Устройство для вычисления отношения временных интервалов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИ РЕСПУБЛИК С 06 С 7 ОБРЕТ ПИСАН ЬСТВ вцо ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИ(71) Специальное конструкторскоегеофизического приборостроения Ин.ститута геологии АН АЗССР(56) Авторское свидетельство СССРУ 881744, кл. С 06 Р 7/68, 1980,Авторское свидетельство СССРУ 991440, кл. С 06 С 7/16, 1981.Авторское свидетельство СССРУ 1104538, кл. С 06 6 7/16, 1983 4) УСТРОИСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ 0НИЯ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ(57) Изобретение относится к автома-тике и вычислительной технике, Цельизобретения - повышение быстродействия и расширение области применения за счет обработки частотно-импульсных и кодовых сигналов. Устройство для вычисления отношения временных интервалов содержит схему 1сравнения кодов, четыре счетчика 2,3, 17 и 24, шесть элементов И 5-7,14, 19, 26, пять элементов ИЛИ 11,12871 16, 21, 27 и 30, элемент ИЛИ-НЕ 15, одновибратор 22, элемент 23 задержки, элемент НЕ 25, группу 28 элементов И и счетчик 29 результата. Расширение области применения обеспечивается реализацией следующих режимов работы: деление друг на друга временных интервалов Т и Т, приходящих на входы 9, 10 устройства, деление числа импульсов Р 1, Р , статистически неравномерно распределенных во времени и 91поступающих на входы 12, 32 за время измерения, деление кодов, поступающих на входы 18, 31 устройства, деление временного интервала Т на число импульсов Р и деление числа импульсов Р на временной интервал, Повышение быстродействия достигается за счет исключения необходимости заполнения счетчика 2 импульсами пониженной час- тоты при вычислении дробной части отношения. 1 з.п, ф-лы, 8 ил.Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может найти применение, в частности, в информационно-измерительных комплексах и устройствах для обработки информации,.5 представленной во времяимпульсной форме, а также в виде кодов или неравномерно распределенных во времени последовательностей импульсов.Цель изобретения - повышение быстродействия и расширение области приМенения путем обработки частЪтно-импульсных и кодовых сигналов.На фиг.1 изображена блок-схема устройства для вычисления отношения временных интервалов; на фиг.2 - схема счетчика результата; на фиг.3-8 - временные диаграммы работы устройства.гвУстройство (фиг.1) содержит схему 1 сравнения кодов, первый и второй счетчики 2 и 3, генератор 4 импульсов, первый, второй и третий элементы И 56 и 7, триггер 8, первый и вто- г 5 рой времяимпульсные информационные входы 9 и 10 устройства, первый элемент ИЛИ 11, первый частотно-импульсный информационный вход 12 устройства, вход 13 интервала измерения уст ройства, четвертый элемент И 14, элемент ИЛИ-НЕ 15, второй элемент ИЛИ 16, третий счетчик 17, первый кодовый информационный вход 18 устройства) пятый элемент И 19, вход 20 за пуска устройства, третий элемент ИЛИ 21, одновибратор 22, элемент 23 задержки, четвертый счетчик 24, элемент НЕ 25, шестой элемент И 26, четвертыйгэлемент ИЛИ 27, группу 28 элементов И, счетчик 29 результата, пятый элемент ИЛИ 30, второй кодовый 31 ивторой частотно-импульсный 32 информационные входы устройства.Счетчик 29 результата (фиг.2) содержит счетчик 33 целой части результата, элемент ИЛИ 34 и группу 35 декад дробной части результата.1Схема 1 сравнения кодов может быть выполнена на микросхемах К 564 ИП 2. Счетчики 2, 3, 17 могут быть выпол" иены на микросхемах К 564 ИЕ 14, Счетчик 24 может быть выполнен со встроенным дешифратором двоичного кода в позиционный, например на микросхеме К 564 ИЕ 9.На фиг.