Измеритель однократных коротких интервалов времени

и 1918930 ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсиикСоциалистическиРеспублик(22)Заявлено 01.08,80 (2 ) 2968773/18-21с присоединением заявки М(53)М. Кл. Эеудлрстекыкемтет СИР ае делам заеретел открытДата опубликования описания 07.04,82(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ОДНОКРАТНЫХ КОРОТК ИНТЕРВАЛОВ ВРЕМЕНИ в и невысокаяособых точек, сложность устая необходимос льсного процесс Изобретение относится к измери тельной технике и может быть использовано для измерения однократных коротких инТервалов времени, ограниченных импульсами сложной формы.Известно устройство для измерения и регистрации энакопеременного им" пульсного процесса сложной формы, содержащее семь нуль-органов, входы которых соединены с источником сигнала и блоком пороговых напряжений, регистр, состоящий из семи 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 управлений, двухвходовую схему ИЛИ, выход которой соединен с формирователем строба адреса, генератор образцовой частоты,и запоминающий блок 11.Недостатком этого устройства является невысокая точность измерения временных интервалоточность регистрациитакже относительнаяройства, обусловленнтью регистрации импу асложной формы.Известен измеритель коротких интервалов времени, содержащий двадискриминатора уровней напряжений,входы которых соединены со входом а измерителя, выход первого дискриминатора соединен со вторым установочным входом первого триггера, а выход второго дискриминатора черезпервую схему ИЛИ - с первым устано%вочным входом первого триггера, шина"Сброс" соединена с первыми установочными входами второго, третьего,четвертого и пятого триггеров непосредственно и через первую схему ИЛИ Ос первым установочным входом первого триггера и с,установочным входомвторого счетчика, Выход кварцевогогенератора соединен с первыми входа 130 4третьего триггера, четвертый триггер,управляющие входы которого соединеныс управляющими входами измерителя,четвертый элемент И-НЕ, пятый триггер, кварцевый генератор, выход которого через первый элемент И-НЕ соединен со счетным входом первого счетчика и через третий элемент И-НЕ сосчетным входом второго счетчика, входустановки "0" которого подключен кшине "Сброс", с которой соединенывходы установки "0" всех триггеров ипервого счетчика, Кроме того, этоустройство содержит два счетчика,причем второй выход третьего триггера подключен ко второму входу второго элемента И-НЕ и к первому входуэлемента И, второй вход которогоподключен ко второму выходу первоготриггера, а выход - к выходу установки нуля третьего счетчика, выход которого подключен к каждому из элементов И-НЕ, выход кварцевого генератора соединен со счетными входами третьего и четвертого счетчиков, черезвторой и четвертый элементы И-НЕ соответственно, выход второго триггераподключен к третьему входу четвертого элемента И-НЕ, вход установки "0"четвертого счетчика подключен к шинеСброс измерителя, счетный вход пятого триггера подключен к первому выходу первого триггера, а выход - ксчетному входу четвертого триггера 3.Недостатком известного устройства является невозможность измеренияусредненных временных параметров од"нократных импульсов сложной формы,т,е, недостаточно широкие функциональные возможности,Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей устрой- .ства.Эта цель достигается тем, что визмеритель однократных коротких интервалов времени, содержащий кварцевый генератор, пять триггеров, пятьсчетчиков, семь элементов Й-НЕи два дискриминатора, вход каждого из которых подключен квходной шине из ерителя, выход первого дискриминатора подключен к 5 входам первого и второго триггеров,а выход второго дискриминатора - кпервому г-входу первого триггера,единичный выход которого соединен спервым входом первого элемента И-НЕ,а нулевой - с первыми входами второ 3 9139 ми второй и третьей схем ИЛИ, а вто-рой выход второго триггера соединен с третьим 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 ИЛИ и с выходом пятого триггера, третийс входом второй схемы ИЛИ и с вторым 10 выходом первого триггера и через схему задержки импульсов с первым установочным входом шестого триггера, а четвертый - с первым входом третьего триггера, с счетным входом 1 з четвертого триггера и с первым входом первой схемы ИЛИ-НЕ, второй вход которой соединен с вторым входом второй схемы ИЛИ-НЕ, с счетным входом третьего триггера, с Первым выходом первого триггера и с вторым установочным входом шестого триггера, а третий вход первой схемы ИЛИ-НЕ соединен с третьим входом второй схемы ИЛИ-НЕ и с выходом шестогои триггера, выход первой и второй схем ИЛИ-НЕ соединен с установочными входами третьего и первого счетчиков соответственно, а первый вход второй схемы ИЛИ-НЕ соединен с вторым вы 30 ходом третьего триггера и с входом второй схемы ИЛИ 2 .Недостатком устройства является невозможность измерения коротких интервалов времени, ограниченных импульсами сложной формы, на заднем фронте которых наблюдаются колебания относительно заданного уровня, а также невозможность измерения средней длительности однократных импульсов сложной формы на заданном уровне.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является измеритель коротких интервалов времени, содержащий два дискриминатора, вход каждого из которых подключен ко входу измерителя, выход первого дискриминатора подключен к первому входу первого триггера, а выход второго дискриминатора - ко второму входу первого триггера, первый выход кото- ф 0 рого соединен с первым входом первого элемента И-НЕ, а второй выход с первым входом второго элемента И-НЕ, второй триггер, первый вход которого подключен ко входу "Старт" измерителя, а выход - к первому входу третьего элемента И-НЕ, ко второму входу которого подключен первый выход5 918. 30 6го, третьего и четвертого элементов На фиг,1 приведена структурнаяИ-НЕ единичный выход второго триг- схема устройства; на фиг 2 - входнойгера соединен с первым входом пятого импульс, временные параметры кото оРлемента И-НЕ, а нулевои - с первым го измеряются на уровне 0,входом шестого элемента И-НЕ, 5-входУстройство состоит из дискриминатретьего триггера соединен с шиной горов 1 и 2 уровней напряжения, сра"Старт" измерителя, единичный выход батывающих соответственно при увелитретьего триггера соединен с вторым чении и уменьшении по модулю импульвходом шестого элемента И-НЕ и пер- са до пороговой величины (0 я), кварвым входом седьмого элемента И-НЕ, 0 цевого генератора 3, триггеров 4-8,единичный выход четвертого триггера счетчиков 9-14, элементов 152 З И-ЙЕсоединен с вторым входом третьего Измеряемый импульс подается по шинеэлемента И-НЕ, а нулевой - с вторым 24, На шину 25 подаеся сигналвходом первого элемента И-НЕ, выход "Старт", Шина 26 служит для привекварцевого генератора .соединен с 11 дения измерителя в исходное состоятретьими входами первого, третьего и ние, Шины 27 и 28 - управляющие вхошестого элементов И-НЕ и с вторыми ды измерителя,входами пятого и седьмого элементов Измеритель работает следующим обИ-НЕ, выходы первого, третьего, пя- разом,того, шестого и седьмого элементов 20 При подаче на шину 26 нулевогоИ-НЕЕ соединены со счетными входами логического сигнала "Сброс" триггесоответственно первого, второго, ры 4-8 и счетчики 10, 11, 12 и 14 устретьего, четвертогО и пятого счет- танавливаются в нулевое состояние.чиков, выход второго элемента И-НЕ При этом на выходе счетчика 11 и насоединен с установочным входом пер первом выходе счетчика 14 устанавливого счетчика и счетным входом пято- вается единичный логический сигнал,го триггера, управляющие входы кото- а на втором выходе счетчика 14 - нурого подключены к управляющим шинам левой логический сигнал.измерителя, первый выход третьего На два входа элемента 16 И-НЕ посчетчика соединен с вторым входом Зо ступают единичные логические сигналычетвертого элемента И-НЕ, выход ко- с первого выхода счетчика 14 и с нуторого подключен к 5-входу четвер- левого выхода триггера 5, в результого триггера, второй выход третье" тате чего на выходе элемента 16 И-НЕго счетчика соединен с вторым и тре- устанавливается нулевой логическийтьим входами соответственно второго з сигнал и счетчик 9 устанавливается ви пятого элементов И-НЕ, выход пято- нулевое состояние.