Многоканальный измеритель временных характеристик последовательности дискретных сигналов

(51)4 С 04 Р ИЕ ИЗОБРЕТЕНИ О ЛЬСТВУ ство, счетчик времени ста дов, счетчик времени млад дов, элементы И-ИЛИ. Введ тора импульсов, блока фор импульсов записи, регистр элемента ИЛИ-НЕ, элемента элемента И, блока сравнен соответствующими связями ших раэря их раэряние генер ирования адреса, задержки,я кодов соэволяет производить измерение длительно тей импульсов и определять их п жение на временной оси как в од так и в разных каналах, Кроме т включение триггеров, коммутатор дов совместно с блоком формиров импульсов записи позволяет расш о ом,го,ко" аниярить иапазон ервалов тчиков ройств уст ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ ВТОРСКОМУ СВ(56) Авторское свидетельство СССР У 900252, кл. С 04 Р 1 О/04, 1979.Авторское свидетельство СССР В 970306, кл. С 04 Г 10/04, 1980. (54) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ДИСКРЕТНЫХ СИГНАЛОВ(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть испол зовано в системах автоматического контроля и измерения. Цель изобретения - расширение функциональных воэможностей измерителя. Измеритель содержит регистры, запоминающее устрой мерения временных инз увеличения разрядностиремени и запоминающего3 ил.,2 табл.Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах автоматическогоконтроля для многоканального широко 5диапазонного измерения временкыхинтервалов, а также для измерения ирегистрации временных характеристикпоследовательности дискретных сигналов,1 ОЦелью изобретения является расширение функциональных возможностейи диапазона измерений.На Фиг,1 приведена функциональнаясхема многоканального измерителя вре менных характеристик последовательности дискретных сигналов; на Фиг.2пример выполнения блока формированияимпульсов записи; на Фиг.3 - временные диаграммы, 20Измеритель содержит генератор импульсов (ГИ) 1, регистры 2 и 3, элемент 4 задержки, блок 5 сравнения ко.дов, элемент И-ИЛИ 6, элемент ИЛИг 1 Е 7, триггер 8, элемент И 9, триггер 10, счетчик 11 времени старшихразрядов, счетчик 12 времени младшихразрядов, блок 13 формирования импульсов записи, регистр 14 адреса, коммутатор 5 кодов, запоминающее устройство (ЗУ) 16, шину "Пуск" 17, измерительные шины 18, шину "Стоп" 19 игруппу выходных шин 20.Первая группа входов блока 5 сравнения кодов соединена с икформацион"ными входами регистра 3 и информационными выходами регистра 2, синхровход которого подключен к выходу элемента 4 задержки, Вторые информационные входы блока 5 сравнения кодовсоединены с информационными выходами регистра 3, синхровход которогоподключен к прямому выходу генератора 1 импульсов, к входу элемента 4зацержки и к первому входу элементаИ 9, второй вход которого соединенс прямым выходом триггера 8, К-входкоторого подключен к шине 19 Стопа установочный Я-вход соединен с выходом элемента ИЛИ-НЕ 7, первый входкоторого подключен к шине Пуск 17,а второй вход соединен с третьимвходом блока 13 формирования импульсов записи и с выходом элемента ИИЛИ б, первые входы двух элементов Икоторого соединены с выходом блока 5сравнения кодов, вторые входы подключены к инверсному выходу генератора 1 импульсов, а третий вход первого из элементов И элемента И-ИЛИ 6соединен с прямым выходом триггера10, с первым управляющим входом коммутатора 15 кодов, с маркерным разрядом запоминающего устройства 16 ис вторым входом блока 13 формирования импульсов записи, а третий входвторого из элементов И элемента ИИЛИ 6 подключен к инверсному выходутриггера 10 и второму управляющемувходу коммутатора 15 кодов, информационные выходы которого подключенык второй группе разрядов запоминающего устройства 16Первая группа информационных входов коммутатора 15 кодов соединена синформационными выходами регистра 2,а вторая группа информационных входовкоммутатора 15 кодов подключена соответственно к информационным выходамсчетчика 11 времени старших разрядов,разряд переполнения которого