SU1027696A1 - Измеритель серии временных интервалов - Google Patents

Abstract

ИЗМЕРИТЕЛЬ СКГОИ ВРЕМЕННЫХ ИН7ЕРВА2ЮВ, содержаций формирователь импульсов два элемента И, элемент , генератор импульсов этгию ной частоты, вьисод которого соединен с первым входом первого , второй вход которого подклхнен к пр мому выходу триггера, первый счетчни, выхода которого соединены с первой группой входов запаминапкего блока, к выходам которого подключены входы элемента ИЛИ-НЕ, отличающий с   тем, что/ с целью повышени  точности измерений путем автоматизации процесса измерений серки временных интервалов различной длительности , в него введены второй счетчик i дешифратор, делитель частоты, п хюполнительных ключей и два элемента ИЛИ, выход формировател  импульсов соединен с первшси входами триггера и первого элемента ЮШ, входами установки нул , второго счетчика и делител  частоты и входом - ааписи и сдвига запоминающего блока, выход первого ключа соединен с входам второго элемента ИЛИ, к остгшьшлм входам которого подключе1Ш выходы л дополнительных, ключей, выход второго Элемента . ИЛИ пбдключен к счетному входу первого счетчика, выхода которого соединены с соответствуивами входами первого элемента И, выход которого соединен с вторц т входами триггера и второго элалента ИЛИ и счетным входом второго счетчика , выход второго элемента ИЛИ соединен с входом установки  ул  первого счетчика, выходы второго счетчи- § к a подкдючвшы к соотвстствуицим входам деашфратора, входам элемента И-НЕ и второй группе входов запоминающего блока, выхода девжфратора соединены с nepssAm п дополнительных клюпей, вто1 ые входы которых подключены к соответствующим выходам делител  частоты, вход которого соединен с выходсм второго элемента И, первый вход которого поДключен к выходу генератора импульсов эталонной частоты, второй вход второго элемента И подключен к выходу элемента И-НЕ, a третий вход - к ин;версному выходу триггера, выход эле|мента ИЛИ-НЕ соединен с запрещающим шходом фОЕ шровател .

