SU1322223A1

SU1322223A1 - Цифровой измеритель отношени временных интервалов

Info

Publication number: SU1322223A1
Application number: SU864029371A
Authority: SU
Inventors: Евгений Николаевич Бантюков
Priority date: 1986-02-26
Filing date: 1986-02-26
Publication date: 1987-07-07

Abstract

Изобретение относитс к цифровой измерительной технике и может быть использовано как в качестве автономного прибора, так и в качестве устройства в различных информационно- измерительных комплексах. Целью изобретени вл етс повышение надежности работы устройства и точности измерений . Дл достижени этой цели в устройство дополнительно введены элемент 4 задержки, третий триггер 8 и элементы И-НЕ 10 и 11. Устройство также содержит генератор 1 импульсов, элемент ИЛИ 2, элементы И 3 и 15, счетчики 7, 12 и 16, управл емый делитель 9 частоты, формирователь 13 импульсов, коммутатор 14, шины 17 и 19 интервала-делител , шину 18 логической единицы ,, шину 20 сброса, шину 21 результата и шину 22, В описании изобрете- Q ни приведены примеры выполнени фун кциональных схем блоков 9, 12, 13 и 16. 6 ил. « (Л со to to to

Description

Изобретение откоситс к цифровой измерительной технике и может быть использовано как в качестве автономного прибора, так и в качестве устройства Б различных информационно- измерительных комплексах,

Целью изобретени вл етс повьппе- ние надежности работы устройства и точности измерений,

На фиг. 1 приведена функциональна электрическа схема устройства-, на фиг, 2 и 3 - счетчики импульсов (на базе микросхем серии К155); на фиг, 4 функциональна электрическа схема формировател импульсов; на фиг. 5 - функциональна электрическа схема управл емого делител частоты на фиг. 6 - функциональна электрическа схема коммутатора.

Цифровой измеритель отношени вре- ме.нных интервалов содержит (фиг. 1) генератор 1 импульсов, элемент ИЛИ 2, первый элемент Ч 3, элемент 4 задержки , первый триггер 5, второй триггер 25 рого соединен первым выходом уп- 6, первый счетчик 7 импульсов, к сум- равл емого делител 9 частоты и с

20 тервала-делител ), котора соедин с С-входом триггера 5, с первым вх дом элемента И 3, с входом сброса счетчика 16 импульсов и с первым в дом коммутатора 14, второй вход ко

мирующему входу которого подключен выход элемента И 3, третий триггер 8, С-вход которого соединен с выходом элемента 4

литель 9 частоты, к входам коэффициента делени которого подключены выходы счетчика 7 импульсов, первый элемент И-НЕ 10, второй вход которогопервым входом элемента И 15, выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ 2, шину 18 логической

задержки, управл емый да- ЗО единицы, котора соединена с D-BXOдами триггеров 5 и 6, шину 19 второго интервала (интервала-делимого), котора подключена к третьим входам элементов И-НЕ 10 и 11, шину 20 сбросоединен с первым входом сброса управл емого делител 9 частоты и с инверсным выходом триггера 8, к R- входу которого подключен инверсный выход триггера 6, второй элемент

35 са, котора соединена с третьим входом элемента ИЛИ 2, шины 21 результата , к которым подключены выходы счетчика 16 импульсов.

На фиг. t показана также шина 22,

И-НЕ 11, первый вход которого соеди- которой при необходимости может сни- нен с первым входом элемента И-НЕ 10, с тактовым входом управл емого делиматьс сигнал об окончании определени значени отношени (во всех случа х , кроме случа , когдй устройство устанавливаетс в исходное положение

тел 9 частоты, с входом элемента 4

матьс сигнал об окончании определе ни значени отношени (во всех слу ча х, кроме случа , когдй устройств устанавливаетс в исходное положени

задержки, с вторым входом элемента И

3 и с выходом генератора 1 импульсов, подачей сигнала на шину 20) второй счетчик 12 импульсов, инфор- следующих устройств, мационные входы первой декады которого соединены с шиной логического нуСчетчик 12 импульсов (фиг. 2) со держит четырехразр дный двоично-де- 50 с тичный счетчик 23, к суммирующему и вычитающему входам которого подкл чены суммирующий и вычитающий входы счетчика 12 импульсов соответственн четырехразр дный двоичный счетчик 2

л , а остальные информационные входы соединены с вторыми выходами управл емого делител 9 частоты, формирователь 13 импульсов, к входу которого подключен выход (выход заема - BR) счетчика 12 импульсов, суммирующий

вход которого соединен с выходом эле- суммирующий и вычитающий входы кото- мента И-НЕ 10 и с С-входом триггера рого соединены с выходом переноса и 6, коммутатор 14, третий вход которого соединен с вторым выходом формировател 13 импульсов и с вторым

с выходом эаема счетчика 23 соответ- ственно, четырехразр дный двоичный

счетчик 25, к суммирующему и вычитаюрого соединен первым выходом уп- равл емого делител 9 частоты и с

