SU690435A1 - Устройство дл измерени периода - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРИОДА

ка в процессе его многократного переполнени . При этом в обоих случа х результаты измерени , зафиксированые в счетчике, не соответствуют значени м измер емых периодов.

Целью изобретени   вл етс  расширение диапазона измерений.

Дл  этого в устройство введены регистр сдвига, схема перезаписи, п ть элементов И, четыре элемента ИЛИ и tr-К-триггер, пр мой выход кото рого соединен с входом регистра сдвига и с входами третьего и четвёртого элементов И, а инверсный выход соединен со вторым входом реги-i стра сдвига, и четвертым входом второго элемента И и с входами п того, шестого и седьмого элементов И, выход второго элемента И подключен . через второй элемент ИЛИ к другому входу R-S-триггера вход третьего элемента И подкттчен к выходу первого элемента И и второму входу шестого элемента И, выход третьего элемента И соединен со входом третьего элемента ИЛИ, выход которого подключей к счетному входу второго счетчика , а второй вход - к выходу п того элемента И, второй вход которого соединен с выходом формировател  и вторым входом четвертого элемента И, выход которого подключён ко второму входу второго элемента ИЛИ и ко ВХОДУ четвертого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с гааходом перёг/олнени  второго, счетчика и со входом п того элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу шестого элемента И, а выход - к .счетному входу первого счетчика импульсов , выход переполнени  которого пoдкJnoчeн ко входу синхронизации и входу 3-К- рйггёра:, ко второму входу се:Дьмого элемента И и к тактовому входу регистра сдвига., поразр дные выходы которого подключены через схему перезаписи к поразр дным входам второго счетчика, причем ивсод седьмого элемента И подключен к третьему входу четвертого элемента ИЛИ, выход которого подключен к управл ющему входу схемы перезаписи, вход К tJ-К-триггера подключен к щкнё логического нул .

На чертеже приведена схема устройства .

Устройство дл  измерени  периода содержит генератор 1 импульсов, счетчики 2 и 3 импульсов, дешифратор поддиапазонов 4, элемент ИЛИ 5, регистр сдвига б, схему перезаписи 7, триггеры 8 и 9, формирователь IО пусковой ключ 11, элементы и 12-14, ИЛИ 15, элемент И 16, элемент ИЛИ 1 элементы И-18-20, элементы ШШ 21 и 22. Выход генератора 1 соединен со входом элемента И 12, второй вхбд

;которого подключен к выходу триггера 8 и ко входу формировател  10. Второй вход формировател  10 соедине с клеммой Вход устройства и со входом пускового ключа 11, второй в}сод которого подключен к клемме Пуск устройства, а выход - к единичному входу триггера 8. Выход элемента И 12 соединен со входами элементов И 14 и 19. Выход элемента И 14 подключен через элемент ИЛИ 17 к счетному входу счетчика 3, поразр дные входы которого подключены-через схему перезаписи 7 к поразр дным выходам регистра сдвига 6. Выходы счетчика 3 подключены ко входам дешифратора 4 поддиапазонов, -выходы которого соединены со входами схемы ИЛИ 5, выход которой соединен со входом элемента И 13, второй вход которого соединен с выходом формировател  10 и со входами элементов И 16 .и 18, третий выход - с выходом счетчика 2, а четвертый вход подключен с инверсному выходу -К-триггера 9, ко входу регистра сдвига 6 и

И

20, ко BT:optM

входу элемента

входам элементов И 18 и 19. Пр мой выход триггера 9 соединен со вторлм входом регистра сдвига 6 и со вторыми входами, элементов И 14 и 16. Выход .элемента И 13 подключен через элемент ИЛИ 15 к нулевому входу триггера 8. Второй вход элемента ИЛИ 15 соединен с выходом элемента И 16 и со входом элемента ИЛИ 21, второй вход коэ орого соединен с выходом переполнени  второго счетчика 3 и со входом элемента ИЛИ 22, второй -вход которого соединен с выходом элемента И 19, а вы .ход - со счетньам входом счетчика 2, Выход переполнени  счетчика 2 подключен ко входу синхронизации и входу 7 -К-триггера 9, ко второму входу элемента И 20 и к тактовому входу регистра сдвига 6. Выход элемента И 2С соединен с третьим входом эле мента ИЛИ 21, выход которого подключен .к управл ющему входу.схемы перезаписи 7. Вход К 3-К-триггера подключен к шине логического нул  устройства .