Description

Изобретение относитс  к электрон ным измерени м и может быть использовано дл  измерени  и запоминани  серии следунвдих друг за другом случайных или псевдослучайных интервалов времени. Известен измеритель временных интервалов, основанный на подсчете числа импульсов эталонной частоты, уменьшающихс  на изгмер ёмом интервале , и содержащий генератор импульсов эталонной частоты, триггер, набор ключей, счетчик, запоминающий блок и формирователь импульсов, Основной недостаток этого устройства заключаетс  в возможности по влени  грубых ошибок, вызванных переполнением счетчика или запоминающего блока при измерении случайных интервалов времени в услови х априорной неопределенности относительно длительности и количества этих интервалов. Кроме того, данное устройство обладает большой избыточностью емкости счетчика и заТюмингшицего блрка, так как дл  измерени  длительных интервалов времени используетс  та же тактова  частота счетных импульсов, что и дл  измерени  коротких интервалов . Наиболее близким по технической сущности- к изоб ретению  вл етс  измеритель серии временных интервалов , содержащий генератор импульсов эталонной частоты, триггер ключ, счетчик, запоминающий блок, формирователь, два элемента И, элемент И-НЕ и элемент ИЛИ-НЕ, причем выход генератора импульсов соединен с входом ключа, второй вход которого подключен к пр мому выходу три гера, выходы счетчика соединены с соответствующими входами запоминающего блока, к выходам которого под ключены входы элемента ИЛИ-НЕ СзД. Недостатки этого устройства заключаютс  в следующем. Измерение серии псевдослучайных и случайных интервалов времени требует построени  измерител , работаю щего в широком диапазоне длительностей временных интервалов, что приводит к необходимости построени  счетчика и запоминающего блока с т кой емкостью, которс1Я определ етс  величиной максимального ожидаемого интервала времени. При этом точнос измерений опреде:д етс  исход  из величины минимального измер емого интервала, что дл  всех больших ин тервалов оборачиваетс  избыточност При измерени х серии следующих дру за другс л интервалов существенно различной длительности, заранее рыбрать нужный поддиапазон не пред ставл етс  возможным, так как выбор поддиапазона в расчете на максимальный интервал приводит к потере информации о коротких интервалах, а выбор минимальной часто ы следовани  счетных импульсов приводит к потере информации о больших ин- . тервалах. Цель изобретени  - повышение точности измерений путем автоматизации процесса измерений серии временных интервалов различной длительности. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в измеритель серии временных интервалов, Содержащий формирователь импульсов, два элемента И, элемент И-НЕ, генератор импульсов эталонной частоты, выход которого соединен с первым входом первого ключа , второй вход которого подключен к пр мому выходу триггера, первый счётчик; выходы которого соединены с первой группой входов.запоминающего блока, к выходам которого подключены входы элемента ИЛИ-НЕ, введены второй счетчик, дешифратор, делитель частоты, и дополнительных ключей и два элемента ИЛИ, причем выход формировател  импульсов соединен с первыми входами триггера и первого элемента ИЛИ, входами установки нул  второго счетчика и делител  частоты и входом записи и сдвига запоминающего блока, выход первого ключа соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, к остальным входам которого подключены выходы И дополнительных ключей, выход второго элемента ИЛИ подключен к счетному входу первого счетчика, выходы кото- рого соединены с соответствующими входами первого элемента И, выход которого соединен с вторыми входамитриггера и второго элемента ИЛИ и счетным входом второго счетчика, выход второго элемента ИЛИ соединен с входом установки нул  первого счетчика , выходы второго счетчика подключены к соответствующим входам дешифратора , входам элемента И-НЕ и к второй группе входов запоминающего блока, выходы дешифратора соединены с первыми входами и дополнительных ключей, вторые входы которых подключены к соответствующим выходам делител  частоты, вход которого соединен с выходом второго элемента И, первый вход которого подключен к выходу генератора импульсов эталонной частоты, второй, вход второго элемента И подключён к выходу элемента И-НЕ, а третий вход - к инверсному выходу триггера, выход элемента ИЛИ-НЕ соединен с запрещающим входом формировател . На чертеже приведена структурна  схема устройства. Измеритель содержит формирователь 1 импульсов, триггер 2, ключ 3, элементы 4 и 5 ИЛИ, счетчик 6, элемент 7 