входом сброса управл емого делител 9 частоты, второй элемент И 15, второй вход которого соединен с первым выходом формировател 13 импульсов и с входом записи информации (WR) счетчика 12 импульсов, к вычитающему входу которого подключен выход элемента И-НЕ 11, второй вход которого соединен с пр мьм выходом триггера

8, к D-входу которого подключен пр мой выход триггера 5, третий счетчик 16 импульсов, к счетным входам которого подключены соответствующие первые выходы коммутатора 14, второй вы-

ход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ 2, выход которого подключен к входам сброса счетчиков 7 и 12 импульсов и к R-входам триггеров 5 и 6, шину 17 первого интервала (интервала-делител ), котора соединена с С-входом триггера 5, с первым входом элемента И 3, с входом сброса счетчика 16 импульсов и с первым входом коммутатора 14, второй вход кото35 са, котора соединена с третьим входом элемента ИЛИ 2, шины 21 результата , к которым подключены выходы счетчика 16 импульсов.

На фиг. t показана также шина 22,

которой при необходимости может сни

матьс сигнал об окончании определени значени отношени (во всех случа х , кроме случа , когдй устройство устанавливаетс в исходное положение

подачей сигнала на шину 20) следующих устройств,

Счетчик 12 импульсов (фиг. 2) содержит четырехразр дный двоично-де- 50 с тичный счетчик 23, к суммирующему и вычитающему входам которого подключены суммирующий и вычитающий входы счетчика 12 импульсов соответственно, четырехразр дный двоичный счетчик 24,

суммирующий и вычитающий входы кото- рого соединены с выходом переноса и

счетчик 25, к суммирующему и вычитающему входу которого подключены соответственно выход переноса и выход займа счетчика 24, вход сброса которого соединен с входами сброса счетчиков 23 и 25 и с входом сброса счетчика 12 импульсов, вход записи информации которого подключен к входам записи информации счетчиков 23-25, элемент ИЛИ 26, входы которого соединены с выходами займа счетчиков 23 и 24, элемент ИЛИ-НЕ 27, к первому входу которого подключен выход займа счетчика 25, а к второму - выход элемента ИЛИ 26, информационные входы счетчика 23 соединены с нулевой ши- ной, информационные входы счетчиков 24 и 25 соединены с информационными входами, начина с п того, счетчика 12 импульсов (соедин емыми с выходами управл емого делител 9 частоты), выход займа которого соединен с выходом элемента ИЛИ-НЕ 27.

Счетчик 16 импульсов (фиг, 3) - рассчитанный на фиксацию отношени с точностью до 0,01, содержит четы- рехразр дные двоично-дес тичные счетчики , предназначенные дл фиксации целой части отношени - счетчики 28 и 29, дес тичных долей отноошни - счетчик 30 и сотых долей отношений - счетчик 31; входы сброса всех двоично-дес тичных счетчиков 28-31 соединены между собой и с входом сброса счетчика 16, счетные входы двоично- дес тичных счетчиков целой части и долей отношени вл ютс счетными входами счетчика 16, выходы всех двоично-дес тичных счетчиков 28-31 вл ютс соответствующими выходами счетчика 16.

Формирователь 13 импульсов (фиг.4) содержит триггер 32, к С-входу которого подключен йход формировател 13, элемент 33 задержки, вход которого соединен с инверсным выходом тригге- ра 32, элемент НЕ 34, вход которого соединен с выходом элемента 33 задержки и с R-входом триггера 32, пр мой выход которого подключен к первому выходу формировател 13, второй выход которого соединен с выходом элемента НЕ 34, шина 18 логической единицы подключена к D-входу триггера 32.

Управл емый делитель 9 частоты (фиг. 5) содержит элемент НЕ 35, элемент ИЛИ 36, первый и второй входы которого соединены с первым и вторым входами сброса управл емого делител 9 частоты, счетчик 37 импульсов, к суммирующему входу которого подключен выход элемента НЕ 35, а к входу сброса - выход элемента ИЛИ 36, блок 38 сравнени кодов, первые входы которого соединены с входами коэффициента делени управл емого делител 9 частоты, тактовьш вход которого подключен к входу элемента НЕ 35 и к второму входу блока 38 сравнени кодов, третьи входы которого соединены с выходами счетчика 37 импульсов и с вторыми выходами управл емого делител 9 частоты, элемент 39 задержки, выход которого подключен к третьему входу элемента ИЛИ 36, выход блока 38 сравнени кодов соединен с входом элемента 39 задержки и с первым выходом управл емого делител 9 частоты .