соединен с первым входом блока 13 Формирования импульсов записи, а разряд переполнения счетчика 12 времени младшихразрядов соединен с суммирующим входом счетчика 11 времени старших разрядов и с установочным 8-входом триггера 10, К-вход которого подключен квходу регистра 14 адреса и к первомувыходу блока 13 Формирования импульсов записи, второй выход которогоподключен к шине разрешения записизапоминающего устройства 16, а третий выход блока 13 Формирования импульсов записи соединен с установочным входом счетчика 11 времени старших разрядов, Суммирующий входсчетчика 12 времени младших разрядовподключен к выходу элемента И 9,третий вход которого соединен с выходом переполнения регистра 14 адреса, выходы которого подключенык адресным входам запоминающего устройства 16. Информационные выходысчетчика 2 времени младших разрядовподключены к первой группе разрядовзапоминающего устройства 16, Пепипитания и установки устройства в исходное состояние (цепи сброса) наФиг.1 не показаны,Блок 13 Формирования импульсовзаписи (Фиг.2) содержит элемент 21задержки, элемент НЕ 22, элементИЛИ 23, Формирователь 24 и элементы 25 и 26 задержки.Первый вход блока 13 формированияимпульсов записи через элемент НЕ 22з 14429 соединен с первым входом элемента ИЛИ 23, второй вход которого объединен с входом элемента 21 задержки и подключен к третьему входу блока 13, а выход соединен с входом форми 5 рователя 24, первый вход которого подключен к второму входу блока 13, а второй вход соединен с выходом элемента 21 задержки. В качестве фор О мирователя 24 может быть использован одновибратор.Прямой 0-выход формирователя 24 через элемент 25 задержки соединен с третьим выходом блока 13, второй вы ход которого подключен к инверсному Ц-выходу формирователя 24, который через элемент 26 задержки соединен с первым выходом блока 13.Многоканальный измеритель временных характеристик последовательности дискретных сигналов работает следующим образом.В начале измерений регистры 2 и 3, регистр 14 адреса, счетчики 11 и 12 25 времени, триггеры 8 и 10 устанавливают в исходное состояние. При этом на информационных выходах регистров 2,3 и 14 и счетчиков 11 и 12 - логические нули, Триггеры 8 и 10 так же находятся в нулевом состоянии,Входные импульсы (дискретные входные сигналы) поступают на соответствующие измерительные шины 18 - входы регистра 2. Каждый разряд входного регистра 2. соответствует конкретному закрепленному за ним каналу. Появление логических единиц или нуля на соответствующем выходе регистра 2 соответствует появлению или исчезно- .4 О вению дискретного сигнала на входе ререгистра 2 по данному каналу.При этом по переднему фронту импульса с прямого выхода ГИ 1 происходит перепись нулей с информационных 45 выходов регистра 2 в регистр 3 и по задержанному (через элемент 4 задержки) переднему фронту этого же импульса происходит занесение информации о появлении дискретного сигнала по 50 любому из каналов (величина задержки в элементе 4 задержки выбрана на время занесения информации в регистр 3), В итоге на информационных выходах регистра 2 и, соответственно, на второй группе входов коммутатора 15 кодов и на первых информационных входах блока 5 сравнения кодов хранятся признаки каналов, по которым 7 4произошли события (под событием понимается момент времени появления или исчезновения импульсов в любом из канаров). На вторых информационных входах блока 5 в первоначальный момент времени присутствуют логические нули, В этом случае на его выходе появля" ется сигнал неравенства высокого уровня, поступающий на первые входы первого и второго элементов И элемента И-ИЛИ 6. На третьем входе второгоиз элементов И элемента И-ИЛИ 6 в исходном состоянии - логическая единица, поступающая с инверсного выхода триггера 10. Затем с появлением сигнала логической единицы на вторых входах первого и второго элементов И элемента И-ИЛИ 6, поступающего с инверсного выхода ГИ 1, на выходе элемента И-ИЛИ 6 появляется сигнал логической единицы, присутствующий на время действия сигнала высокого уровня, поступающего с инверсного выхода ГИ 1Этот сигнал логической единицы поступает на один из входов элемента ИЛИ-НЕ 7 и нулевым уровнем с выхода элемента ИЛИ-НЕ 7 устанавливает триггер 8 в единичное состояние.