И, генератор 8 импульсов эталонно частоты, -счетчик 9, элемент 10 И-НЕ дешифратор 11, запоминающий блок 12 дополнительные ключи 13 - 13и, эле мент 14 ИЛИ-НЕ, элемент 15 И, делитель 16 частоты. Входом устройства  вл етс  вход формировател  1. Устройство работает следуюйдам образом. На вход формировател  1 поступают видеоимпульсы, интервалы между которыми необходимо измерить и запомнить . Формирователь 1 при отсутс ВИИ запрещающего сигнала, с выхода элемента 14 ИЛИ-НЕ формирует стандартный короткий;импульс, соответствуювдай переднему фронту входно го импульса. Запрещающим дл  формировател  1  вл етс  сигнал уровн  О, который по вл етс  на выходе элемента 14 ИЛИ-НЕ, если запоминающий блок 12 не обнулен. Этот факт используетс , кроме того, в качестве блокировки против случайного стирани  измерительной информации из запоминающего блока 12. Новый цикл измерений серии временных интервалов возможен только после пред варительного обнулени  запоминакйцег блока 12 ( такое обнуление предусмот рено производить от дополнительной кнопки), при этом на выходе элемента 14 ИЛИ-НЕ по вл етс  сигнал уров н  1, разрешающий работу формировател  1. Короткий импульс с выхода формировател  1 обнул ет счетчик 9, делитель 16 частоты, а через элемен 5ИЛИ - счетчик 6, и устанавливает триггер 2 в единичное положение, пр этом на пр мом выходе последнего устанавливаетс  высокий потенциал, открывающий ключ 3. В результате этого счетные импульсы с выхода генератора 8 импульсов эталонной частоты начинают поступать- на счетный вход счетчика 6 через последователь но соединенные ключ 3 и элемент 4 ИЛИ. Счетчик 6 производит подсчет поступающих с выхода генератора 8 импульсов до одного из следующих моментов. Если измер емый интервал мал по сравнению с емкостью счетчика 6, т, e.k-fc|,,j|i s-2 Т{ч,, , где К - ко личество разр дов счетчика 6 , TC, период следовани  счетных импульсов генератора 8, то после поступле ни  на вход формировател  1 второго отсчетного импульса произойдет зйпись и сдвиг показаний счетчика 6в запоминающем блоке 12 и обнуление счетчика 6 (задержка момента об нулени  счетчика 6 относительно мом та записи информации в блоке 12 обеспечиваетс  временем срабатывани элемента 5 ИЛИ . После этого счетчик 6 начинает изменение второго интервала времени так как триггер 2 остаетс  в единичном положении, и высокий потенциал на его пр мом выходе обеспечивает поступление счетных импульсов генератора 8 через открытый ключ 3 и элемент 4 ИЛИ на вход счетчика 6. ЕслиД4.й5;1, .Т0Ц, то при заполнении счетчика 6 на всех его выходах по вл ютс  единичные потенциалы, что приведёт к срабатыванию элемента 7 И, на выходе которого по вл етс  высокий потенциал. Этот потенциал устанавливает триггер 2 в нулевое состо ние, которое характеризуетс  низким уровнем напр жени  на пр мом выходе триггера 2 и высоким на его инверсном выходе. Отсутствие высокого потенциала на пр мом выходе триггера 2 приводит к закрытию ключа 3, в результате чего прекращаетс  поступление счетных импульсов генератора 8 через ключ 3 и элемент 4. ИЛИ. Одновременно высокий потенциал с выхода элемента 7 И через элемент 5 ИЛИ обнул ет счетчик б и записывает 1 в счетчик 9. -Депдафг ратор 11 преобразует двоичный код счетчика 9 в унитарный код, когда любому числу соответствует на одном из выходов дешифратора 11 и О на всех остальных выходах. Так, в рассматриваемом случае 1 будет только на первом выходе дешифратора 11 Это приведет к открытию ключа 13 все остальные ключи 13, 13 ..., 13, будут закрыты. Одновременно с этим высокий потенциал с инверсного выхода триггера 2 будет приложен к третьему входу элемента 15 И, к второму входу которого также будет приложен высокий потенциал с выхода элемента 10 И-НЕ, поэтому счетные импульсы генератора 8 начнут поступать через элемент 15 И на вход делител  16 частоты. Делитель 16 частоты выполнен на основе двоичного счетчика , поэтому на выходе первого разр да частота следовани  счетных импульсов будет делитьс  на 2, на выходе второго разр да - на 4 и т.д. Так как выходы разр дов делител  16 частоты подключены к входам соответствующих ключей 13 , 13-г. 13у,, то в рассматриваемом случае тактовые импуль|сы с периодом , через ключ 13f :и элемент 4 ИЛИ начнут поступать на счетный вход счетчика 6. . Если измер емый интервал ... ЪЬмъд 2. выходах счетчика 6 оп ть по вл ютс  единичные потенциалы , срабатывает элемент 7 И, обнул етс  счетчик 6, счетчик 9 приобретает значение 2, с помощью дешифратора 11 открываетс  ключ 13 и закрываетс  ключ 13., . Это приводит к увеличению в 4 раза по сравнению с начальным периодом следовани  счетных импульсов.

