SU896594A2 - Устройство дл измерени временных интервалов - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к измерительной и вычислительной технике. По основному авт. св. 547723 известно устройство дл  измерени  временных интервгшов, которое позвол ет измер ть длительность каждого импульса и автоматически определ ть максимальный импульс по длительности и содержащее генератор тактовых импульсов, элементы Ни Запрет, счетчик результата, преобразовакгапь код-временной интервал, блок управл . ни  1. Однако это устройство не позвол ет определить, какой из поступивших на его вход импульсов  вл етс  максимальным , кроме того, это устройств может выдавать неверные результаты, если промежутки между измер емыми интервалами случайной последовательности короче самих интервалов, а также не позвол ет выдел ть импульсы минимальной длительности и их пор дковый номер. Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей устройст ва. Поставленна  цель достигаетс  тем что в устройство дл  измерени  временных интервалов, содержащее преобразователь код-временной интервал, счетчик результата, элемент И, генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с первым входом элемента и преобразовател  код-временной интервал непосредственно и со счетным входом счетчика результата через элемент И, элемент Запрет и блок управлени , первый выход которого подключен ко входу формировател  записи преобразовател  код-временной интервал, второй выход подключен к установочному входу счетчика импульсов преобразовател  код-временной интервал, а вход подключен к шине входного сигнала, к первому входу элемента Запрет, второй вход элемента Запрет соединен с выходом триггера и со вторым входом элемента И преобразовател  код-временной интервал, причем преобразователь код-временной интервал содержит формирователь записи, триггер, элемент И, дешифратор, элементы И-НЕ и счетчик импульсов, включенный между входс1ми дешифратора и выходами элементов И-НЕ, причем второй установочный вход счетчика импульсов подключен к выходу формировател  записи, пер вые входы элементов И-НЕ соединены

ежду собой, а вторые входы соединеы с выходами счетчика результата, введены селектор номера интервала времени, переключатель, два последовательно соединенных элемента задержки и два элемента ИЛИ, причем выход первого элемента ИЛИ соединен со вхоом триггера преобразовател  кодвременной интервал, первый вход первого элемента ИЛИ соединен с выхоом дешифратора преобразовател  кодвременной интервал, а второй вход соединен с выходом формировател  сигналов записи преобразовател  кодвременной интервал и через первый элемент задержки с первыми входами лементов И-НЕ преобразовател  кодвременной интервал, выход второго лемента задержки через первую груп- , пу контактов переключател  соединен первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с устаовочным входом селектора номера интервала времени, счетный вход которого подключен к шине входного сигнаа , выход подключен ко входу.блока управлени , а стробирующий вход подключен к выходу элемента Запрет и к первому неподвижному контакту второй группы контактов переключател , подвижный контакт которого соединен со вторым входом элемента И, а второй неподвижный контакт соединен -с первым управл ющим входом селектора номера интервала времени, второй управл ющий вход которого подключ;ен к выходу формировател  сигналов записи преобразовател  код временной интервал .

Кроме того, селектор номера интервала времени содержит последовательно соединенные первый счетчик импульсов , элементы И-НЕ и второй счетчик импульсов, переключатель, первый элемент задержки, последовательно соединенные второй элемент задержки и элемент И, и формирователь импульсов, включенный между выходом переполнени  первого счетчика импульсов и шиной выхода селектора номера интервала времени, входы элемента И подключены ко входам управлени  селектора номера интервала времени, выход элемента И соединен с первым неподвижны контактом переключател , второй неподвижный контакт которого подключен к стробирующему входу селектора номера интервала времени, а подвижный контакт подключен к установочному входу второго счетчика импульсов и ко входу первого элемента задержки, выход которого соединен со вторыми входами элементов И-НЕ.

На чертеже приведена структурна  схема устройства дл  измерени  временных интервалов.

Устройство содержит селектор 1 номера интервала времени, блок 2 управлени , преобразователь 3 код-временной интервал, элемент Запрет 4 переключатель 5, генератор б тактовых импульсов, элемент И 7, элементы ИЛИ 8 и 9, счетчик 10 результата и элементы 11 и 12 задержки.

Преобразователь 3 код-временной интервал состоит из формировател  13 сигналов записи, триггера 14, элемента И 15, элементов И-НЕ 16; счетчика .17 импульсов и дешифратора 18.

Селектор 1 номера интервала времени содержит первый счетчик 19 импульсов , элементы И-НЕ 20, второй счетчик 21 импульсов, элементы 22 и 23 задержки, переключатель 24, элемент И 25 и формирователь 26 импульй .ов..

Устройство может выдел ть и измер ть импульс (временной интервал) максимальной и минимальной длительности .

Устройство в режиме выделени  и измерени  импульса временного интервала ) максимальной длительности работает следующим образом.

В исходном состо нии счетчика 10, 19 и 21 обнулены, а в счетчике 17 записаны все единицы, т.е. обратный код счетчика 10. Переключатели 5 и 24 наход тс  в положении, обеспечивающем св зь выхода элемента Запрет 4с элементом И 7, элементом 22 задержки и счетчиком 21. Из фронта приход щего импульса измерени  блок 2 управлени  формирует сигнал управлени  работой устройства. Одновременно этим же фронтом опрокидываетс  триггер 14. Изменение состо ни  последнего с одной стороны, исключает прохождение измер емого импульса через элемент .Запрет 4, а с другой, открывает элемент И 15 и тем саыам. обеспечивает с этого мо мента прохождение импульсов с генератора 6 на счетчик 17 преобразовател  3 код-временной интервал.