Примем состо ние триггеров, при котором на нулевом (инверсном) выходе есть разрешак ций (высокий) потенциал , за нулевое (-О) ,а состо ние триггеров, при котором на единичн.ом (пр мом) выходе - разрешаниций .(высокий ) потенциал, за единичное (-1).

Устройство позвол ет измер ть как малые значени  периодов, длительност которых не превышает врем  переполнени  счетчика 2, так и большие значени  периодов, длительность которых превышает врем  переполнени  счетчика 2. Устройство работает следующим ;обраэом. В исходном состо нии счетчики 2 и 3, регистр б, триггеры 8 и 9 наход тс  в нулевом состо нии, формирователь 10 и первый элемент И 12 закрыты запрещающим (низким) потенциалом единичного выхода триггера 8 Второй элемент И 13 закрыт запрещающим (низким) потенциалом выхода счетчика 2, а также низким гютенциалом выхода первого элемента ИЛИ 5. Третий элемент И 14 и четвертый эле мент И 16 закрыты запрещающим (ниэ ким) потенциалом пр мого выхода 3-К-триггера 9. Элементы И 18-20 открыты по одному из входов разрешающим (высоким) потенциалом инверсного выхода 3 -К-триггера 9 . При пос . туплении на вход пускового ключа 11 сигнала Пуск и с приходом на вход устройства импульса, соответствующего началу измер емого периода , последний через ключ 11 проходит на единичный вход триггера 8, но не проходит на выход формировате л  10. Переключа сь, триггер 8 откр вает з лемент И 12 дл  прохождени  счетных импульсов с генератора 1 на счетчик 2 через открытый элемент И 19 и элемент ИЛИ 22. Кроме того, разрешаетс  прохождение импульсов, соответствукицих концу измер емых. периодов, через формирователь 10. Работа устройства при измерении больших значений периода, длительно которых превышает врем .переполнени счетчика 2, В этом случае счетчик 2 после по туплени  на него определенного количества импульсов с генератора 1 переполн етс , и импульс переполнени с его выхода поступает на 3-вход и вход синхронизации Л-К-триггера 9, на тактовый вход регистра сдвига б и через откЕЯаГтый высоким потенциалом инверсного выхода триггера 9 элемент И 20 и через элемент ИЛИ 21 на управл ющий вход схемы перезаписи 7. При этом в счетчике 3 записываетс  обратный код числа, наход щегос  в регистре сдвига 6. Регистр сдвига 6 и счетчик 3 имеют одинаковое количество разр дов. Так как регистр 6 в исходном состо нии находитс  в нулевом состо нии,; ТО ПО первому импульсу переполнени  счетчика 2 в счетчик 3 во все разр ды запишутс  единицы. По окончании первого импульса переполнени  регистр б остаетс  в нулевом состо нии, а триггер 9 устанавливаетс  в единичное состо ние , закрыва  низким потенциалом инверсного выхода элементы И 13, 18, 19 и 20 и открыва  высоким потенциалом пр мого выхода элемента И 14 и 16. При установке триггера 9 в единичное состо ние на первом входе регистра 6 по вл етс , низкий потенциал, а на втором входе - высокий. Импульсы генератора- 1 через элементы И 12, 14, и элемен ИЛИ 17 поступают на счетный вход счетчика 3. Так как все разр ды счетчика 3 наход тс  в единичном состо нии, первый импульс, поступающий на счетный вход счетчика , переполн ет его. Импульс переполнени  счетчика 3 поступает через элемент ИШ 22 на счетный вход счетчика 2 и через элемент ИЛИ 21 - на управл ющий вход схемы перезаписи 7. При этом число/ записанное в регистре 6, перезаписываетс  обратным кодом в счетчик 3. В результате все разр да счетчика 3 сНова устанавливаютс  в единичное состо ние. Второй импульс, поступающий на счетный вход счетчика 3, снова переполн ет его, И импульс переполнени  счетчика 3 снова поступает на счетный вход счетчика 2 и управл ющий вход схемы перезаписи 7. Таким образом, после первого переполнени  счетчика 2 и счетчик 3 перезаписывгиотс  обратные коды числа, хран щегос  в регистре 6. В этом случае частота импульсов на входе счетчика 2 не измен етс .. Счетчик 2 заполн етс  ймпульса1«1И до переполнени . По окончании второго импульса переполнени  счетчика 2, поступающего на тактовый вход регистра сдвига б, в первый регистра запишетс единица. При этом обратный код, зaпиcывae 4лй в счетчик 3, будет 1...1110 Следовательно , частота импульсов переполнени  счетчика 3, поступающих на вход счетчика 2 после его второго переполнени , будет в два раза ниже частоты импульсов генератора 1. При третьем переполнении счетчика 2, по окончании импульса переполнени  запишетс  единица во второй разр д регистра сдвига б. Число, записанное в регистре, будет 0...0011, а число, записанное в счетчик 3 обратным кодом, будет 1...1100. При этом частота импульсов, поступающих на вход счетчика 2, уменьшаетс  в четырераза и т.д. По приходу импульса конца измер емого Ьериода импульс с выхода формировател  10 поступает на вход элемента И 16, открытого по второму входу высоким потенциалом пр мого выхода, устанавлива  его в исходное (нулевое) состо ние. B JIXpднoй импульс , элемента И 16 поступает также через элемент ИЛИ 21 на управл ющий вход схе№1 7. При этом в счетчик 3 в обратном коде записываетс  число, соответствующее поддиапазону измерени , а на соответствующем выходе дешифратора поддиапазонов 4 по вл етс  сигнал, указывающий номер поддиапазона измерени . Низким потенциалом единичного выхода триггера 8 закрываетс  первый элемент И 12, и на вход счетчика 3 прекращгиот поступать счетные импульсы. Цикл изме ени  заканчиваетс . в счетчике 2