, Описанный процесс повтор етс  циклически: ,; до тех пор, пока не кончитс  измер емый интервал, т.е. пока не поступит третий отсчетный импульС. При этом импульс, сформированный фо мирователем 1, устанавлива  триггер 2 а .единичное состо ние, прекращает поступление счетных импульсов через арлемент 15 И на делитель 16 частоты, ,а следовательно, и на счетчик 6. Одновременно этот же импульс, обнул   счетчики 6 и 9, записывает их показани  в запоминающий блок 12. Дл  записи информации от счетчика 9 в запоминающем блоке 12 предусмотрено налмчне дополнительных К разр дов (где К 15 количество разр дов счетчика 9. Тем же импульс1эм с выхода формировател  1 обнул етс  и делитель 16 частоты. С началом третьего интервала весь описанный вьхае процесс измерений повто- 20 р етс .

I Если на вход измерител  поступит интервал, длительность Которого превеличину Р.- Я Ч1 1о-Гс..

вышает

25

то на всех выходах счетчика

9по вл ютс  единичные потенциалы,, что приведет к срабатыванию элемента

10И-НЕ, в результате чего нулевой потенциал с его выхода отключает зле мент 15 И, а следовательно, на счетчик 6 не будут поступать-счетные импульсы . Узлы устройства будут оставатьс  в таком положении, до поступ;лени  очередного отсчётного импульса .который перепишет информацию b заполнении счетчиков 6 и 9 в запоминающий блок 12.

Работа устройства прекращаетс  полностью при заполнении запоминающего блока 12, когда хот  бы на одно Из выходов последнего слова запоминающего блока 12 по витс  сигнал 1 и сработает элемент 14 ИЛИ-НЕ (на его выходе вместо 1 по витс  О Л, который положит запрет на работу формироват ел  1.

Величина измер емого интервала времени может быть определена по по-казаНи м счетчиков 6 и 9 с помощью следующей зависимости:

4%M- Ni2- 2. 4l i-imc4, 5Ьде показани  счетчика Ь, ( - показани  счетчика 9.

Таким образом, предлагаемое устройство позвол ет автоматически измер ть и запоминать серии заранее неизвестных временных интервалов существенно различной длительности.

В общем случае получаемый от использовани  этого устройства выиграш можно приближенно оценить зависи .мостью ., л1Кг+-1)

, .

.где с « количество измер емых и эапоминаекклх интервалов времени в серии.

Claims (1)

1. ИЗМЕРИТЕЛЬ СЕРИИ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ, содержащий формирователь импульсов, два элемента И, элемент

   И-НЕ, генератор импульсов эталонной частоты, выход которого соединен с первым входом первого ключа, второй вход которого подключен к прямому выходу триггера, первый счетчик, выхода которого соединены с первой группой входов запоминавшего блока, к выходам которого подключены входы элемента ИЛИ-HE, отличающий с я тем, что, с целью повышения точности измерений путем автоматизации процесса измерений серии временных интервалов различной длительности, в него введены второй счетчик, дешифратор, делитель частоты, η дополнительных ключей и два элемента ИЛИ, причем выход формирователя импульсов соединен с передай входами триггера и первого элемента ИЛИ, ^гвходами установки нуля, второго счетчика и делителя частоты и входом записи и сдвига запоминающего блока, ^L' выход первого ключа соединен с первда входом второго элемента ИЛИ, к остальным входам которого подключеда выходы л дополнительных.ключей, выход второго Элемента . ИЛИ подключен к счетному входу первого счетчика, выхода которого соединены с соответствующими входами первого элемента и, выход которого соединен с вторыми входами триггера и второго элемента ИЛИ и счетным входом второго счетчика, выход второго элемента ИЛИ соединен с входом установки нуля первого счетчика, выходы второго счетчи- § к а подключены к соответствующим входам дешифратора, входам элемента И-НЕ и второй группе входов заломи нающего блока, выхода дешифратора соединены с первыми входами η дополнительных ключей, вторые входа которых подключены к соответствующим выходам делителя частоты, вход которого соединен с выходом второго эле мента И, первый вход которого подключен к выходу генератора импульсов эталонной частоты, второй вход второго элемента И подключен к выходу -элемента И-НЕ, а третий вход - к инверсному выходу триггера, выход элемента ИЛИ-HE соединен с запрещающим (входом формирователя.