го счетчика соединен с третьим и На первый вход элемента 23 И-НЕчетвертым входами соответственно поступает сигнал логической единицыседьмого и третьего элементов И-НЕ, с выхода счетчика 11 а на второйФшина Сброс соединена с К-входами о сигнал логического нуля с единичновсех триггеров и с установочнымиго выхода триггера 5, в результатевходами третьего, четвертого и пято- чего на выходе элемента 23 И-НЕго счетчиков, введены шестой счетчик присутствует сигнал логической едии восьмой и девятый элементы И НЕ; ницы и состояние счетчика 13 неопрепричем первый вход восьмого элемен-4 деленно (счетчик 13 не обнуляется),та И-НЕ соединен с единичным выходомтретьего триггера, второй вход - с , Таким образом, 3 исходное состоянулевым выходом четвертого триггера, ние все триггеры 4-8 и счетчики 9-12третий вход соединен с выходом квар- и 14 находятся в нулевом состоянии,цевого генератора, а выход подключен а состояниесчетчика 13 - неопредек счетному входу шестого счетчика, ленно, Элементы 15, 17, 20, 2 13 иустановочный вход. которого подключен 22 И-НЕ закрыты нулевыми логическик шине "Сброс" измерителя, первый ми сигналами с выходов соответствуювход девятого элемента И-НЕ подклю- щих триггеров 5-7 и следовательночен к выходу пятого счетчика, сигналы с выхода кварцевого генера 55второй вход - к единичному выходу тора 3 на счетные входы счетчиковпервого триггера, а выход - к 9-14 не подаются,устаНовочному входу второго счет- При поступлении сигнала "Старт"чика.на шине 25 измерителя, триггер 418930 8 5 1 О 15 2025 ЗО 35 40 7 9 перебрасывается в единичное состоя-, ние, разрешая прохождение импульсов с кварцевого генератора 3 через элементы 17, 20 и 21 И-НЕ на счетные входы счетчиков 10-12, Начинается отсчет временных интервалов 1,йэ,й 5 (фиг;2),причем счетчик 12 совместно с кварцевым генератором 3 и элементом 21 И-НЕ измеряют интервал С 1 счетчик 10 - интервал с и счетчик 11 - интервалПри увеличении (по модулю) входного импульса, поступающего на шину 24 до порогового значения Ь (точка 29 на фиг,2), срабатывает дискриминатор 1 и перебрасывает триггеры 5 и 6 в единичное состояние, Нулевой логический сигнал с нулевого выхода триггера 6 закрывает элемент 21 И-НЕ в результате чего измерение интервала й, счетчиком 12 заканчивается и в счетчике 12 хранится информация, пропорциональная интервалуЕдиничный логический сигнал с еди ничного выхода триггера б раэоешает прохождение импульсов с кварцевого генератора 3 через элемент 18 И-НЕ на счетный вход счетцика 14, Время переполнения счетчика 14 (Интервал й ) выбирается больше времени дребезга на переднем фронте измеряемого (входного) импульса (1 ) и меньше суммы (с, +с) т,е. Ц,1 с 1 ф +1 (фиг,2), Нулевой логический сигнал с нулевого выхода триггера 5 устанавливает на выходе элемента 16 И-НЕ единичный логический сигнал, в ре.зультате чего сигнал сброс снимается с установочного входа счетчика 9.Единичный логический сигнал с единичного выхода триггера 5 открывает элемент 15 И-НЕ, в результате чего начинается процесс измерения интервала .с счетчиком 9, одновременно этот же сигнал, поступая на второй вход элемента 23 И-НЕ, устанавливает на его выходе нулевой логический сигнал, в результате чего счетцик 13 обнуляется.При уменьшении (по модулю) входного импульса (точка 30 на фиг,2) до значения Оъ (дребезг) срабатывает дискриминатор 2 и триггер 5 возвращается в нулевое состояние, закрывая элемент 15 И-НЕ и через элемент 16 И-НЕ обнуляя счетчик 9..Одновременно нулевой логический сигнал с выхода элемента 1 б И-НЕ, поступая на счетный вход триггера 8,перебрасывает последний в единичноесостояние, что сигнализирует о наличии дребезга. На управляющие шины20 и 21 поданы логические управляющие сигналы таким образом, что триггер 8 удерживается в этом состояниивне зависимости от сигналов на егосчетном входе.