Установка триггера 8 в единичное состояние может производиться и по сигналу высокого уровня, поступающему на другой вход элемента ИЛИНЕ 7 по шине "Пуск" 17. Тем самым разрешается прохождение импульсов с прямого выхода ГИ 1 на суммирующий счетный вход счетчика 12 времени младших разрядов.Этот момент времени считается базовым временем отсчета (либо от,момента прихода импульса "Пуск", либо от момента появления первого события).Кроме того, импульс логической единицы с выхода элемента И-ИЛИ 6 поступает на третий вход блока 13, т.е. на один из входов элемента ИЛИ 23, При этом на первом входе блока 13 (вход элемента НЕ 22) логическая единица, На втором входе формирователя 24 - логический нуль, Поэтому с приходом импульса логической единицы на 2-вход формирователя 24 на его прямом -выходе появляется импульс высокого уровня, а на инверсном О-выходе - импульс низкого уровня, который через второй выход блока 13 поступает на шину разреше 5 1442971 6ния записи в ЗУ 16. Тем самым по ну- формирователя 24 возникает импульслевому адресу регистра 14 адреса в записи, который с инверсного выходагервую младшую группу разрядов ЗУ 16 Формирователя 24 поступает на шинузаписывается код времени счетчика разрешения записи ЗУ 16. В очереднуювремени младших разрядов, во вторую ячейку ЗУ 16 происходит запись кодовстаршую группу разрядов ЗУ 16 через времени: в первую группу ЗУ 16 - сокоммутатор 15 - код признаков кана- счетчика времени младших разрядов;лов с выходов регистра 2,а в маркер- во вторую группу разрядов ЗУ 16 - соный разряд ЗУ 16 - логический нуль 1 О счетчика времени старших разрядовс прямого выхода триггера 10, через коммутатор 15 по разрешающемуСигнал с инверсного 1-выхода фор - сигналу высокого уровня с прямого вы -мирователя 24, задержанный на время хода триггера 10; в маркерный разрядцикла записи элементом 26 задержки, ЗУ 16 записана логическая единица споступает на вход регистра 14 адре В прямого выхода триггера 1 О. Затемса для изменения адреса, Этот же через время, равное циклу записи ссигнал поступает на сброс триггера выхода элемента 26 задержки, посту 10, а сигнал с прямого Ц-выхода Фор- пает сигнал на вход регистра 14 адремирователя 24, задержанный на то же са, изменяя адрес на 1, и на установвремя цикла записи, поступает на ши ку триггера 10 в нулевое состояние,ну сброса счетчика 11 времени стар- а с прямого выхода Формирователя 24ших разрядов, Времена задержек эле- сигнал, задержанный с помощью элеменментов 21,25 и 26 задержки выбраны та 25 задержки тоже на время циклаодинаковыми и соответствуют времени записи, поступает на установку вцикла записи используемого ЗУ 16, 2 В нуль счетчика времени старших разТаким образом, осуществляется рядов,первая запись в первую ячейку ЗУ 16. До момента сброса триггера 10 вВ случае исчезновения предыдущего нулевое состояние на входах (первом,события и отсутствия появления ново- втором н Е) формирователя 24 устаго события в следующем цикле, т.е. ЗО навливаются логические единицы. Посв момент прихода следующего импуль- ле установки триггера О в нулевоеса высокого уровня с инверсного вы- состояние на первом входе формировахода ГИ 1 тем же способом произво- теля 24 возникает уровень логическогоЭдится вторая запись во вторую ячейку нуля, н, соответственно, на выходеЗУ 1 б При этом в первую младшуюЮ35Формирователя 24 возникает второйгруппу разрядов ЗУ 16 записывается импульс записи, В этом случае в перновый код времени, а во вторую стар- вую группу разрядов следующей ячейкишую группу разрядов - нули с выхода ЗУ 16 записан тот же код временирегистра 2 через коммутатор 15, со счетчика времени младших разрядов,Если до возникновения следующего 40 а во вторую группу