТ из первой группы2 1ячеек памяти запоминающего устройства22 в его буферную память, выходнойкод которой является предшествующим .коду ЙТ(текущему) и,с второго выхода"2запоминающего устройства 22 проходитчерез блок 29 формирования кодов навторые входы блоков 27 и 28 сравнения кодов. Тем же импульсом с выходасчетчика 19 в регистр 24 переписыва-.ется суммарный код3= ( +4 х1 2 Второй импульс .усилителя-формирова;: теля 1 опрокидывает триггер 10 в ис-. ходное состояние, элемент 3 совпадения запирается и импульсы генератора 2 прекращают поступление на вход счетчика 17 и начинают прохождение через элемент 4 совпадения, подсчитываясь счетчиком 18. Этим же импульсом усилителя-формирователя 1, задержанным в линии 14 и прошедшим через элемент 6 совпадения, код с выхода счетчика 17 переписывается в первую группу яче-. ек памяти запоминающего устройства 22, выходной код которых с его первого выхода поступает затем на первый вход блока 27 сравнения кодов, Этот код опре деляет текущее значение первого периода Т исследуемой частоты. Второй имХ 1 1000 е При поступлении очередного импульсаусилителя-формирователя 1 на вход триг-,гера 1 С; последний каждый раз изме-.няет свое состояние и импульсы ждущего генератора 2 подсчитываются поочередно счетчиками 17 нечетных и 18 45четных серий счетных импульсов, с выхода которых поочередно фиксируется,код текушего значения периода ЙТх соотгветственно в первой и второй группахячеек памяти запоминающего устройства;22, а в его буферной памяти - код предшествующего текущему значению перио.да ЙТСчетчик 19 непрерывно поцсчитываетимпульсы ждущего генератора 2, а аИ регистр 24 переписывается от импульсак импульсу усилителя-формирователя 1ступенчатое приращение кода с выходасчетчика 19 С 1 Ч 7 который поступает101000 10 5 10 режиме,25 30 Измеритель временных интервалов, содержаший усилитель-формирователь, выход которого через первую линию задержки подключен к первым входам первого и второго элементов совпадения соответственно - к входу триггера управления, генератор импульсов соединен с первыми входами третьего и четвертого элементов совпадения, выходы которых соединены со счетными входами соответственно первого и второго счетчиков, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам запоминаюшего устройства, первый выход триггера управления подключен к вторым входам первого и третьего элементов совпадения, второй выход триггера управления соединен с вторыми входами второго и четвертого элементов совпадения, выход первого элемента совпадения соединен с первым установочным входом эапоминаюшего устройства непосредственно и через вторую линию задержи в ,: установочным входом второго счетчика, выход второго элемента совпадения попкл чен к второму 35 40 45 5055 Э29 10 да ЙТс кодом либо нижнего, либо верх 1 него предельных отклоненийМТ =1 МТ; пр МТ=МТ :а; 1=1 1 РЙТ= ЯТ,при МТх - ЙТ =+1х,= в,где т - количество периодов Тх до-го совпадения кода МТх .с кодом ЙТнр - количество периодов Тх, доК-го совпадения кода МТх.с кодом МТв,- количество совпадений кода Тх.с кодом МТ если переходныйпроцесс завершается после данного совпадения,"К - количество совпадений кодаМТ, с кодом МТв, если переходный процесс завершилсяпосле укаэанного совпадения,Обшее количество импульсов совпадения является нечетным, посколькуколичество совпадений кода КТх с кодом1МТв нечетное, а количество совпаденийкода МТх, с кодом МТв четное. Делитель30 частоты на два уменьшает обшее количество импульсов совпадения и двараза, При этом нечетный импульс отбрасывается, а все четные - проходят насчетный вход счетчика 21 и на вход установки в "0" счетчика 20. На выходесчетчика 21 фиксируется код, соответствующий количеству переходов исследуемого периода через установившееся значение (порядок системы): где Э=+ К - общее количество совпадений кодов МТхс кодами МТ 1 и МТВКаждый импульс совпадения кода МТ с кодом ЙТут, приходящий на счетный вход счетчика 20 сопровождается четным импульсом совпадения кода МТх. скодами МТ или ИТН, приходящими на вход установки счетчика 20 в "0"; если переходный процесс не установился. После установления переходного процесса повторный импульс совпадения йТ с МТст переводит счетчик 20 в состояние "10", высокий уровень с выхода его второго разряда останавливает переходный процесс в исследуемой системе. На этом работа измерителя в автоматическом режиме завершена,В ручном режиме работы оператор вручную записывает в оперативную память блока 29 формирования кодов код установившегосязначения периода, если оно заранее известно. Работа иэ мерителя в ручном режиме ничем не отличается от второго цикла определения характеристик переходного процесса установления частоты в автоматическом В рассмотренном измерителе методическая ошибка измерения временных характеристик переходного процесса установления частоты не превышает длительности счетного периода, что обеспечивается синхронностью первого импульса ждущего генератора с началом переходного процесса, Измеритель позволяет работатькак в ручном, так и в автоматическомрежимах, может определить установившееся значение периода, характер егоизменений от периода к периоду исследуемой частоты и характеристики переходного процесса установления частотыв цифровой форме,форм улаизобретения000 12соединены с первым и вторым входамисоответственно второго элемента ИЛИ,выход которого подключен к первомувходу шестого элемента совпадения,входу записи второго регистра и входуделителя частоты на два, выход которого соединен со счетным входом четвер- .того счетчика и установочным входомпятого счетчика, счетный вход которогоподключен к выходу третьего элементаИЛИ, и входу триггера блокировки, выход которого соединен с вторым входомшестого элемента совпадения, выход которого подключен к входу записи третьего регистра, информационный вход которого подключен к информационномувходу второго регистра и выходу первогорегистра, вторые выходы первого и второгоблоков сравнения кодов соединены с первым ивторым входами соответственно третьего элемента ИЛИ, третий выход блокаформирования кодов соединен с первымвходом седьмого элемента совпадения,второй вход которого соединен с выходом%пятого счетчика, а выход - с входом одновибратора, выход которого подключен квторому входу блока формирования кодов,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРМ 742829, кл. Н 03 К 13/20, 1978.2. Авторское свидетельство СССРМ 608260, кл. Н 03 К 13/20, 1974,.3, Авторское свидетельство СССРМ 336793, кл. Н 03 К 13/02, 1968. 11 1001 установочному входу запоминающего устройства непосредственно и через третью линию задержки - к установочному входу первого счетчика, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расшфения функ- З циональных,возможностей, в него введены триггеры запуска, считывания и блокировки, три элемента совпадения; три счеМ чика, одновибратор,. три регистра, два блока сравнения кодов, блок формирова ния кодов, делитель частоты на два и три элемента ИЛИ, причем выход усилителя-формирователя подключен к входам триггеров запуска и считывания, выходы которых соответственно соединены с вхо дом генератора импульсов и первым входом пятого элемента совпадении, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход - со счетным входом третьего счетчика, выход которо . го подключен к информационному входупервого регистра, вход записи которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, первый и второй входы которого подключены к выходам первого и второго элементов 2 совпадения соответственно, первый, второй, и третий выходы запоминающего устройства соединены с первыми входами соответственно первого блока .сравнения кодов, блока формирования кодов и вто- Зр рого блою сравнения кодов, первый и второй выходы блока формирования кодов подключены к Вторым входам перво го и второго блоков сравнения кодов соответственно, первые выходы которых