Коммутатор 14 (фиг. 6) содержит элемент ИЛИ 40, к первому входу которого подключен первый вход коммутатора 14, счетчик 41 импульсов, вход сброса которого соединен с выходом элемента ИЛИ 40, дешифратор 42, первый вход разрешени которого соединен с вторым входом коммутатора 14, элемент И 43, первый вход которого соединен с вторым входом разрешени дешифратора 42, с третьим входом коммутатора 14 и с суммирующим входом счетчика 41 импульсов, выходы которого подключены к вторым входам элемента И 43 и к информационным входам дешифратора 42, выходы которого соединены с первыми выходами коммутатора 14 элемент 44 задержки, выход которого подключен к второму входу элемента ИЛИ 40, выход элемента И 43 соединен с вторым выходом коммутатора 14 и с входом элемента 44 задержки. I

Триггеры 5,6 и 8 устанавливаютс в положение, соответствующее сигналу , наход щемус на их D-входах по заднему фронту (перепаду 1-0), а триггер 32 формировател 13 по переднему фронту (перепаду 0-1) импульсов, поступающий на их С-входы. При поступлении сигнала на R-входы триггеров 5, 6 и 8 они устанавливаютс в нулевое положение . Счетчик 7 импульсов по суммирующему входу, счетчик 12 импульсов по суммирующему и по вычитающему входам , счетчик 16 импульсов по счетным

входам (Сд, С), счетчик 37

импульсов управл емого делител 9 частоты по суммирующему входу и счетчик

41 импульсов коммутатора 1А по суммирующему входу работают от передни фронтов (перепадов 0-1) импульсов, поступающих на эти входы.

При поступлении сигнала на входы сброса (R-входы) счетчика 7 импульсов , счетчика 12 импульсов, счетчика 1б импульсов, счетчика 37 импульсов управл емого делител 9 частоты и счетчика 41 импульсов коммутатора t4 соответствующие счетчики устанавливаютс в нулевое положение, независимо от того действуют или нет какие-либо сигналы на других входах этих счетчиков,

При поступлении сигнала на вход записи информации (WR) счетчика 12 в него записываетс код, наход щийс в информационных входах независимо от Того действуют или нет импульсы на его суммирующем или вычитающем входе (т.е. в первую декаду записываетс нулевой код, а в остальные разр ды - код, наход щийс на вторых выходах управл емого делител 9 час- тоты).

Триггер 32 формировател 13 устанавливаетс в нулевое положение при поступлении сигнала нулевого уровн

на его R-вход.

На выходе заема (BR) счетчика 1 импульсов по вл етс сигнал в том случае, если содержимое счетчика 12 равно нулю и отсутствует импульс на вычитающем входе счетчика 12.

Третий вход элемента И-НЕ 11 и . первый вход элемента И 43 вл ютс инверсными, т.е. при наличии на этих входах сигнала соответствующий элемент закрыт и не работает по другим входам, а при отсутствии сигнала со- ответствующ}1й элемент работает в соответствии с сигналами, действующими на других входах,

Дешифратор 42 пропускает импуль- сы, поступающие на его первый вход разрешени (Е1), на выход, соответствующий содержимому счетчика 41, при отсутствии сигнала на его втором входе разрешени (Е2),

I

Блок 38 сравнени управл емого делител 9 частоты пропускает на свой выход (и на первый выход управл емого делител 9 частоты) импульс, пос- тупаюш11й на тактовый вход управл емого делител 9 частоты в том случае, если содержимое счетчика 37 импульсо равно коду, поданному на входы когэффициента делени управл емого делител 9 частоты.

Источник нулевого сигнала, к которому подключены информационные входы первой декады счетчика 12 импульсов представл ет собой нулевую щину источника питани .

Величина задержки элемента 4 - С выбираетс такой, чтобы к моменту исчезновени сигнала на нулевом выходе триггера 8 окончилс фронт импульса генератора 1, т.е.,чтобы после переключени триггера 8 управл емый делитель 9 частоты начал работать от заднего фронта следующего импульса генератора 1. Величина задержки элемента 33 - С и величина задержки элемента 39 - tj выбираютс равными между собой и такими, чтобы импульсы на первом выходе управл емого делител 9 частоты и на выходах формировател 13 были достаточны по длительности дл четкой работы элементов, на входы которых эти импульсы поступают. Величина задержки элемента 44 - Т. выбираетс такой, чтобы импульс на вьгходе коммутатора 14 был достаточен по длительности дл четкой установки устройства в исходное положение.

Период импульсов генератора 1 - Т должен быть больше величины t,+tj , где t;,t,,, - дли- тельность импульса генератора 1 (t(;,j - врем срабатывани счетчт а 12 по выходу заема, - врем переключени триггера 32 из нулевого

01

. О

задаетс числом четырехразр дных

положени в единичное; съ4 сг4 соответственно врем переключени элемента НЕ 34 из положени О на выходе в положение 1 на выходе и обратно), t - длительность паузы импульсов генератора 1, котора должна быть достаточной дл четкой работы всех элементов устройства.

Точность определени отношени

IL TI

дй 7ично-дес тичных счетчиков долей отношени , вход щих в состав счетчика 16 импульсов. Так, на фиг, 3 в качестве примера приведена схема счетчика 16, рассчитанна на фиксацию целой части отношени (может быть величиной до 99) и дес тичных и сотых долей . При необходимости увеличить точность нужно увеличить число счетчиков долей, вход щих в счетчик 16, и уве-- личить соответственно емкость коммутатора 14.