При новом увеличении (по модулю)входного импульса до значения Оя(точка 31 на фиг,2) дискриминатор 1срабатывает, триггер 5 устанавливается в единичное состояние и так же1как и в предыдущем случае счетчик 9начинает отсчет времени(отсчетначинается с нуля), Далее работа устройства повторяется,При последнем увеличении входногоимпульса до значения Оп (точка 32 нафиг.2) дискриминатор 1 срабатывает,триггер 5 устанавливается в единичноесостояние и счетчик 9 начинает отсчетвремени С(отсчет опять начинается снуля),Через время с счетчик 14 переполняется и нулевым логическим сигналомсо своего первого выхода закрывает элементы 18 и 16 И-НЕ, в результатечего счет интервала времени й прекращается, и на первом выходе счетчика 14 остается нулевой логическийсигнал, на втором выходе - единичный,а сигнал обнуления счетчика 9 с выхода элемента 16 И-НЕ пройти на установочный вход счетчика 9 уже не может, так как этому препятствует нулевой логический сигнал с первого выхода счетчика 14, Единичный логический сигнал с второго выхода счетчика 14, поступая на первый вход элемента 19 И-НЕ не препятствует прохождению нулевого логицеского сигнала с выхода элемента 19 И-НЕ на 5-вход триггера 7, однако в данный момент этот сигнал не поступает, так как на второй вход элемента 19 И-НЕ подается нулевой логический сигнал с нулевого выхода триггера 5.При уменьшении входного импульса 5 до значения Оп (точка 33 на фиг.2) срабатывает дискриминатор 2 и триггер 5 возвращается в нулевое состояние.Нулевой логический сигнал с единичного выхода триггера 5 закрывает элемент 15 И-НЕ, в результате чего счетчик 9 останавливается, сохраняя информацию, пропорциональную интервалу й.Одновременно единичный логический сигнал с нулевого выхода тригге-.Применение предлагаемого изобретения значительно расширит функциональ 9 918930 1 Ора 5 устанавливает на выходе элемен-, лю входного импульса до значения Ота 9 И-НЕ нулевой логический сиг- сцзт 13 бсчетчик 3 о нуляется, а при каждомнал, в результате чего триггер 7 опуменьшении.- начинает отсчет интеррокидывается в единичное состояние.вала времениНулевой логический сигнал с нулево- П5 ри последнем уменьшении входного выхода триггера 7 закрывает эле- го сигнала до значения Уп (точка 3 бмент 17 И-НЕ в результате чегоФ на фиг.) счетчик 13 начинает отсчетсчетчик 10 и ек а ает ц тпрекращает счет импульсов интервалаь (отсчет начинается скварцевого генератора 3, нуля),В счетчике 10 хранится информа Процесс продолжается до тех пор,ция, пропорциональная интервалу Сз пока не переполнится счетчик 11, Вре(фиг.2), Одновременно этот же сигнал мя переполнения счетчика 11 (интерс нулевого выхода триггера 7, посту- вал с) выбирается больше суммы инпая на третий вход элемента И-НЕ 15 тервалов (+Ц ), где ц - допустиудерживает последний в закрытом сос-мое время колебаний (время дребезга)тоянии, вне зависимости от состояния на заднем фронте входного импульса,триггера 5, и тем самым сохраняет ин- При переполнении счетчика 11,формацию об интервале й в счетчике нулевой логический сигнал с его вы 9 при переходе триггера 5 в единиц- хода закрывает элемент 22 И-НЕ, осное состояние, танавливая тем самым счет импульсовОдновременно нулевой логический кварцевого генератора 3 счетчикомсигнал с единичного выхода триггера 13, В счетчике 13 хранится информа 5 закрывает элемент 23 И-НЕ и сиг- ция, пропорциональная интервалу вренал "Сброс", поступивший с выхода мени С,элемента 23 И-НЕ на установочныйОдновременно нулевой логическийвход счетчика 13, снимается. сигнал с выхода счетчика 11, закрыОдновременно единичный логичес- вая элемент 23 И-НЕ, блокируетцепький сигнал с единичного выхода триг- прохождения сигнала "Сброс" на усгера 7 разрешает прохождение импуль- тановочный вход счетчика 13, Одновре,сов с выхода кварцевого генератора З 0 менно этот же выходной сигнал с вы 3 на счетный вход счетчика 13 через хода счетчика 11 закрывает элементэлемент 22 И-. НЕ. Счетчик 13 начина И-НЕ, в результате чего счетчикет отсчет интервала времени с (точ прекращает счет импульсов кварце-.ка. 33 на фиг,2). вого генератора 3, В счетчике 11При увеличении по модулю входно 35хранится информация пропорциональУго импульса (точка 31 на фиг,2) до ная интервалу времени С.значения Ор (дребезг) срабатывает Процесс измерения закончен, Вдискриминатор 1. и переводит триггер счетчиках 9-1 Й хранится информация,5 в единичное состояние, Сигнал с пропорциональная следующим интерванулевого выхода триггера 5 закрыва 40лам времени:.счетчик 9 - йг счетФет элемент 22 И-НЕ, прекращая тем чик 1 О - с, счетчик 11 - й, счетсамым поступление импульсов кварце- чик 12 - й, счетчик 13 - ч, счетвого генератора 3 через элемент И-НЕ цик 14 - ф,22 на счетный вход счетчика 13.