разрядов ЗУ 16 чесобытия на измерительной шине 18 рез коммутатор 15 по разрешающемупроизошло переполнение счетчика 12 сигналу высокого уровня с инверсноговремени младших разрядов, то при выхода триггера 1 О записан код приз;этом суммарный код времени находится наков каналов, по которым возниклона счетчиках 12 и 11, а триггер 10 45 очередное событие, В маркерном разустановлен в единичное состояниеВряде ЗУ 16 в этом случае записан лосвязи с этим уровень логической еди- гический нуль с прямого выхода тригницы присутствует на третьем входе гера 1 О. Таким образом, за времяпервого из элементов И элемента И- действия сигнала высокого уровняИЛИ 6 и третьем входе блока 13, т.е.с инверсного выхода ГИ 1 производятна первом входе формирователя 24. На ся два цикла записи в ЗУ 16. Периодвтором входе формирователя 24 - ло- следования импульсов ГИ 1 выбираетгическии нуль и наь и на Е-входе также ло- ся так, чтобы половина периода былагический нуль. С возникнове иС никновением оче- больше времени двух циклов записи исУ 16редного события на выходе элемента 55 пользуемого ЗУИ-ИЛИ 6 (третьем входе локаде блока 13) В случае переполнения счетчика 11появляется логическая единица,я единица кото- времени старших разрядов на Р-выходерая поступает через элементэлемент ИЛИ 23 . его разряда переполнения (вход элеменна Е-вход формирователяеля 24 На выходе та НЕ 22) возникает импульс низкого1442971 15 20 0 00001 0 00000 Таблица 1 М Вторая группа Первая группа раз 0 00001раэрядон ЗУ рядов ЗУ0 00000 0 0 000100 ОООО 30 0 350 00101 0 00001 0 0100 0 0 400 11001 9 О 0 10001 0 00001 0 00000 Согл ления с(Т +) /й;Т,/Г +(2 ) /Е+5/Г,И,2 3 И,г5 частота импульсов ГИ 1;разрядность счетчика 12;разрядность счетчика 11. где Г пгуровня, поступающий на первый входблока 13. В результате н очереднуюячейку ЗУ 16 записаны нули со счетчика 12 и со счетчика 11, свидетельствующие совместно с логической единицей, записанной в маркерный разрядЗУ 16, о переполнении счетчиков 1и 12 времени.В табл. 1 представлен пример записи информации в ЗУ 16 для всехслучаев (М - код признаков каналов,- код первой группы разрядов времени; Т - код второй группы разрядоввремени; М - маркерный разряд ЗУ),М = О - во второй группе разрядовЗУ 16 помещен код признаков каналов;М = 1 - во второй группе разрядовЗУ 16 помещен код времени счетчика11 времени старгггих разрядов,асио табл.1 времена наступобытий с соответствующимиами каналов определяются слеобразом; Кроме того, по даггнгг.г приведенной таблицы можно определять длительности интересующих нас импульсов, нременные итервальг между последовательностями импульсон как по одному, так и по разным каналам, положение импульсон на временной оси. Для примера на временных диаграммах работы устройства (фиг.3) рассмотрен случай для пяти каналов.В табл,2 представлена запись информации н ЗУ для пяти каналов.Т а б л и ц а 2 М Вторая группа раз- Первая группа рядов ЗУ разрядов ЗУ 50Временные характеристики зарегистрированных импульсов определяются как разность времен между наступлением событий, Лля примера рассмотрим 55содержимое первого разряда старшей группы разрядов ЗУ (столбец,соответстнуюгций информации по первому каналу устройстна). Иэ табл. 2 длительность импульсов определяется как разностьвремен между моментами появления первой единицы после нулей и моментом появления первого нуля после единиц в данном столбце.Временной интервал между импульсами определяется как разность времен между моментами появления единиц, следующих за нулями. Например, для первого канала временной интервал между моментами появления второго .и третьего импульсов определяется выражением+. 1 Т 1+ Е)-ЕгТ +1 6 га длительность третьего импульса -выражением+С 126 где 1 и Т- коды времен, находящиеся в первой ивторой группах разрядов ЗУ 16;и Т, - времена соответст 1 Ввующие этим кодам.Процесс регистрации и измерения заканчивается или по сигналу низкого уровня с выхода переполнения регист-, ра 14 адреса, поступающему на третий вход элемента И 9, или по импульсу "Стоп", поступающему по шине 19 на установочный К-вход триггера 8.