Код числа, записанного в счетчик 3

Номер поддиапазона

1 1 1 .... 1 1 1

1 2 3 1 1 1 1 1 О

1 11 .... 1 О О

фиксируетс  число, соответствующее поддиапазону измерени , а дешифратор 4 указывает номер поддиапазона измерени  в соответствии с приведенной , табл. 1 истинности. Таблица

1 1 0....0 О О

m -1 1 О О .... О О О

m Измер емый период определ етс  по формуле То, Т«з«. С2 ,- N ) где п - число разр дов счетчика 2; N - показани  счетчика 2; m - номер поддиапазона; Т -период следовани  импульсов генератора 1. Работа устройства при измерении мг1лых значений периода, дл.ительность которых не превьнаает врем  перепрлнени  счётчика 2. В исходном состо нии элемент И 13 открыт по. одному входу высоким потенциалом инверсного выхода триггера 9. Если к моменту окончани  измер емого периода на выходе счетчика 2 «5удёт разрешающий потенциал (т.е. задаваема  точность измерени  достиг нута) , то элемент И 13 открываетс , так как импульс конца первого измер емого периода проходит через отК1 1тый элемент И 18 и элемент ИЛИ 1 на счетный вход счетчика 3, записыва  в него единицу. В шике i дешифратора 4 по вл етс  разра ающи потенциал, который через элемент ИЛИ поступает на третии:вход элемента И 13. Вследствие этого импульс конца первого измер емого периода проходит через элемент И и :.элемент ИЛИ 15 на нулевой вход триггера 8, устанавлива  в исходное сост о ние . При этом закрываетс  элемент И 12, и цикл измерени  заканчиваетс . В счетчике 2 фиксируетс  резуль тат, пропорциональный значению пери ода, а потенциал с шдхода шины 1дешифратора поддиапазонов 4 указыва величину пор дка в соответствии с первым поддиапазоном. Если измер емый период ма , то к приходу импульса, соответствующег концу первого периода, в счетчике 2 накапливаетс  недостаточно импульсов , на выходе его нет разрешаквдего потенциала (задаваема  точность не достигнута). Элемент И 13 не открываетс , и цикл измерени  не заканчиваетс . Вследствие этого импульсы с генератора 1 через элементы И 12 и 19, элемент ИЛИ 22 продолжают поступать в счетчик 2, а импульсы с выхода формировател  10 через открытый элемент И 18 и элемент ИЛИ 17 на счётный вход счетчика 3. Если к моменту окончани  второго периода на выходе счетчика 2 есть 1разрешающий потенциал, то разрешающий потенциал с шины 2 дешифратора поддиапазонов 4 проходит через элемент ИЛИ 5, и элемент И 13 открыт дл  прохождени  импульса конца цикла измерени . В этом случае в счетчике 2 вновь фиксируетс  результат, а дешифратора 4 потенциал (айны указывает на второй поддиапазон при измерении малых значений периода. В случае, когда к концу второго измер емого периода на выходе счетчика 2 нет разрешающего потенцигша, анализируетс  момент конца четвертого измер емого периода, и при достижении заданной точности заканчиваетс  цикл измерени . Потенциал, возникший на шине 3 дешифратора 4, указывает на третий поддиапазон измерени  и т.д. Таким образом, в конце каждого . 1,2,4,8 йт.д. измер емых периодов происходит анализ достижени  задава-емой точности измерени  и в случае ее достижени  останов измерени  с автоматическим выбором поддиапазона. Дешифратор 4 указывает номер поддиапазона измерени  в соответствии с бл.2 истинности.