10

Первый вари нт - интерпал Т, по вл етс и оканчиваетс pani-iiic, чем поступает интервал Т, . В ITOM случае в момент по влени сигнала на пшне 19 тригтер 5 находитс в единичном состо нии, а в счетчике 7 импyл.coв записано число N,. При по влении сигнала на шине 19 открываетс элемент И-НЕ 10 и в момент по влени очередного импульса генератора 1 на выходе элемента И-НЕ 10 исчезает сигнал (по вл етс нулевой импульс). По перепаду 1-0 сигнала с выхода элемента И-НЕ 10 триггер 6 устанавлиЦифровой измеритель отношени временных интервалов работает следующим образом.

В исходном состо нии триггеры 5 и 6, счетчики 7 и 12 импульсов и триг- гер 32 формировател 13 импульсов наход тс в нулевом состо нии, сигнал с / выхода триггера 6 удерживает в нулевом состо нии триггер 8,сигнал с нулевого выхода триггера 8 удерживает в исходном состо нии управл емый делитель 9 частоты, коммутатор 14 и счетчик 16 импульсов наход тс в произвольном положении. На выходе элемента И-НЕ 10

имеетс единичный сигнал, так как от-(з ваетс в единичное положение, при сутствует сигнал на шине 19 второго этом разрешаетс рйбота триггера 8 временного интервала, на выходе элемента И-НЕ 11 имеетс единичный сигнал , так как отсутствует сигнал на единичном выходе триггера 8. На выхо-2о перепаду 0-1 в счетчик 12 импульсов де займа счетчика 12 отсутствует сиг- записываетс 1. Через врем t, пос- нал, так как имеетс сигнал на вычи- ле начала паузы после импульса гене- тающем входе счетчика 12. Установка измерител в исходное состо ние производитс подачей импульса на шину нала 1-0 с выхода элемента 4 задержОпределение отношени временных ки триггер 8 устанавливаетс в еди- интервалов начинаетс после окончани ничное положение, закрыва элемент интервала Т, , при этом срабатьшает И-НЕ 10 и подготавлива к работе эле- триггер 5, и начала интервала Т - мент И-НЕ 11, который закрыт из-за исчезновени сигнала на выходе эле- ЗО наличи сигнала второго интервала

на шине 19, Одновременно разрешаетс

по С-входу. При исчезновении импульса генератора 1 на выходе элемента И-НЕ 10 по вл етс сигнал и по его

ратора 1, установившего триггер 6 в единичное положение, по перепаду сигмента И-НЕ 10, при этом срабатывает триггер 6 (по перепаду сигнала 1-0).

При по влении сигнала временного интервала Т, на шине 17 устанавливаработа управл емого делител 9 частоты , так как с его первого входа сброса снимаетс сигнал, поступающий

етс в нулевое положение коммутатор j с нулевого выхода триггера 8. В счет14 и счетчик 16 импульсов, коммутатор 14 при этом подготавливаетс к пропуску импульсов со своего второго входа на свой первый из первых

чике 12 импульсов при этом оказываетс записанным число 1. Так как уп- равл емьш делитель 9 частоты срабатывает от задних фронтов импульсов гевыходов (подключенный к входу декад 40 нератора 1, то во врем действи им- целой части отношени счетчика 16), пульса после паузы, номер которой одновременно открываетс элемент И 3 кратен N, , он выдает на свой первый и импульсы генератора 1 начинают пос- выход импульс длительностью f, , Поступать на суммирующий вход счетчика ле окончани сигнала второго интер- 7 импульсов, В момент окончани сиг- 45 вала на шине 19 полностью открывает- нала интервала Т на шине 17 (т.е. с элемент И-НЕ 11 и на его выходе,

во врем действи импульсов генерато- ра 1 начинают по вл тьс импульсы нулевого уровн , по перепаду 0-1 кото- 50 рых из содержимого счетчика 12 вычиего заднему фронту) триггер 5 устанавливаетс в единичное состо ние, в счетчике 7 в этЬт момент будет зафиксировано число N Т fg.

Работа измерител зависит от того, случае в счетчике 12 было записано когда поступают интервалы Т и Т , число 1, то после первого же пере- т.е. от их взаимного расположени во времени.

пада 0-1 в счетчике 12 оказываетг 55 число О и при по влении следующего импульса генератора 1 и исчезновении единичного уровн импульса на выходе элемента И-НЕ 11 и (что то же самое) на вычитающем входе счетчика , на

Рассмотрим работу измерител при возможных вариантах прихода сигналов интервалов Т, и Т- .