З и 4 приняты следующие обозначения временных диаграмм: а - сигнал на входе 10 устройства; б сигнал на входе 9 устройства; в - сигнал на входе 13 устройства, г - сигнал на выходе элемента ИЛИ 27; д - сигнал на выходе элемента ИЛИ 16;1 е - сигнал на выходе схемы 1 сравнения кодов; ж - сигнал на выходе одновибратора 22; з - сигнал на выходе триггера 8", и - сигнал на выходе элемента И 5.На фиг,5 и 6 приняты следующие обозначения временных диаграмм: а - сигнал на входе 32 устройства; б - сигнал на входе 12 устройства. Эпюры сигналов в, г, д, е, ж, з, и снимаются с тех же элементов, что и на" фиг.З, 12871 91На Фиг.7 приняты следующие обозначения временных диаграмм: а,сигнал на входе 12 устройства, бсигнал на входе 10 устройства. Эпюрысигналов в, г, д, е, ж, з, и снимаются с тех же элементов, что и наФиг,З и 4,На Фиг.8 приняты следующие обозначения; а - сигнал на входе 9 устройства; б - сигнал на входе 32 устройства. Эпюры сигналов в, г, д, е, ж,з, и снимаются с тех же элементов,что и на фиг,3-5.Устройство работает в несколькихрежимах, осуществляя деление временных интервалов Т и Т , приходящих-г фна входы 9 и 10 устройства, делениечисла импульсов Р , Р , статистическинеравномерно распределенных во времени, приходящих на входы 12 и 32 за 20время измерения Т, деление кодов,находящихся на входах 18 и 31 устройства, деление временного интервала Тна число Р импульсов неравномернойпоследовательности и деление числа Р2импульсов неравномерной последовательности на временной интервал Т .Измерение отношения временных интервалов Т, и Т (ТТг).30В начале измерения счетчики 2, 3, 17, 24, 29 и триггер 8 установлены в состояние "О", причем счетчик 24, выполненный с встроенным дешифратором, подключает через первый элемент И группы 28 выход схемы 1 сравнения кодов к входу счетчика 33 целой. части результата (фиг.1 и 2). Временной интервал Т приходит на вход 10 устрой 1ства, а временной интервал Т - на 40 вход 9, Элементы И 6, И 7 открывают- ся, и импульсы с генератора 5 начинают поступать на входы счетчиков 2 и 3, содержимое которых линейно возрастает. На выходе схемы сравнения кодов 45 находится нулевой потенциал, поскольку стробирующий вход схемы сравнения кодов заблокирован логическим "О" с выхода элемента ИЛИ-НЕ 15 (Фиг.Зг,е). В момент окончания интервала Т схема сравнения кодов разблокируется и на выходе появляется потенциал "1", который через элемент ИЛИ 21 сбрасывает счетчик 2 в "О", при этом равен" ство кодов на входах схемы 1 сравне-. 55 ния кодов нарушается и на выходе схемы сравнения кодов опять устанавливается нулевой потенциал; Сформированный таким образом импульс записывается в счетчике 33 целой части результата (Фиг.З,ж). Это означает, что в интервал Т уложился один интервал Т , Содержимое счетчика 2 продолжает линейно возрастать, до тех пор пока код в нем не сравнивается с кодом И(Т) = Т Р (где Р - частота генератора 4), хранимым в счетчике 3. В этот момент на выходе схе:мы 1 сравнения кодов появляется потенциал "1", который устанавливает счетчик 2 в "О"На выходе схемы сравнения кодов появляется в момент обнуления счетчика 2 нулевой потенциалг так как равенство кодов на входах схемы 1 сравнения кодов нарушилось.Сформированный таким образом импульс поступает на вход счетчика 33 целой. части результата, Это означает, что в интервал Т еще раз уложился интервал Т и т,д, В момент окончания интервала т на выходе элемента ИЛИг11 возникает перепад потенциала "1-0" и одновибратор 22 Формирует импульс, который переводит, устройство к вычислению дробной части отношения (Фиг.З, ж). Этот импульс переводит счетчик 24 в следующее состояние и выход схемы сравнения кодов оказывается подключенным к входу декады десятых долей результата группы 35.