SU1263635A1 - Периодометр дл струнных датчиков - Google Patents

Abstract

1 .ПБРИОДОМЕТР ДЛЯ СТРУННЫХ ДАТЧИКОВ , содержащий усилитель-ограничитель , счетчик и блок квантовани , состо щий из кварцевого генератора, делител  и элемента И, о т л и ч а ющ и и с   тем, что, с целью повьшени  помехоустойчивости и точности, в него введены формирователь, состо щий из первого и второго триггеров, элемента совпадени  и элемента задержки , при этом выход усилител -ограничител  соединен с первым входом формировател , соединенным с первыми входами первого и второго триггеров и первым входом элемента совпадени , второй вход которого соединен с вторьм входом второго триггера и выходом первого триггера и  вл етс  первьм выходом формировател , втор выхог дом которого  вл етс  выход первого триггера, а вторым выходом фо1 4ировател   вл етс  первый вход элемента задержки, второй вход которого соединен с выходом элемента совпадени , а выход элемента задержки соединён с вторым входом первого триггера, при этом первый и второй выходы формировател  соединены соответственно с первым и вторым входом блока квантовани , первый выход которого соединен с вторым входом формировател  I второй выход блока квантовани  соединен с входом счетчика. to Од со 05 СО СП

Description

фиг}

2. Периодометр по п. , о т л и чающийс  тем, что содержит кварцевый генератор, делитель, элементы И, первый и второй кольцевые сдвиговые регистры, а также блок стробировани , первый и второй входы которого  вл ютс  соответственно первым и вторым входом узла квантовани , причем второй вход соединен с входом делител , выход которого соединен с первым входом первого кольцевого сдвигового регистра, а второй вход - с выходом блока стробировани  и одним из установочных входов второго кольцевого сдвигового регистра , другие установочные входы которого соединены с соответствующими вькодами первого кольцевого сдвигового регистра, первым выходом блока квантовани   вл етс  выход кварцевого генератора, соединенный с первым входом элемента И и тактовым входом второго кольцевого сдвигового регистра , выход которого соединен с вторым входом элемента И,выход которого  вл етс  вторым вькодом блока квантовани ;

I

Изобретение относитс  к элekтpoизмерительной технике и может быть .использовано дл  измерени  периода сигнала струнных датчиков, примен емых в гидротехническом строительстве .

Целью изобретени   вл етс  улучшение помехоустойчивости и повышение точности устройства путем формировани  определенных значений временных измерительных, интервалов.

На фиг.1 представлена блок-схема периодометра дл  струнных датчиков; иа фиг.2 - блок-схема блока квантовани ; на фиг.З - временные диаграммы работы узлов периодометра.

Устройство содержит усилительограничитель fyo) 1, блок 2 квантовани , кварцевый генератор 3, делитель 4, элемент И 5, счетчик 6, формирователь 7, элемент 8 совпадени , элемент 9 задержки, первый 0 и второй 1 триггеры, блок 12 стробировани  пе.рвый 13 и второй 4 кольцевые сдвиговые регистры.

Выход УО 1 соединен с первьы входом формировател  7, соединенным с первыми входами первого 10 и второго I1 триггеров и первым входом элемента 8 совпадени , второй вход которого соединен с-ВТОРЫМ входом второго триггера 11 и выходом первого триггера 10 и  вл етс  первым выходом формировател  7, вторым вькодом хото рого  вл етс  выход второго триггера 11, а вторым .входом формировател  7 . вл етс  первый вход элемента 9 за

держки. второй вход которого соединен с выходом элемента 8 совпадени , а выход элемента 9 задержки соединен с вторым входом первого триггера 10,

при этом первый и второй выходы формировател  7 соединены соответственно с первым и вторым входом блока 2 квантовани , , первый выход которого соединен с вторым входом формировател  7 и выходом кварцевого генератора З, второй вход блока 2 квантовани  соединен с вторым входом блока 12 стробировани  и через делитель 4 с первым входом первого кольце5 вого сдвигового регистра.13, выходы которого соединены с соответствующими входами второго кольцевого сдвигового регистра 14, выход которого соединен с вторым входом элемента И 5, первый вход блока 2 квантовани  соединен с первым входом блока 12 стробировани , выход которого соединен с одним из установочных входов второго кольцевого сдвигового регистра 4, тактовьй вход которого св зан с выходом кварцевого генератора 3 и первым входом элемента И 5, а выход - с вторым входом элемента И 5, выход которого  вл етс  вторым выходом блока 2 квантовани  и подключен к счетчику 6, при этом второй вход первого , кольцевого сдвигового регистра 13 св зан с выходом стробирующего блока 12.