Первый вари нт - интерпал Т, по вл етс и оканчиваетс pani-iiic, чем поступает интервал Т, . В ITOM случае в момент по влени сигнала на пшне 19 тригтер 5 находитс в единичном состо нии, а в счетчике 7 импyл.coв записано число N,. При по влении сигнала на шине 19 открываетс элемент И-НЕ 10 и в момент по влени очередного импульса генератора 1 на выходе элемента И-НЕ 10 исчезает сигнал (по вл етс нулевой импульс). По перепаду 1-0 сигнала с выхода элемента И-НЕ 10 триггер 6 устанавливаетс в единичное положение, при этом разрешаетс рйбота триггера 8 перепаду 0-1 в счетчик 12 импульсов записываетс 1. Через врем t, пос- ле начала паузы после импульса гене- нала 1-0 с выхода элемента 4 задержпо С-входу. При исчезновении импульса генератора 1 на выходе элемента И-НЕ 10 по вл етс сигнал и по его

ваетс в единичное положение, при этом разрешаетс рйбота триггера 8 перепаду 0-1 в счетчик 12 импульсов записываетс 1. Через врем t, пос- ле начала паузы после импульса гене- нала 1-0 с выхода элемента 4 задержратора 1, установившего триггер 6 в единичное положение, по перепаду сигработа управл емого делител 9 частоты , так как с его первого входа сброса снимаетс сигнал, поступающий

чике 12 импульсов при этом оказываетс записанным число 1. Так как уп- равл емьш делитель 9 частоты срабатывает от задних фронтов импульсов гетаетс 1 . Так как в рассматриваемом

случае в счетчике 12 было записано число 1, то после первого же пере-

пада 0-1 в счетчике 12 оказываетг число О и при по влении следующего импульса генератора 1 и исчезновении единичного уровн импульса на выходе элемента И-НЕ 11 и (что то же самое) на вычитающем входе счетчика , на

выходе счетчика 12 (выходе займа) по вл етс сигнал, по которому формирователь 13 выдает на свой первый выход импульс, поступающий на вход записи информации счетчика 12, в кото- рый записываетс содержимое счетчика 37 управл емого делител 9 частоты, умноженное на 10.

Содержимое счетчика 37 управл емо

го делител 9 частоты в момент действи импульса с первого выхода формировател 13 равно 1 и, следовательно , в счетчике 12 оказываетс записанным число 10. За врем работы от момента сн ти сигнала с первого входа сброса управл емого делител 9 частоты и до по влени импульса на первом выходе формировател 13 управ л емый делитель 9 частоты вьщал один импульс (в случае, когда интервал Т начинаетс и заканчиваетс раньше, чем интервал Т), который через коммутатор 14 поступил на счетный вход декад целой части и был зафиксирован как цела часть отношени . Элемент И 15 не срабатывает при этом, так как отсутствует импульс с выхода уп-- равл емого делител 9 частоты. В момент окончани импульса на первом выходе формировател 13 на его втором вьпсоде по вл етс импульс, который, поступа на второй вход сброса управл емого делител 9 частоты уста- навливает его в исходное положение, а поступа на третий вход коммутатора 14 переключает второй вход на следующий из первых входов, в данном случае на второй выход, подключенный к счетному входу декады дес тых долей отношени счетчика 16. Последующие импульсы генератора 1 продолжают поступать на тактовый вход управл емого делител 9 частоты и на первый вход элемента И-НЕ 11, на выходе которого по вл ютс импульсы нулевого уровн , по перепаду 0-1 каждого из которых из содержимого счетчика 12 импульсов вычитаетс 1.При по влении одиннадцатого импульса нулевого уровн на вычитающем входе счетчика 12 импульсов, на выходе (выходе займа) последнего по вл етс сигнал, аналогично описанному срабатывает формирователь 13 и в счетчик 12 заноситс содержимое счетчика 37 управл емого делител 9 частоты (в рассматриваемом случае число 1) умноженное на 10, т.е. число 10,

о

, -, , 5

5

после чего управл емый делитель 9 частоты устанавливаетс в исходное положение, а в коммутаторе 14 второй вход переключаетс на следующий из первых выходов (в данном случае на третий из первых выходов, подключенный к входу Сотых долей отношени ).

В течение времени между моментами записи информации в счетчик 12 на тактовый вход управл емого делител 9 частоты поступает дес ть импульсов генератора 1 и управл емый делитель 9 частоты выдает на свой первый выход три импульса, которые поступают через коммутатор 14 на счетный вход декады дес тых долей отношени счетчика 16, т.е. в счетчике 16 будет зафиксировано число 1,3.

