PL151388B2 - Układ do rejestracji rozkładów czasowych impulsów elektrycznych - Google Patents

Description

RZECZPOSPOLITA ^OPIS PATENTOWY 151 388

POLSKA PATENTU TYMCZASOWEGO

URZĄD

PATENTOWY

RP

Patent tymczasowy dodatkowy do patentu nr--Zgłoszono: 88 04 15 (P. 271883)

Pierwszeństwo--Zgłoszenie ogłoszono: 89 01 23

Opis patentowy opublikowano: 1990 12 31

Int. Cl.⁵ H03K 5/19 G01R 29/02

Twórca wynalazku: Janusz Baczyński

Uprawniony z patentu tymczasowego: Uniwersytet Łódzki, Łódź (Polska)

Układ do rejestracji rozkładów czasowych impulsów elektrycznych

Przedmiotem wynalazku jest układ do rejestracji rozkładów czasowych impulsów elektrycznych, za pomocą analizatorów czasu lub wielokanałowych przeliczników, mający zastosowanie w fizyce, technice jądrowej, metrologii elektronicznej, itd.

Znane do tego celu układy, zwane też analizatorami czasu lub wielokanałowymi przelicznikami są opisne np. przez Ł. A. Matulina, S.I. Czubarowa i A. A. Iwanowa w książce pt. „Mnogokanalnyje analizatory jadiernoj fiziki wydanej przez ATOMIZDAT - Moskwa -1967 oraz przez A. Piątkowskiego i W. Sharfa w książce pt. „Elektroniczne mierniki promieniowania jonizującego wydanej przez Wydawnictwo Obrony Narodowej - 1979.

Znany układ analizatora czasu zawiera generator impulsów zegarowych, połączony z wejściem zliczającym licznika impulsów zegarowych, którego wyjścia są przyłączone do wejść rejestru impulsów mierzonych. Wyjścia rejestru impulsów mierzonych są przyłączone do magistrali systemu przetwarzania danych sterującego pracą analizatora.

Działanie znanego układu polega na tym, że generator impulsów zegarowych jest uaktywniany impulsami START podawanymi na wejścia wyzwalające analizatora. Impulsy mierzone, podawane bezpośrednio lub poprzez odpowiednie układy bramkujące, powodują w rejestrze impulsów mierzonych zapis stanu licznika impulsów zegarowych, który to stan określa interwał czasu między chwilą pojawienia się impulsu START a momentem zarejestrowania impulsu mierzonego. System przetwarzania danych pobiera zapisane w rejestrze impulsów mierzonych dane traktując je jako argumenty funkcji określającej lokacje adresowe komórek pamięci operacyjnej systemu i zwiększa o +1 zawartość odpowiednich komórek stosownie do wskazań rejestru.

Innym znanym rozwiązaniem do rejestracji rozkładów czasowych impulsów elektrycznych jest układ przelicznika wielokanałowego składającego się z generatora impulsów zegarowych i licznika impulsów zegarowych oraz z rejestru zawierającego dwa lub więcej liczniki impulsów mierzonych o wejściach zliczających połączonych z odpowiednimi wyjściami selektora impulsów mierzonych tego rejestru. Wyjścia liczników są połączone z magistralą systemu przetwarzania danych.

Działanie tego znanego układu polega na tym, że impulsy zegarowe odpowiednio cyklicznie uaktywniają wyjścia selektora impulsów mierzonych oraz są zliczane przez licznik impulsów zegarowych. W kolejnych odcinkach czasu, równych okresowi powtarzania się impulsów zegarowych, zliczanie impulsów mierzonych odbywa się tylko w jednym z uaktywnionych cyklicznie liczników impulsów mierzonych. Każdorazowo, po zakończeniu fazy zliczania przez kolejny licznik impulsów mierzonych, system przetwarzania danych odczytuje stan takiego licznika a następnie zwiększa o tę wartość zawartość komórki pamięci operacyjnej systemu o adresie przypisanymstanowilicznika zegarowego. Po odczycie stanu licznika impulsów mierzonych system zeruje Odczytany licznik.

Niedogodnością znanych układów jest to, że wskutek bezpośredniego połączenia generatora impulsów zegarowych z licznikiem impulsów zegarowych, impuls mierzony może się pojawić równocześnie z impulsem zegarowych lub bezpośrednio po nim, to jest w czasie ustalania się stanu licznika impulsów zegarowych i wówczas następuje błąd pomiaru wynikający, w przypadku analizatora czasu, z faktu zapisania w rejestrze impulsów mierzonych nieustalonego stanu licznika impulsów zegarowych. W takim przypadku w układzie przelicznika wielokanałowego impuls mierzony może być podany na wejście niewłaściwego przelicznika, albo może w ogóle nie pojawić się na wyjściu selektora impulsów mierzonych, zwłaszcza jeśli czas przełączania się selektora jest dłuższy od czasu trwania impulsu mierzonego, co prowadzi do powstawania błędów pomiarowych.