Изобретение позволяет определять наряду с временными интервалами длительности дискретных импульсов и положение их на временной оси как, в отдельном канале, так и в разных каналах. Кроме того, изобретение позволяет расширить диапазон измерений без увеличения емкости счетчиков времени и запоминающего устройства.Формула изобретенияМногоканальный измеритель временных характеристик последовательности дискретных сигналов, содержащий два регистра, элемент И-ИЛИ, запоминающее устройство, коммутатор, счетчик времени старших разрядов, счетчик времени младших разрядов, группы входных и выходных шин, информационные выходы счетчика времени младших разрядов соединены с первой группой входов запоминающего устройства, к второй группе входов которого. подключены выходы коммутатора, первая55 вым входом блока формирования импульсов записи, а разряд переполнениясчетчика времени младших разрядовсоединен с суммирующим входом счетчика времени старших разрядов и с устагруппа входов которого соединена с -1информационными выходами счетчика времени старших разрядов, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностейи диапазона измерений, в него дополнительно введены генератор импульсов,блок формирования импульсов записи,два триггера, регистр адреса, элемент ИЛИ-НЕ, элемент задержки, элемент И и блок сравнения кодов, первая группа информационных входов которого соединена соответственно с ин формационными входами второго регистра и информационными выходами первогорегистра, синхровход которого соединен с выходом. линии задержки, втораягруппа информационных входов блокасравнения кодов соединена с информационными выходами второго регистра,синхровход которого подключен к прямому выходу генератора импульсов, квходу элемента задержки и к первому 25 входу элемента И, второй вход которого соединен с прямым выходом первого триггера, В-вход которого соединен с шиной "Стоп", а установочныйБ-вход которого подключен к выходу ЗО элемента ИЛИ-НЕ, первый вход которого соединен с шиной "Пуск", а второй вход подключен к третьему входублока формирования импульсов записии к выходу элемента И-ИЛИ,первые вхо, . двух элементов И которого соединены с выходом блока сравнения кодов, вторые входы подключены к инверсному выходу генератора импульсов,а третий вход первого иэ элементов Иэлемента И-ИЛИ соединен с прямымвыходом второго триггера, с первымуправляющим входом коммутатора кодов,с маркерным разрядом запоминающего,устройства и с вторым входом блока ,15 формирования импульсов записи, атретий вход второго из элементов Иэлемента И-ИЛИ соединен с инверснымвыходом второго триггера и с вторымуправляющим входом коммутатора ко О дов, вторая группа информационныхвходов которого соединена с информационными выходами первого регистра,разряд переполнения счетчика времени старших разрядов соединен с пер 11 1 й 429 новочным 5-входом второго триггера, установочный В-вход которого подключен к входу регистра адреса и к первому вьгходу блока Формирования импульсов записи, второй выход которо 5 го подключен к шине разрешения записи запоминающего устройства, а третий выход схемы Формирования импульсов записи соединен с установочным К-входом счетчика времени старших разрядов, суммирующий вход счетчика 71времени младших разрядов подключен к выходу элемента И, третий вход которого соединен с выходом переполне" ния регистра адреса, выходы которого подключены к адресным входам запоминающего устройства. причем входные инФормационные шины подключены к входам первого регистра, а выходы запоминающего устройства являются информационными выходами измерителя,1442971 Составитель Ю.Шишки рректор А.Обруч Юрковец ред едак Тираж 373 По ВНИИПИ Государственного комитета СС по делам изобретений и открытий 3035, Москва, Ж, Раушская наб д/44 исно каз Проектн зводственно-полиграфическое предприяти жгород111 11111 11,111 1 111 161 111 1