Номер поддиапазона

1 2 3

Claims (2)

1. m -1 го Кзм&р егллЛ период дл  мгшых значени периода, длительность которых не превышает врем  переполнений счетчи ка 2, определ етс  по формуле TUJM. N-2 где N - показани  счетчика 2; т.- номер поддиапазона; Т - период импульсов генератора Таким образом, большие значени  периодов, длительность которых превы шает врем  переполнени  счетчика 2, определ ютс  по формуле (1), а малы значени  периода - по формуле (2). При этом единичное состо ние триггер 9 указывает, что измер емый период определ етс  по формуле (1), а нулевое состо ние триггера 9 указывает что период определ етс  по формуле (2). Формула изобретени  Устройство дл  измерени  периода содержащее генератор опорной частоты выход которого подключен ко входу элемента И, второй вход которого соединен с вкосодом R-S-триггера и с входом формировател , второй вход которого соединен с входом пускового ключа, выход которого подключен ко входу R-S-триггера, счетчик импульсов , один из выходов которого соединен со входом второго элемента ./И, второй вход которого подключен к выходу формировател , а третий - к выходу элемента ИЛИ, входы которого соединены с выходами дешифратора поддиапазонов,подключенного входам к выходам второго счетчика импульсов отличающеес  тем,что,с це лью расширени  диапазона измерени ,в него введены регистр сдвига,схема пе записи,п ть элементов И,четыре элеме та ИЛИ и 3-К-триггер,пр мой выход ко торого соединен со входом регистра сдвига и со входами третьего и четвертого элементов И, а инверсный вы69043510

   Таблица 2

   Код числа, записанного в счетчике 3

   001

   О О О 01 О 1 0. О

   00 Q

   01 000

   1О ход соединен со вторым входом регистр сдвига, с четвертым входом второго элемента И и с .входами п того, тестого и седьмого элементов И, выход второго элемента И подключен через второй элемент ИЛИ к другому входу R-S-триггера,. второй вход третьего элемента И подключен к выходу первого элемента И и второму входу шестого элемента И, выход третьего элемента И соединен со входом третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к счетному входу второго счетчика , а второй вход - к выходу п того элемента И, второй вход которого соединен с выходом формировател  и вторым входом Четвертого элемента И, выход которого подключен ко второму входу . второго элемента ИЛ и ко входу четвертого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом переполнени  второго счетчика и со входом п того элемента ИЛИ, второй вход которогоподключен к выходу шестого элемента И, а выход - к счетное« у входу первого счетчика импульсов, выход переполнени  которого подключен ко ахсщу синхронизации и входу 3- З-К-триггера, ко второму входу седьмого элемента И и к тактовому входу регистра сдвига, поразр дные выходы которого подключены через схему перезаписи к поразр дньм входам второго счетчика, причем выход седьмого элемента И подключен к третьему входу четвертого элемента ИЛИ, выход которого подключен к управл ющему входу схекь перезаписи , вход К 1:-К-триггера подключен к шне логического нул . Источники, информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство 354397, кл. G 04 F 10/04, 1972.
2. 2.Авторское свидетельство 451045, кл. G 04 Р 10/04, 1975.

   т

   / г 3.

   18

   L

   Пуск Ч

   )S

   1Э

   вход

   IIL