SU828171A1 - Цифровой измеритель временныхиНТЕРВАлОВ - Google Patents

Description

к выходам которого подключены входы сумматора, введены счетный триггер, формирователь последовательности кратных частот и регистр пам ти, управл ющие входы которого подключены к выходам формировател  и отводам линии задержки, вход которой соединен с выходом счетного триггера, вход счетного триггера подключен к выходу генератора эталонной частоты и к первому входу формировател  последовательности кратиых частот, второй вход которого соедииен с одним из отводов линии задержки, выходы регистра иодключены к входам кодопреобразовател , а стробирующий вход регистра пам ти соединен со входом записи сумматора, прн этом формирователь носледовательиости кратных частот выполнен в виде счетчика в рефлексном коде, содержащего два элемента ИЛИ, двухразр дный кольцевой счетчик и синхронный счетчик, счетные входы которых объединены, инверсный выход первого и пр мой выход второго разр дов кольцевого счетчика подключены через первый элемент ИЛР1 к первому унравл юн;ему входу сннхронного счетчика, второй управл ющий вход которого через второй элсмеит Р1ЛИ соединен с нр мым выходом первого н инверсным выходом второго разр дов кольцевого счетчика.

Иа фиг. 1 представлена функциональна  схема измерител ; на фиг. 2 - вариант выполнени  формировател  иоследовательности кратных частот.

Цифровой измеритель временных интервалов (фиг. 1) содержит генератор 1 эталонной частоты, счетный трнггер 2, формирователь 3 последовательности кратных частот , лииию задержки 4 с отводами, регистр 5 пам ти, кодопреобразователь 6, сумматор 7. Формирователь 3 (фиг. 2) содержит двухразр дный кольцевой счетчик 8 на Д-триггерах 9 н 10, двухразр дный сиихроиный счетчик 11 иа Д-триггерах 12 н 13 и элемент ИЛИ 14, элементы 15 и 16.

Цифровой измеритель временных нитервалов работает следуюн им образом.

В исходном состо нии генератор 1 непрерывно формирует счетную последовательность с нериодом Тэт . Эта последовательность непрерывно подсчитываетс  счетным трнггером 2 и из нее формируетс  носледовательность кратных частот формирователем 3. Сигнал с выхода счетного триггера 2 поступает на линию задержки 4, на выходах которой формируютс  сигналы, сдвинутые по фазе друг относительно друга на величину То. Сч;етна  последовательноеть нри этом может выбиратьс  с нернодом Тэт к TO, где к 2, 3, 4, ..., к - целое число.

В этом случае так же в к раз дюжет быть еиижено быстродействие веех узлов измерител .

Сигнал со второго выхода линии задержки 4 поступает на второй вход формировател  3, за счет чего осуществл етс  жестка  прив зка момента включени  нервого разр да формировател  3 к иоследовательности сигналов на входе регистра 5, которой

онредел ете  выходиа  кодова  последовательность . Иервый разр д формировател  3 включаетс  только при совпадении сигналов иа его первом и втором входах. Это новыщает надежность работы всего устройства при возможпых сбо х от внешннх помех триггера 2 и формировател  3.

Регистр 5, кодопреобразователь 6 и регистры сумматора 7 устаиовлеиы (дл  простоты входы установки не ноказаны) в нулевое еосто нне, т. е. на их выходах присутствует код 0000.

В момент начала измереии  сигнал стробнрует по входу регистр 5. В этот же момент в регистр 5 записываетс  и запоминаетс 

Q логические значени  сигналов ностунающнх на входы регистра о с выходов формировател  3 и линии задержки 4. Далее, запомненные в регистре 5, логические значени  этпх снгналов поступают па вход кодопреобразовател  6, на выходах которого образуете  двоичный код. Прн этом и сумматор 7, под воздействием сигнала запнсн, с некоторой задержкой будет записан код, обратный тому, который действует па его иходах .

В момент окончани  измер емого интервала , аналогично ониеанному вынш, в сумматор 7 заиисываете  нр мой код, соответствующий значени м логических сигналов запомнеииых регистром 5 и иреобразован пых кодопреобразователем 6. Коды, зафиксированные еумматором 7 в начале и конце измер емого интервала, суммируютс , и на выходе сумматора 7 по вл етс  код, равный нелому числу квантов (То), содержани1хс 

в измер емом ннтервале.

В нроцессе непрерывной работы нзмерител  все возможные изменени  кодовых состо ннй С1Н-налов, выраженных в двоичном коде, охватывают цикл длительности Т, со5 ответствуюп,ий длительиостн периода старHiero разр да, в данном случае второго, в формирователе 3.

В силу независимости входиого сигнала от сигнала генератора 1 возможно нзмере0 ние интервалов, начало и конец которых нопадают в разные циклы.

В общем случае измер емый времеиной интервал Т,; п. То, где п 1, 2, 3, ..., п - целое число квантов.