декад, производит запись в счетчик 17 кода, оставшегося после предыдущего измерения в счетчике 2, и, наконец с некоторой задержкой, задаваемой элементом 25 задержки, производит сброс счетчика 2 и установку триггера 8 в состояние "1". Выходы счетчика 2 соединены с входами счетчика 17 так, что первая тетрада выходов счетчика 2 соединена с второй тетрадой входов счетчика 17, вторая тетрада выходов счетчика 2 со" единена с третьей тетрадой входов счетчика 17 и т.д., а первая тетрада входов счетчика 17 соединена с логи ческим О" устройства. Такая организация перезаписи позволяет получить в счетчике 17 код остатка, умноженный на 16 или на 10 в зависимости от того, двоичные или двоично-десятичные счетчики используются в устройстве,В момент установки триггера 8 в "1" открывается элемент И 5 и на входы счетчиков 17 и 2 начинают поступать импульсы с генератора Содержимое счетчика 2 начинает линейно на 128719растать и в момент совпадения его кода с кодом Т на выходе схемы сравнения кодов формируется импульс, который записывается в декаду десятыхДолей результата. Процесс измерениядесятой доли результата продолжаетсядо тех пор, пока содержимое счетчика17, выполненного вычитающим, не становится равным "0". В этот момент навыходе переполнения счетчика 17 возникает перепад "1 - 0",Одновибратор 22 формирует импульс,который переводит устройство в следующий цикл измерения, т.е. измерениесотых долей результата. Этот импульс 15производит запись кода остатка с умножением на 10 в счетчик 17. Счетчик24 подключает выход схемы сравнениякодов к входу декады сотых долей результата группы 35 декад, и с задержкой сброс счетчика 2, Измерение продолжается до тех пор, пока потенциалс выхода старшего разряда счетчика24 не сбрасывает триггер 8 в "О". Вэтот момент измерение заканчивается 25и в счетчике 29 результата оказывается результат измерений. Если в процессе измерений в счетчике 17 записываются нули, т,е. предыдущее измерение произошло без остатка, то на 30выходе переполнения счетчика 17 присутствует нулевой потенциал, элементНЕ 25 открывает элемент И 14 и задержанный импульс с выхода элемента задержки 23 сбрасывает триггер 8 в "О" 35Измерение отношения временных интервалов, когда ТТ (фиг,4 а,б).На выходы 9 и 10 устройства приходят временные интервалы Т и Тэлементы И б, И 7 открываются и импульсы с генератора 4 начинают поступать на входы счетчиков 2 и 3(фиг.4 г,д). Содержимое счетчиков 2 и3 линейно возрастает, на выходе схемы 1 сравнения кодов находится нулевой потенциал, так как стробирующий вход заблокирован нулевым потенциалом с выхода элемента ИЛИ-НЕ 15(фиг.4 е). В момент окончания интервала Т схема 1 сравнения кодов раз2блокируется, а на выходе ИЛИ 11 возникает перепад "1-0" и одновибратор22 формирует импульс, Этот импульсзаносит код М(Т) = Р, Т (где Рочастота генератора 4), умноженный 55на 10, в счетчик 17, переводит счетчик 24 в следующее состояние, темсамым подключая выход схемы сравнения кодов к входу декады десятых до 1 6лей результата счетчика 29, и с некоторой задержкой, задаваемой элементом задержки 22, сброс счетчика 2 иустановку в "1" триггера 8 (фиг.4 з).Элемент И 5 открывается, и импульсыс генератора 4 начинают поступатьна входы счетчиков 2 и 17. Содержимоесчетчика 2 линейно возрастает и вмомент совпадения его кода с кодомсчетчика 3 сбрасывается, На выходесхемы сравнения кодов формируетсяпри этом импульс, который регистрируется в декаде десятых долей результата счетчика 29. Счетчик 2 продолжает заполняться и в момент следующегосовпадения его кода с кодом И(Т)сбрасывается,На выходе схемы сравнения кодовформируется импульс, который такжерегистрируется в счетчике 29. Вычисление продолжаетсядо тех пор,покасодержимое счетчика 17 не становит-ся равно "0". В этот момент происходит перезапись с умножением на 10кода остатка и устройство переходитк вычислению сотых долей результатаи т.