Istota rozwiązania według wynalazku polega na tym, że układ ma przerzutnik dwustanowy korzystnie typu D i takiego też typ przerzutnik bistabilny połączone z dekoderem dwubitowych liczb binarnych na kod 1 z 4, z kolei połączonym z przerzutnikiem monostabilnym generującym wyjściowy sygnał zegarowy i oddzielnie połączonym z dodatkowym przerzutnikiem monostabilnym generującym impulsy mierzone takiego samego układu scalonego. Przerzutnik bistabilny jest połączony na wejściu z generatorem impulsów zegarowych i na jego wejściu zerującym z przerzutnikiem monostabilnym generującym wyjściowy sygnał zegarowy oraz z licznikiem impulsów zegarowych, a przerzutnik monostabilny generujący impuls mierzony jest połączony z wejściem zerującym przerzutnika dwustanowego oraz z wejściami wpisującymi rejestru impulsów mierzonych, z kolei połączonego z magistralą systemu przetwarzania danych.

Zaletą układu według wynalazku jest to, że dzięki wprowadzeniu do współpracy z analizatorem czasu lub z przelicznikiem wielokanałowym dodatkowego układu połączeń zawierającego: przerzutniki monostabilne, przerzutniki dwustanowe i dekoder dwubitowych liczb binarnych na kod 1 z 4, całkowicie się eliminuje przypadki błędnych rejestracji czasu pojawiania się impulsów mierzonych, mogących mieć czas trwania krótszy od czasu potrzebnego na ustalenie się stanu wyjść licznika impulsów zegarowych lub właściwe przełączenie się selektora impulsów mierzonych w przeliczniku wielokanałowym.

Przedmiot wynalazku jest pokazany w przykładzie wykonania na rysunku, przedstawiającym schemat elektryczny układu.

Układ według wynalazku ma dwustanowy przerzutnik 1, korzystnie typu D, którego wejście wpisujące 2 stanowi wejście układu dla zewnętrznych impulsów mierzonych a wyjście 3 tego przerzutnika jest przyłączone do adresowego wejścia 4 dekodera 5 dwubitowych liczb binarnych na kod 1 z 4. Drugie adresowe wejście 6 dekodera 5 jest połączone z wyjściem 7 bistabilnego przerzutnika 8, korzystnie typu D, którego wejście wpisujące 9 stanowi wejście układu dla impulsów zegarowych z analizatora czasu lub wielokanałowego przelicznika 10. Wyjście 11 dekodera 5, odpowiadające stanom logicznym „1“ i „0“ na wejściach 6 i 4, oraz wyjście 12 tego dekodera, odpowiadające stanom logicznym „ 1 “, „ 1 “ wejść 6 i 4, są połączone z wejściami 13 i 14 wyzwalania ujemnymi zboczami impulsów monostabilnego przerzutnika 15 generującego wyjściowy sygnał zegarowy, korzystnie układu scalonego TTL typu 74123.

Wyjście 16 dekodera 5, odpowiadające stanom logicznym „0“ i „1“ wejść 6 i 4 jest połączone z wejściem 17 wyzwalania ujemnymi zboczami impulsów monostabilnego przerzutnika 18 generującego impuls mierzony, korzystnie układu scalonego TTL typu 74123. Nieinwersyjne wyjście 19 przerzutnika 15 stanowi wyjście proste wyjściowego sygnału zerowego do analizatora lub przelicznika 10, zaś inwersyjne wyjście 20 tego przerzutnika jest połączone z wejściem 21 zerującym przerzutnika 8, oraz z wejściem 22 wyzwalania dodatnimi zboczami impulsów przerzutnika 18

151 388 3 bramkującego wejście 17 tego przerzutnika. Wyjście 20 przerzutnika 15 jest wyjściem odwróconym wyjściowego sygnału zegarowego z układu.

Nieinwersyjne wyjście 23 przerzutnika 18 stanowi wyjście proste impulsów mierzonych z układu do analizatora lub przelicznika 10, zaś inwersyjne wyjście 24 tego przerzutnika jest połączone z wejściem 25 zerującym przerzutnika 1 oraz z wejściem 26 wyzwalania dodatnimi zboczami impulsów przerzutnika 15 bramkującego wejścia 13 i 14 tego przerzutnika. Wyjście 24 przerzutnika 18 jest odwróconym wyjściem impulsów mierzonych z układu. Wejście 9 przerzutnika 8 jest połączone z generatorem 27 impulsów zegarowych przykładowo analizatora 10, natomiast wyjścia 19, 20 przerzutnika 15 jednocześnie lub z osobna są podłączone do licznika 28 impulsów zegarowych, który z kolei jest połączony z magistralą 29 systemu 30 przetwarzania danych poprzez rejestr 31 impulsów mierzonych, którego wpisujące wejścia 32 są połączone jednocześnie lub z osobna z wyjściami 23, 24 przerzutnika 18.