Принцип работы устройства основан на следующем. Яусть срабатывание УО 1 сопровож даетс  дребезгом, который начинаетс в момент времени t и заканчиваетс  tj. Так как шумовой сигнал имеет нор мальное распределение, то наиболее веро тным моментом прохода чистовог входного сигнала через ноль есть (-.,+Ц)/2. Пусть измерительный интервал со,держит п периодов чистого входного сигнала. В момент его п-го прохода через ноль дребезг на выходе усилител -ограничител  1 начинаетс  в t а заканчиваетс  в t, , где (на фиг.З k 5). Сформированные по началу и концу дребезга измерительные интервалы - t - t и tg.- tсоответственно . Суммиру , получают ( ) ( t.tp(,) что соответствует наиболее веро тно му, значению измерительного интервала , сформированному по переднему фронту входного сигнала. Дл  заднег фронта входного сигнала получают ан логично: начало дребезга в момент п прохода первого сигнала через ноль конец - в t., в момент k-ro пр и соответственно, су миру , подучают ( )--(t +t ) наиболее веро тное значение измерительного интервала. Учитыва  возможность смещени  нул  УО 1 в качестве значени  измерительного интервала, следует вз ть Ittita));(t,,lt)) 4 ж .)Wti-ti)+ ta;t;i) Дл  однополупериодной схемы изме рени  этот интервал Itiit liafi-t) Устройство работает следующим образом. При наличии в составе входного сигнала УО 1 широкополосньк шумов в момент прохода чистого сигнала че рез ноль возможны многократные срабатывани  (дребезг . Элемент 8 совпадени  имеет на выходе единицу при совпадении входных логических сигналов и ноль в сл чае несовпадени . 54 Элемент 9 задержки может быть выполнен как счетчик, вход сброса которого  вл етс  входом элемента 9, на счетный вход счетчика подаютс  импульсы от кварцевого генератора 3, а выходом элемента 9  вл етс  выход тактового разр да счетчика, что с момента по влени  на- его входе сигнала разрешени  счета (нул ) до мо мента по влени  на данном выходе единицы проходит врем , большее максимальной длительности дребезга УО I. Стробирующий триггер 11 представл ет собой триггер, на выходе которого устанавливаетс  его входной сигнал , если-этот сигнал отличаетс  от сигнала управлени , и который не мен ет своего состо ни , если эти сигналы совпадают. Стробирующий блок 12 представл ет собой устройство, формирующее короткие импульсы по каждому переднему и заднему фронту двух входных сигналов. Формирователь 7 работает следующим образом. Пусть в начальный момент времени на выходе УО 1, выходах Аормировател  (триггеров 10 и 1 О установлен О. На входе триггера 1I и элемента 8 совпадени  - О, на выходе элемента 8 совпадени  I, устанавливающа  элемент 9 задержки в О. При наличии нулей на выходах триггеров О и 11; с по влением первой I на выходе УО 1 триггер 11 уста навливаетс  в 1, на входе элемента 9 задержки по вл етс  О, разрешающий счет. При наличии дребезга в выходном сигнале УО 1 триггер 11 не измен ет своего состо ни , а на выходе элемента 8 совпадени  с приходом каждого О по вл етс  1, устанавливающа  элемент 9 задержки в ноль. После окончани  дребезга через заданный промежуток времени на выходе элемента 9 задержки по вл етс  1, при этом триггер 10 устанавливаетс  в 1, на выходе элемента 8 совпадени  по вл етс  1, котора  устанавливает элемент 9 в ноль. Установка нулей на выходах триггеров 10 и 11 происходит аналогично . На выходе УО 1 по вл етс  О, Триггер П устанавливаетс  в О, а через заданный промежуток времени после окончани  дребезга на выходе УО 1, на выходе элемента 9 по вл етс  1, и триггер 10 устанавливаетс  в ноль. Временные диаграммы работы формировател  показаны на фиг.З, где входной сигнал УО 1, представл  ющий собой аддитивную смесь чистого сигнала и широкополосного шума, trweющего нормальное распределение; Uyo - выходной сигнал УО 1 ; U - вы ходной сигнал триггера 1 1 U/ - Выходной сигнал триггера 0, Сигналы с выхода триггера 10 и 11 (фиг.З, зависимости U , U ) поступают на вход блока 2 квантовани , формирующего временные измерительные интервалы и и преоб разук1щие их значени  в последователь ности счетных импульсов, поступающих на вход счетчика, выходной код которого по окончании цикла измерени  соответствует величине измер емого периода. Блок 2 квантовани  работает следу ющим образом, В начальный момент регистры 1.3 и 14 обнулены, на выходе регистра 14 ноль и на выходе блока 2 квантовани  нет счетных импульсов. Делитель частоты 4 также установлен в ноль. Пуст в момент времени перед t 4 делитель 4 установлен в 1. В момент t, по переднему фронту выходного сигнала триггера 1I стробирующий блок 6 формирует короткий импульс. При этом в первый разр д регистра 13 записывает с  , котора  по этому же импульсу заноситс  в четырехтактный кольцевой регистр 14. С приходом импульсов от кварцевого генератора 3 в регистре 14 осуществл етс  кольцевой сдвиг этой единицы, т.е. с приходом четырех тактовых импульсов кварцевого генератора 3 на его выходе в течение одного такта присутствует единица , поступающа  на вход элемента И 5, На выходе которого при этом будет один счетный импульс на каждые четыре тактовых импульса кварцевого генератора 3. В момент t на выходе стробирующего узла 12 по вл етс  втррой импульс . При этом в регистре 13 устанавливаютс  в 1 первый и второй разр ды, переписывающиес  в соответствующие разр ды регистра 14. После этого на каждые четьфе тактовых импульса кварцевого генератора 3 на выходе блока 2 квантовани  по вл ютс  по два импульса. В момент t устанавливаютс  в 1 три-разр да регистров 13 и 14. На выходе блока 2 квантовани  на каждые четыре импульса кварцевого генератора 3 по вл ютс  три счетных импульса . В момент t все четыре разр да регистров 13 и 14 устаиавдиваютс  в 1, и с каждым импульсом от кварцевого генератора 3 на выходе блока 2 квантовани  по вл етс  счетньй импульс . По окончании счета делителем 4 . установленного количества периодов на его выходе устанавливаетс  ноль (в момент tj). При этом на выходе стробирующего блока I2 по вл етс  короткий импульс, по которому этот ноль записываетс  в первый разр ды регистров 13 и 14 соответственно. После этого каждым четырем импульсам кварцевого генера тора 3 соответствуют три импульса на выходе блока 2 квантовани . В момент t в регистрах 13 и 14 два разр да устанавливаютс  в ноль; в момент t, -, три и в t., - все четы 8 ре, т.е. каждым четьфем импульсам кварцевого генератора 3 соответствуют два, один, ноль импульсов на выходе блока квантовани  2. Импульсы с выхода блока 2 квантовани  суммируютс  счетчиком 6, после окончани  счета код на выходе которого соответствует величине: ( )+2()+3()+4(vtpv -H3((t,-te)H-(tg-t,)t, + tg-(t,+t,-ft3+t,).