д.Измерение отношения чисел, статистически неравномерно распределенныхво времени последовательностей импульсов, приходящих на входы устройства во время измерения (фиг,5,фиг,б).В начале измерения счетчики 2, 3,17, 24 и триггер 8 находятся в состоянии "0", На входы 32 и 12 поступают статически неравномерно распределенные последовательности импульсовГ, Г . Измерения начинаются в моментприхода импульса Т измерения на вход13 устройства, схема сравнения кодовблокируется нулевым потенциалом ввыходе элемента ИЛИ-НЕ 15, а элементыИ 19 и И 26 открываются и импульсыГ 1, Р неравномерных последовательностей начинают поступать на счетчики 2 и 3 (фиг.5 а,б). В момент окончания интервала Т в счетчикахоказывается код М(Р 1) и И(%) чиселимпульсов, пришедших за время измерения на входы устройства, а на выходе элемента ИЛИ 11 образуется перепад потенциала "1-0". Одновибратор22 формирует импульс, который записывает код Ю(Р ) с умножением на 10в счетчик 17, устанавливает триггер8 в состояние "1" и переводит счет-очик 24 в следующее состояние, т.е.подключает выход схемы сравнения ко 1287191дов к входу декады десятой доли ре- ния отношения временного интервала Т,зультата.(фиг.5 е,ж). Если И(Р )И(Р) к числу импульсов неравномерной пос(фиг.5 а,б), то каждый десятый импульс ледовательности 1; (фиг.8 а,б).с выхода старшей декады группы 35декад поступает через элемент ИЛИ 34 5 ф о р м у л а и з о б р е т е н и яв счетчик 33, поэтому в счетчике 29результата к концу первого цикла измерения оказывается результат деле. Устройство для вычисления отно-.ния как целой части отношения, так щения временных интервалов, содержа- и десятой ее доли, Если М(У ) ( К(Е ) 10 щее счетчик результата генератор им 2У(фиг,ба,б), то в конце первого цикла пульсовю выход которого соединен сизмерения в счетчике 29 результата первыми входами первого, второго иоказывается только десятая доля ре- третьего элементов И, элемент НЕ, зультата. дальнейшая работа устрой- подключенный выходом к первому входуства аналогична указанной. 15 четвертого элемента И, схему сравне-;Измерение отношения кодов, ния кодов, соединенную первым и втоВ начале измерения все счетчики рым входами с выходами первого и втои триггер установлены в "0", а на рого счетчиков, и одновибратор, вывходах 18 и 31 устройства находятся ход которого подключен к входу управ- коды, которые необходимо разделить, 20 ления установкой кода третьего счет- Вычисления начинаются, в момент при- чика, соединенного установочным вхо,хода импульса "Пуск" на вход 20 уст- дом старших разрядов с выходом перворойства. Этот импульс производиго счетчика, а счетным входом - с вызапись кодов, находящихся на входах ходом первого элемента И, подключен 18, 3 1 устройства, в счетчики 2 и 3. 25 ного вторым входом к выходу триггера, На выходе элемента ИЛИ 11 возникает , причем вторые входы второго и третье 3 11перепад потенциала 1 -О , и одновиб-; го элементов И соединены с оотв етстратор 2 2 формирует импульс , который в енно с первым и вторым времяимпульпроизв одит з апис ь информации из счет- сными информационными входами устрой-, чика 2 в счетчик 1 7 , установку триг ства , о т л и ч а ю щ е е с я тем , гера 8 , сброс счетчика 2 и т . д , Даль- что , с целью повышения быстродействия нейшая работа устройства аналогична и расширения области применения з а укаэанной . счет обработки частотно-импульсныхИзмерение отношения числа импуль- и кодовых сигналов, в него введены сов неравномерной последовательности 35 четвертый счетчик, пятый и шестой Й к временному интервалу Т (фиг.1, элементы И, группа элементов И, эле,7) . мент задержки, пять элементов ИЛИ иВ этом режиме на вход 12 устройст-, элемент ИЛИ-НЕ, подключенный выходом ва приходят импульсы Г неравномерной к стробирующему входу схемы сравнепоследовательности, на вход 10 - вре ния кодов, первым входом - к входу менной интервал Т 1, на вход 13 - ин- запуска устройства, входам управления тервал Т . Последний открывает эле- установкой кодов первого и второго)ммент И 19, и импульсы неравномерной счетчиков и первому входу первого последовательности Г начинают пос- элемента ИЛИ, вторым входом - к втотупать на вход счетчика 2. Интервал 45 рому входу третьего элемента И, а Т открывает элемент И 7, и в счет- третьим входом - к входу задания инчик 3 начинают поступать импульсы ге- тервала измерения устройства, второму нератора 4, элемент ИЛИ-НЕ 15 блоки- входу первого элемента ИЛИ и первым рует схему 1 сравнения кодов. В мо- входам пятого и шестого элементов И, мент окончания интервала Тот пе вторые входы которых соединены соотрепада "1-0" с выхода элемента ИЛИ ветственно с первым и вторым частот одновибратор 22 формирует импульс, но-импульсными информационными входа- который производит запись в счетчик ми устройства, причем выход пятого 17, устанавливает триггер 8 в "1", элемента И подключен к первому входу сбрасывает счетчик 2 и т.д, Дальней второго элемента ИЛИ, соединенного с шая работа устройства аналогично другими входами с выходами первого и указанной. второго элементов И, а выходом - соАналогичным образом осуществляется счетным входом первого счетчика, усработа устройства и в режиме измере- тановочный вход которого соединен спервым кодовым информационным входомустройства, а вход обнуления - с выходом третьего элемента ИЛИ, подключенного первым входом к выходу элемента задержки, счетному входу триггера и второму входу четвертого элемента И, а вторым входом - к выходусхемы сравнения кодов и первым входамэлементов И группы, соединенных вторыми входами с выходами четвертого 10счетчика, а выходами - с соответствующими входами счетчика результата,причем выход шестого элемента И подключен к первому входу четвертогоэлемента ИЛИ, соединенного вторым 15входом с выходом третьего элемента И,а выходом - со счетным входом второгосчетчика, установочный вход которогоподключен к второму кодовому инфор-.мационному входу устройства, причем 20установочный вход младшей тетрадыразрядов третьего счетчика соединенс шиной логического нуля устройства,а выход переполнения третьего счетчика подключен к входу элемента НЕ и 251ю к третьему входу первого элемента , ИЛИ, соединенного четвертого н пятым входами с первым и вторым времяимпульсными информационными входами устройства, а выходом - с входом одновибратора, подключенного выходом к входу элемента задержки и счетному ,входу четвертого счетчика, выход старшего разряда которого соединен с первым входом пятого элемента ИЛИ, подключенного вторым входом к выходу четвертого элемента И, а выходом - к входу обнуления триггера.2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что счетчик результата содержит счетчик целой части результата, элемент ИЛИ и группу декад дробной части результата, выход старшей декады соединен с первым входом элемента ИЛИ, подключенного выходом к счетному входу счетчика целой части результата, причем второй вход элемента ИЛИ и входы декад дробной части результата являются соответствующими входами результата.1287191 Фиг,7 ктор С,Лисина екмар Тираж 6 Подписное аказ ета СС 4/5 крытии наб., д город, ул. Проектна изводственно-полиграфическое предприятие О/54 ВНИИПИ Государст по делам изоб 113035, Москва, Ж Составитель С.КазиновТехред И,Попович Корректо нного котений иРаушск