Działanie układu według wynalazku polega na tym, że z chwilą przyjścia impulsu zegarowego z generatora 27 na wejście 9 przerzutnika 8 zmienia się stan tego przerzutnika i na jego wyjściu 7 oraz na wejściu 6 dekodera 5 pojawia się stan logiczny „1“. Powoduje to pojawienie się ujemnego zbocza impulsu na wyjściu 11 dekodera 5 oraz na wejściu 13 przerzutnika 15 i przerzutnik ten zostaje wyzwolony generując na swoich wyjściach 19 i 20 sygnały odpowiednio: dodatni i ujemny. Ujemny sygnał z wyjścia 20 zeruje poprzez wejście 21 przerzutnik 8, oraz poprzez wejście 22 blokuje możliwość wyzwolenia przerzutnika 18 a tym samym generowania impulsu mierzonego w trakcie trwania wyjściowego sygnału zegarowego. W celu odmierzenia czasu podaje się do wejścia licznika 31 sygnał z wyjścia 19 i/lub sygnał z wyjścia 20 przerzutnika 15. Pojawienie się na wejściu 2 przerzutnika 1 zewnętrznego impulsu mierzonego, powoduje zmianę stanu tego przerzutnika i wówczas na jego wyjściu 3 oraz na wejściu 4 dekodera 5 pojawia się stan logiczny „1“. Powoduje to pojawienie się ujemnego zbocza impulsu na wyjściu 16 dekodera 5 oraz na wejściu 17 przerzutnika 18. Jeśli w tym czasie jest przez przerzutnik 15 generowany wyjściowy sygnał zegarowy; to na wejściu 22 przerzutnika 18 występuje stan logiczny „0“ i przerzutnik 18 nie może być wyzwolony. Jednakże z chwilą zakończenia generowania wyjściowego sygnału zegarowego przez przerzutnik 15, zbocze narastające sygnału na wejściu 22 przerzutnika 18 wyzwala ten przerzutnik i przerzutnik 18 generuje na swoich wyjściach 23 i 24 impulsy, odpowiednio: dodatni i ujemny. Ujemny impuls z wyjścia 24 zeruje poprzez wejście 25 przerzutnik 1 oraz poprzez wejście 26 blokuje możliwość wyzwolenia przerzutnika 15, a tym samym generowania wyjściowego sygnału zegarowego w czasie trwania impulsu mierzonego.

W celu rejestracji, przykładowo przez analizator 10, rozkładów czasowych pojawiania się zewnętrznych impulsów mierzonych, wykorzystuje się impulsy z wyjścia 23 i/lub impulsy z wyjścia 24 przerzutnika 18. Jeśli na wejściu 2 przerzutnika 1 pojawi się zewnętrzny impuls mierzony wcześniej niż impuls zegarowy na wejściu 9 przerzutnika 8, to wówczas zostaje wcześniej wygenerowany impuls mierzony przez przerzutnik 18, a dopiero następnie generuje się wyjściowy sygnał zegarowy z przerzutnika 15. Jeżeli na wejściach 2 i 9 pojawią się jednocześnie impulsy, to na wyjściu 12 dekodera 5 pojawi się ujemne zbocze impulsu, które poprzez wejście 14 wyzwoli przerzutnik 15 i zostanie wygenerowany w pierwszej kolejności wyjściowy sygnał zegarowy, który spowoduje, że na wyjściu 12 dekodera 5 zniknie stan logiczny „0“ a pojawi się on na wyjściu 16, co z kolei spowoduje z chwilą zniknięcia wyjściowego sygnału zegarowego wygenerowanie impulsu mierzonego.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Układ do rejestracji rozkładów czasowych impulsów elektrycznych, zawierający w analizatorze czasu lub w przeliczniku wielokanałowym generator impulsów zegarowych oraz licznik impulsów zegarowych połączony poprzez rejestr impulsów mierzonych i magistrale z systemem przetwarzania danych, znamienny tym, że ma dwustronny przerzutnik (1) korzystnie typu D i bistabilny przerzutnik (8) takiego samego typu połączone z dekoderem (5) dwubitowych liczb binarnych na kod 1 z 4 z kolei połączonym z monostabilnym przerzutnikiem (15) generującym wyjściowy sygnał

   151 388 zegarowy i oddzielnie połączonym z monostabilnym przerzutnikiem (18) generującym impulsy mierzone takiego samego układu scalonego, przy czym przerzutnik (8) jest połączony na wejściu z generatorem (27) impulsów zegarowych i na wejściu (21) zerującym z przerzutnikiem (15) z którym jest też połączony licznik (28) impulsów zegarowych, a przerzutnik (18) jest połączony z wpisującymi wejściami (32) rejestru (31) impulsów mierzonych oraz z wejściem (25) zerującym przerzutnik (1).

   Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 100 egz.

   Cena 1500 zł