5 Таким образом, записыва  в сумматор 7 обратиый код в момент начала измер емого ннтервала, нр мой - в момент конца измер емого интервала, а затем суммиру  их, на выходе сумматора 7 получают код,

0 соответствующий цифровому значению временного интервала. Максимальное значение временного интервала не должно нревыщать значени  Т, прн этом введение в формирователь 3 одного старшего разр да увеличивает диапазон измерени  в два раза.

Формирователь 3, обеспечивающий максимальное быстродействие и иаиболсе простое согласоваиие с сигналами генератора 1 и линии задержки 4, работает следующим образом.

Сигналы, сформированные на пр мых выходах триггеров 9, 10 кольцевого счетчика 8, логически суммируютс  нри помощи элементов ИЛИ 15 и 16 и ноступа от на управл ющие входы синхронного счетчика П. Эти сигналы обеспечивают такое управление синхронным счетчиком II, что на его выходах образуетс  однопереходный код Гре .

В качестве регистра 5 может быть иснользован любой регистр пам ти, обеснечиваюидий запоминание, нри воздействии сигнала но входу стробировани , логических значений сигналов, нрисутствующнх на его управл ющих входах.

В качестве кодопреобразовател  6 может быть иснользован комбинационный преобразователь кодов.

Таким образом точность измерени  определ етс  выбором значени  кванта (То), которое может быть задано в зависимости от требуемой точности. Точность измерени  сохран етс  равной TO при любых, даже наихудших вариантах по влени  сигнала пачала или конца измер емого иитервала.

Введенне регистра 5, запоминающего однопереходные коды с выходов формировател  3 и линии задержки 4, обеснечивает работу сумматора 7 с установнвп1имис  значени ми сигналов, что исключает возмолхность сбоев на его выходе из-за изменени  сигналов на его входах, и, следовательно, повышает надежность работы измерител .

В данном измерителе подключение выходов генератора 1 и линии задержки 4 к формирователю 3 последовательности кратных частот, а также выхода генератора 1, через счетный триггер 2, ко входу линии задержки 4 обеснечивает возможность реализации фазового сдвига То величины нор дка дес тков пикосекунд, а также однозначность соответстви  сигналов на выходах формировател  3, линии задержки 4, регистра пам ти 5 и кодов на выходе кодопреобразовател  б в любой момент времени независимо от фазировки управл ющих сигналов и быстродействи  узлов измерител .

Это повышает точность и надежность работы в отличие от известных устройств, где точность, определ ема  также TO, ограничена быстродействием сумматора и кодопреобразовател , а надежность снижаетс  из-за возможности но влени  (нри неблагопри тной фазировке управл ющих сигналов) на выходах кодопреобразовател  искаженных по форме сигналов, которые вызывают сбои сумматора и счетчика, подключенного к его выходу.

Функции предлагаемого измерител  могут быть расширены путем введени  по входу записи сумматора дополнительной логики .

Ири этом устройство будет измер ть не только интервалы .между первым и несколькими последующими сигналами, но и между парами сигналов.

В случае использовани  нолосковых лиНИИ задержки точность измерени  может быть доведена до 0,05--0,1-10 с и определ етс  только разрешением стробирующего сигнала регистра пам ти.

Claims (2)

1.Цифровой из.меритель временных интервалов , содержащий генератор эталонной

частоты, лииию задержки с отводами, кодопреобразователь , выходы которого подключепы ко входам сумматора, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерени  н надежности измерител  в работе, в иего введены счетный триггер,

формирователь последовательности кратных частот и регистр пам ти, управл ющие входы которого подключепы к выходам формировател  последовательностей кратных частот и отводам лппии задержки, вход которой соединен с выходом счетного триггера , вход счетного триггера подключен к выходу генератора эталонной частоты и к первому входу формировател  последовательности кратных частот, второй вход которого соединен с одним из отводов линии задержки, выходы регистра пам ти подключены к входам кодопреобразовател , а стробирующий вход регистра пам ти соединен со входом записи сумматора.

2.Цифровой измеритель но п. 1, отл п ч а ю щ и и с   тем, что формирователь последовательности кратных частот выполнен в виде счетчика в рефлексном коде, содержащего два элемента ИЛИ, двухразр дный кольцевой счетчик ц двухразр дный синхронный счетчик, счетные входы которых соединены, инверсный вход первого и пр мой выход второго разр дов кольцевого

0 счетчика через первый элемент ИЛИ подключены к первому управл ющему входу синхронного счетчика, второй управл ющий вход которого через второй элемент ИЛИ соединен е пр мым выходом первого

5 и инверсным выходом второго разр дов кольцевого счетчика.

Источинки информации, прин тые во внимание при экспертизе

60

1.Авторское свидетельство

СССР № 438998, кл. G 04 F 7/10, 1972.

2.Авторское свидетельство СССР N° 530310, кл. G 04 F 10/04, 1973 (нрото65 тип).

г