фие.г

Claims (2)

1 .ПЕРИОДОМЕТР ДЛЯ СТРУННЫХ ДАТЧИКОВ, содержащий усилитель-ограничи, тель, счетчик и блок квантования, состоящий из кварцевого генератора, делителя и элемента И, о т л и чающий с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и точности, в него введены формирователь, состоящий из первого и второго триггеров, элемента совпадения и элемента задержки, при этом выход усилителя-ог 1 раничителя соединен с первым входом формирователя, соединенным с первыми входами первого и второго триггеров и первым входом элемента совпадения, второй вход которого соединен с вторым входом второго триггера и выходом первого триггера и является первьм выходом формирователя, вторьм выхо- . дом которого является выход первого триггера, а вторым выходом формирователя является первый вход элемента задержки, второй вход которого соеди нен с выходом элемента совпадения, а выход элемента задержки соединён с вторым входом первого триггера, при этом первый и второй выходы формирователя соединены соответственно с первым и вторым входом блока квантования, первый выход которого соединен с вторым входом формирователя, второй выход блока квантования соединен с входом счетчика.

со Од со СП фие.1 >

2. Периодометр по π. 1, о т л и чающийся тем, что содержит кварцевый генератор, делитель, элементы И, первый и второй кольцевые сдвиговые регистры, а также блок стробирования, первый и второй входы которого являются соответственно первым и вторым входом узла квантования, причем второй вход соединен с входом делителя, выход которого соединен с первым входом первого кольцевого сдвигового регистра, а второй вход - с выходом блока строби· рования и одним из установочных входов второго кольцевого сдвигового регистра, другие установочные входы которого соединены с соответствующими . выходами первого кольцевого сдвигового регистра, первым выходом блока квантования является выход кварцевого генератора, соединенный с первым входом элемента И и тактовым входом второго кольцевого сдвигового регистра, выход которого соединен с вторым входом элемента И,выход которого является вторым выходом блока квантования;