Одно-. Усредненные временные интервалывременно единичный логический сигналзадержки переднего и заднего фронтовМс единичного выхода триггера 5 подает входного импульса определяют следуюсигнал "Сброс" через элемент 23 И-НЕ на щим образомустановочный вход счетчика 13, Врезультате счетчик 13 обнуляется,1+ 12 1При новом уменьшении.по модулю И-Сь-ф50 +входного сигнала до значения От нс ь 2(точка 35 на фиг.2) срабатывает дискриминатор 2, возвращая триггер 5Среднюю длительность входного импульса на уровне 0 находят следуюв нулевое состояние, в результате щим образомчего счетчик 13 начинает отсчет инЯ Съ й 25 Сатервала времени С (отсчет начинает- с =й +- "+НС - 2ся с нуля).Далее работа устройства повторяется, При каждом увеличении по моду91893 Формула изобретения ные воэможности, так как позволитизмерять усредненные временные интервалы, ограниченные импульсамисложной формы, а также измерять временные интервалы начала и окончаниядребезга входного импульса относительно заданного уровня,Измеритель однократных коротких интервалов времени, соержащий кварцевый генератор, пять триггеровпять счетчиков, семь элементов И-НЕ и два 1 дискриминатора, вход каждого иэ которых подключен к входной шине измерителя, выход первого дискриминатора подключен к 5-входам первого и второго триггеров, а выход второго36 дискриминатора - к первому к-входу первого триггера, единичный выход которого соединен с первым входом первого элемента И-НЕ,.а нулевойс 11 ервыми входами второго, третьего и четвертого элементов И-НЕ, единич" ный выход второго триггера соединен с первым входом пятого элемента И-НЕ, а. нулевой - с первым входом шестого элемента И-НЕ, 5-вход третьего триггера соединен с шиной "Старт" измериМ теля, единичный выход третьего триггера соединен .с вторым вход шестого элемента И-НЕ и первым входом седь" мого элемента И-НЕ, единичный выход четвертого триггера соедийен с вто" рым входом третьего элемента И-НЕ, а нулевой - с вторым входом первого элемента И-НЕ, выход кварцевого генератора соединен с третьими входами йервого, третьего и шестого элементов. И-ЙЕ и с вторыми входами, пятого и седьмого элементов И-НЕ, выходы первого, третьего, пятого, шестого и седьмого элементов ИНЕ соединены со счетными входами соот ф ветственно первого, второго, третьего, четвертого и пятого счетчиков,0 2выход второго элемента И-НЕ соединен с установочным входом первогосчетчика и счетным входом пятоготриггера, управляющие входы которого подключены к управляющим шинамизмерителя, первый выход третьегосчетчика соединен с вторым входомчетвертого элемента И-НЕ, выход которого подключен к 5-входу четвертого триггера, второй выход .третьего счетчика соединен с вторым итретьим входами соответственно второго и пятого элементов И-НЕ, выходпятого, счетчика соединен с третьими четвертым входами соответственноседьмого и третьего элементов ИНЕ,шина "Сброс" соединена с й-входамивсех триггеров и с установочнымивходами третьего, четвертого и пятого счетчиков, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширенияфункциональных возможностей измерителя, в него введены шестой счетчики восьмой и девятый элементы И-НЕ,причем первыи вход восьмого элемента И-НЕ соединен с единичным выхоФдом третьего триггера, второй вхсдс нулевым выходом четвертого трйггера, третий вход соединен,с выходом кварцевого генератора, а выходподключен к счетному входу шестогосчетчика, установочный вход которого подключен к шине "Сброс" измерителя, первый вход девятого элемента И-НЕ подключен к,выходу пятогочсчетчика, второи входк единичному выходу первого триггера, а выходк установочному входу второго счетчика,Источники информации,принятые во внимание при .экспертизе1, Авторское свидетельство СССРй 419813, кл. 6 01 й 29/02, 1971,2, Авторское свидетельство СССРИ 711537, кл. 6 04 Г 16/04, 1977.3, Авторское свидетельство СССРпо заявке У 2 Я 6689/18-21,кл. С 04 Г 10/04, 27.10.79,98930 Составитель Ю,Тюпичедактор Н,Рогулич Техред З.фанта, Корректор А.Дэяткое ю к теаеиеавеевеваеа ВЕЕ Е е Е афилиал ППП "Патент", г,ужгород, ул.Проект 140/32 Тираж 429 ВНИИПИ Государственног по делам изобретений 11303, Москва, Ж, Подписикомитета СССРоткрытийуаская наб., д