Далее устройство работает аналогично описанному или до совпадени во времени импульса с выхода управл емого делител 9 частоты и импульса с первого выхода формировател 13, тогда срабатьшает элемент И 15 и импульс с его выхода через элемент ИЛИ 2 устанавливает в нулевое состо ние счетчик 7 импульсов и триггеры 5 и 6 и подтверждает нулевое состо ние счетчика 12, триггер 6 при этом устанавливает в нулевое положение и удерживает в этом положении триггер 8, который устанавливает и удерживает в нулевом положении управл емый делитель 9 частоты, или работает до по влени сигнала на втором выходе коммутатора 14, которьй через элемент ИЛИ 2 аналогично описанному устанавливает в нулевое состо ние счетчики 7 и 12 импульсов и триггеры 5 и 6, триггер 6 устанавливает в нулевое состо ние и удерживает в нем триггер 8, который в свою очередь устанавливает в нулевое состо ние и удерживает в нем управл емый делитель 9 частоты . Устройство возвратилось в исходное состо ние, в счетчике 16 при этом находитс значение отношени Тг

интервалов

в двоично-дес тичном

коде,

Второй вариант - интервал 1 по вл етс во врем действи интервала Т,, но оканчиваетс после окончани интервала Т.

В этом случае в момент по влени сигнала на шине 19 триггер 5 находитс в нулевом состо нии, а в счетчике 7 записано число, пропорциоfO

J5

нальное прошедшей части интервала Т на шине 17. При по влении сигнала на шине 19 открываетс элемент И-НЕ 10 и при по влении импульсов генератора

Iна выходе элемента И-НЕ 10 формируютс импульсы нулевого уровн , по перепаду 0-1 которых к содержимому счетчика 12 прибавл етс каждый раз 1. По перепаду 1-0 первого импульса нулевого уровн с выхода элемента И-НЕ 10 триггер 6 устанавливаетс в единичное состо ние и разрешает переключение триггера 8 по С-входу (но этот триггер остаетс

в нулевом состо нии, так как на его D-входе находитс нулевой сигнал с выхода триггера 5). В момент окончани сигнала на шине 17 устанавливаетс в единичное состо ние триггер 5,в счетчике 7 будет зафиксировано при этом число N , и при по влении очередного перепада 1-0 с выхода элемента А триггер 8 устанавливаетс в единичное состо ние, закрыва элемент И-НЕ 10, разреша ра- боту управл емого делител 9 частоты и подготавлива к открытию элемент И-НЕ 11, .В счетчике 12 будет зафиксировано число, пропорционал1 ное общей во времени части интервалов Т и Т. . В момент окончани сигнала на шине 19 открываетс элемент И-НЕ 11 и на его выходе начинают по вл тьс импульсы нулевого уровн , по перепаду 0-1 которых из содержимого счетчика 12 вычитаетс каждый раз 1. При по влении на выходе элемента И-НЕ

IIимпульса нулевого уровн , следующего после импульса, по перепаду 0-1

чинают формироватьс импульсы нулевого уровн , по перепаду 0-1 каждого из которых к содержимому счетчика 12 прибавл етс 1. По п&уелтацу 1-0 первого импульса нулевого уровн на выходе элемента И-НЕ 10 в единичное положение устанавливаетс триггер 6 и разрешает переключение триггера 8 по С-входу (но триггер 8 остаетс в нулевом состо нии, так как на его D-входе находитс нулевой сигнал с выхода триггера 5). В момент окончани сигнала на шине 19 закрываетс элемент И-НЕ 10, в счетчике 12 будет зафиксировано число -f . При по влении сигнала на шине 17 интервал Т, преобразуетс в код. В момент окончани сигнала интервала Т на шине 17 устанавливаетс в единичное состо ние триггер 5, в счетчике 7 будет зафиксировано при этом число N, и при по влении очередного перепада сигнала 1-0 с выхода элемента 4 задержки триггер 8 устанавливаетс в единичное положение, закрыва элемент И-НЕ 10, разреша работу управл емого делител 9 частоты и открыва элемент И-НЕ 11, на выходе которого начинают по вл тьс импульсы нулевого уровн , по перепаду 0-1 которых из содержимого счетчика 12 вычитаетс каждый раз 1. При по влении на выходе элемента И-НЕ 11 импульса нулевого уровн , следующего 35 после импульса, по перепаду 0-1 которого в счетчике 12 оказалось записанным число О, по вл етс сигнал на выходе (выходе займа) счетчика 12. Далее устройство работает аналогично

20

30

которого в счетчике 12 оказалось за- 40 описанному в предыдущих случа х. Посписанным число О, по вл етс сигнал на выходе (выходе займа) счетчика 12. Далее устройство работает аналогично описанному в предыдущем случае.

Третий вариант - интервал Т по вл етс и оканчиваетс раньше, чем по вл етс интервал Т (к этому варианту относ тс все случаи взаимного расположени интервалов Т, и Т,

при которых интервал Tj оканчиваетс

раньше окончани интервала Т,, при этом не имеет значени , когда начинаетс интервал Т - до начала или после, начала интервала Т).

В этом случае при по влении сигнала на шине 19 триггер 5 находитс в нулевом положении, открываетс элемент И-НЕ 10 и на его выходе наO

5

чинают формироватьс импульсы нулевого уровн , по перепаду 0-1 каждого из которых к содержимому счетчика 12 прибавл етс 1. По п&уелтацу 1-0 первого импульса нулевого уровн на выходе элемента И-НЕ 10 в единичное положение устанавливаетс триггер 6 и разрешает переключение триггера 8 по С-входу (но триггер 8 остаетс в нулевом состо нии, так как на его D-входе находитс нулевой сигнал с выхода триггера 5). В момент окончани сигнала на шине 19 закрываетс элемент И-НЕ 10, в счетчике 12 будет зафиксировано число -f . При по влении сигнала на шине 17 интервал Т, преобразуетс в код. В момент окончани сигнала интервала Т на шине 17 устанавливаетс в единичное состо ние триггер 5, в счетчике 7 будет зафиксировано при этом число N, и при по влении очередного перепада сигнала 1-0 с выхода элемента 4 задержки триггер 8 устанавливаетс в единичное положение, закрыва элемент И-НЕ 10, разреша работу управл емого делител 9 частоты и открыва элемент И-НЕ 11, на выходе которого начинают по вл тьс импульсы нулевого уровн , по перепаду 0-1 которых из содержимого счетчика 12 вычитаетс каждый раз 1. При по влении на выходе элемента И-НЕ 11 импульса нулевого уровн , следующего 5 после импульса, по перепаду 0-1 которого в счетчике 12 оказалось записанным число О, по вл етс сигнал на выходе (выходе займа) счетчика 12. Далее устройство работает аналогично

0

ле определени значени отношени установка устройства в исходное состо ние осуществл етс импульсом с выхода элемента И 15.

Формирователь 13 импульсов (фиг.4) работает следующим образом,

В исходном положении триггер 32 находитс в нулевом положении, на выходах формировател 13 отсутствуПри по влении на выходе формировател 13 сигнала триггер 32 устанавливаетс в единичное состо ние по пе- реднему фронту этого сигнала. На первом выходе формировател 13 по вл етс сигнал и одновременно запускаетс элемент 33 задержки. Через врем сигнал нулевого уровн с выхода

элемента 33 задержки устанавливает триггер 32 в нулвБое положение, одновременно по вл етс сигнал на втором выходе формировател 13. На первом выходе формировател 13 исчезает , сигнал, таким образом, на первом выходе формировател 13 формируетс импульсный сигнал длительностью t, Медлительностью tj на свой первый выход . При поступлении импульса на второй вход сброса управл емого делител 9 частоты (этот импульс по вл етс во врем паузы импульсов с выхода элемента НЕ 35) счетчик 37 устанавливаетс в нулевое положение и при по влении импульса на выходе элемента НЕ 35 начинает счет из нулевого полорез врем t на выходе элемента 33 задержки по вл етс единичный сигнал,JO жени . На вторых выходах управл емого на втором выходе формировател 13 ис- делител 9 частоты находитс код те- чезает сигнал, т.е. на второй выход кущего содержимого счетчика 37. формировател 13 вьщаетс импульсный Коммутатор 1 (фиг. 6) работает сигнал также длительностью t.,

Управл емый делитель 9 частоты (фиг.5) работает следующим образом.

15

следующим образом. В исходном положении счетчик 41 импульсов находитс Б нулевом положении. Установка коммутатора 14 в исходное положение производитс подачей сигнала на первый вход. В исходном положении импульсы, поступающие на второй вход коммутатора 14,проход т на выход О дешифратора 42 и далее на первый из первых выходов коммутатора. При поступлении импульса на третий вход ком- мутатора 14 счетчик 41 фиксирует его и в соответствии с содержимым счетчика 41 дешифратор 42 начинает пропускать импульсы с второго входа на

суммирующий вход импульсы. Счетчик ° ° дешифратора 42 и соот- срабатывает по передним фронтам импульсов с выхода элемента НЕ 35 (что соответствует задним фронтам импульВ исходном положении имеетс сигнал на первом входе сброса и поэтому счетчик 37 импульсов удерживаетс в нулевом положении несмотр на 20 то, что на суммирующий вход счетчика 37 поступают импульсы с тактового входа. На входы коэффициента делени (D-входы) подан код коэффициента делени N, . I

После сн ти сигнала с первого входа сброса счетчик 37 импульсов начи-- нает фиксировать поступающие на его

ветствующий ему первый выход коммутатора 14. После поступлени первого импульса на третий вход в счетчик 41

будет записан код числа 1 и дешифратор 42 будет пропускать импульсы 35 с второго входа коммутатора на выход 1 и далее на второй из первых выходов коммутатора 14. В момент,когда на третьем входе коммутатора 14 окончитс импульс, записавший в счетчик 41 число К-fl, срабатывает элемент И 43, запускаетс элемент 44 задержки и по вл етс сигнал на втором выходе коммутатора 14. Через врем Т на выходе элемента 44 по вл етс сигнал , устанавливающий через элемент ИЛИ 40 счетчик 41 в нулевое положение . Оканчиваетс импульс на втором выходе коммутатора 14, который установилс в исходное состо ние.

сов, поступающим на тактовый вход уп- равл емого делител 9 частоты). При по влении на суммирующем входе счетчика 37 паузы после импульса с выхода элемента НЕ 35 в счетчике 37 находитс код числа N и поэтому срабатывает блок 38 сравнени кодов, запускаетс элемент 39 задержки и по вл етс сигнал на первом выходе управл емого делител 9 частоты. Через врем t по вл етс сигнал на выходе элемента 39 задержки и через элемент ИЛИ 36 и счетчик 37 импульсов устанавливаетс в нулевое положение, исчезает сигнал на выходе блока 38 и на первом выходе управл емого делител 9 частоты. В момент по влени на выходе элемента НЕ 35 следующего после этой паузы импульса (N.+1)-ro начинаетс отсчет периода следующего выходного импульса управл емого делител 9 частоты. Далее управл е1 о.1Й тор импульсов, первый элемент И, пер- делитель 9 частоты работает аналогич- вый вход которого соединен с щиной но, вьщава во врем действи паузы после каждого импульса с выхода элемента НЕ 35, кратного N,, импульс

первого временного интервала, первый- и второй триггеры, первый счетчик импульсов , к суммирующему входу котородлительностью tj на свой первый выход . При поступлении импульса на второй вход сброса управл емого делител 9 частоты (этот импульс по вл етс во врем паузы импульсов с выхода элемента НЕ 35) счетчик 37 устанавливаетс в нулевое положение и при по влении импульса на выходе элемента НЕ 35 начинает счет из нулевого положени . На вторых выходах управл емого делител 9 частоты находитс код те- кущего содержимого счетчика 37. Коммутатор 1 (фиг. 6) работает

° ° дешифратора 42 и соот-

будет записан код числа 1 и дешифратор 42 будет пропускать импульсы с второго входа коммутатора на выход 1 и далее на второй из первых выходов коммутатора 14. В момент,когда на третьем входе коммутатора 14 окончитс импульс, записавший в счетчик 41 число К-fl, срабатывает элемент И 43, запускаетс элемент 44 задержки и по вл етс сигнал на втором выходе коммутатора 14. Через врем Т на выходе элемента 44 по вл етс сигнал , устанавливающий через элемент ИЛИ 40 счетчик 41 в нулевое положение . Оканчиваетс импульс на втором выходе коммутатора 14, который установилс в исходное состо ние.

Claims

Формула изобретени

Цифровой измеритель отношени временных интервалов, содержащий генератор импульсов, первый элемент И, пер- вый вход которого соединен с щиной

первого временного интервала, первый- и второй триггеры, первый счетчик импульсов , к суммирующему входу которо1513

го подключен выход первого элемента И, а выходы подключены к входам коэффициента делени , управл емого делител частоты, тактовый вход которого соединен с вторым входом первого эле мента И и с выходом генератора импулсов , второй счетчик импульсов, первы четыре информационных входа первой декады которого соединены с нулевой шиной, формирователь импульсов, вто- рой элемент И, первый вход которого подключен к первому ВЕ ГХОДУ управл емого делител частоты, а выход - к первому входу элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом сброса второго счетчика импульсов, коммутатор , первые выходы которого подключены к соответствующим счетным входам третьего счетчика импульсов, выходы которого подключены к шинам результата, второй вход элемента ИЛИ соединен с вторым выходом коммутатора , шину второго временного интервала , отличающийс тем, что,с целью повышени надежности работы устройства и точности иэмерений в него введены элемент задержки,третий триггер, первый и второй элементы И-НЕ, а шина сброса подключена к третьему входу элемента ИЛИ, выход которого соединен с шиной окончани измерений, с входом сброса первого счетчика импульсов и с R-входами первого и второго триггеров, D-входы которых объединены и подключены к шин логической единицы, выход генератора импульсов подключен непосредственно к первым входам первого и второго

W

, 0 5 0 5

0

5

16

элементов И-НЕ и через элемент задержки - к С-ВХОДУ третьего триггера , инверсный выход которого подключен к первому входу сброса управл емого делител частоты и к второму входу первого элемента И-НЕ, выход которого соединен с суммирующим входом второго счетчика импульсов и с С-входом второго триггера, инверсный выход которого подключен к R- входу третьего триггера, D-вход которого соединен с пр мьм выходом первого триггера, С-вход которого соединен с шиной первого временного интервала , с входом сброса третьего счетчика импульсов.и с первым входом коммутатора, к второму входу которого подключен первый выход управл емого делител частоты, вторые выходы которого соединены с соответствующими информационными входами, начина с п того, второго счетчика импульсов, выход которого подключен к входу формировател импульсов, первый выход которого соединен с входом записи информации второго счетчика импульсов и с вторым входом второго элемента И, третий вход коммутатора соединен с вторым выходом формировател импульсов и с вторым входом сброса управл емого делител частоты, пр мой выход третьего триггера соединен с вторым входом второго элемента И-НЕ, выход которого подключен к вычитающему входу второго счетчика импульсов, а третий вход объединен с третьим входом первого элемента И-НЕ и подключен к шине второго временного интервала.

Фиг 2