Первый импульс с генератора 6 переполн ет счетчик 17 и единица пере полнени , поступающа  с выхода дешифратора 18 через элемент ИЛИ 9, возврщает триггер 14 в исходное состо ние закЕжлба  по одному из выходов элемен И 15. При этом элемент запрет 4 возвращаетс  в состо ние, разрешающее прохождение входного импульса на элемент И 7 и счетчик 21. С этого момента импульсы генератора 6 заполн ют счетчик 10 в течение времени существовани  входного сигнала (измер емого интервала). В счетчике 10 происходит запоминание & коде измер емо o интервала.

По спаду входного импульса (заднему фронту) блок 2 управлени  вырабатывает команду, по которой формирователь 13 сигналов записи выдает импульс записи (переписи) кода из счетчика 10 в счетчик 17 преобразовател  3 код-временной интервал. Причем в счетчике 17 через элементы И-Н 16 записываетс  код, обратный коду, зафиксированному в счетчике 10. Элемент 11 задержки при этом осуществл  ет задержку сформированного из спада (конца) измер емого интервала импуль са на врем  обеспечивающее установление этим импульсом счетчика 17 в состо ние нулей. Фронт очередного (в данном случае второго) импульса производит уже опи санные выше изменени .в схеме устрой ства за исключением того, что теперь триггер 14.будет возвращен в исходно состо ние после того, как счетчик 17 подсчитает тоже число импульсов гене ратора 6, которое поступило на вход счетчика 10 -в течение времени сущест вовани  измер емого интервала. Именно спуст  это врем  на выходе дешифратора 18, а следовательно, и на вхо триггера 14 по вл етс  импульс переполнени  и возвращени  триггера 14 в исходное состо ние, если очередной (второй) измер еьалй интервал оказываетс  равным первому измеренному вр менному интервалу. Если очередной (в данном случае второй) измер емый интервал оказываетс  короче первого (предыдущего), то импульс, сформированный из его зс1днего фронта, с выхода формировател  13 сигналов записи проходит через элемент ИЛИ 9 и переопрокидывает триггер 14 в исходное состо ние; Одновременно этот импульс устанавливает счетчик 17 в исходное (нулевое) состо ние, а после этого проход  через элемент 11 задер ки, производит перепись обратного ко да счетчика 10 в счетчик 17, т.е. в счетчике 17 вновь записываетс  в обратном коде счетчика 10 значение длительности первого импульса. Таким образом, триггер 14 интерва ла формирует на своем выходе, импульс длительность которого равна длительности предыдущего измер емого интервала (в данном случае первого), если его длительность оказгшась равной или больше последующего (в данном .случае второго) , либо повтор ет измер емый импульс, длительность которого меньше предыдущего, т.е. запомненного в счетчиках 10 и 17. Причем фронт (начало) этого сформирован ного на выходе триггера 14 интерва ла импульса совпадает с фронтом (началом ) измер емого в данный момент Последующего (т.е. в данном случае второго) импульса (временного интервала ) . Если длительность второго измер емого импульса больше первого , то на выходе элемент запрет 4 по вл етс  их разность, котора  измер етс , уже описанным способом. В результате этого в счетчике 10 будет число, равное величине длительности первого импульса, и та добавка (разность ), на которую превышает длительность второго импульса относительно длительности первого. По вление на выходе элемента Запрет 4 части измер емого (второго) импульса, т.е. упом нутой добавки, на величину которой оказалс  длиннее(боль ше) второй измер емый импульс, обусловлено тем, что на выходе триггера 14 интервала формируетс  всегда импульс, длительность которого равна заполненному в счетчиках 10 и 17 или равна очередному измер емому, если его длительность короче заполненного: элемент Запрет 4 выдает на выход единицу в том случае , когда на первом ее входе единица , а на втором нуль. По вление импульса (единицы) на выходе элемента Запрет 4 отражаетс  на состо нии счетчика 21: он обнул етс , а затем в него заноситс  код счетчика 19, т.е. в данном случае в счетчике 21 будет зафиксиpoBaHQ число, равное двум, так как второй измер емый импульс оказалс  по длительности больше первого. Таким образом, в счетчике 10 за любое число входных импульсов, определ емое (задаваемое) емкос ью счетчика 19, будет зафиксирована максимальна  длительность измер емого импульса из п поступивших на вход счетчика 19. При этом счетчик 21 зафиксирует пор дковый номер максималы ого по длительности импульса из п по-. ступивших. После переполнени  счетчика 19 вырабатываетс  импульс переполнени , аналогичный импульсу перепо.лнени  счетчика 17, снимаемого с выхода дешифратора 18. Этот импульс переполнени  счетчика 19 (блок формировани  этого импульса на чертеже не показан)  вл етс  командой, по которой зафиксированные в счетчиках 10 и 21 результаты измерени  автоматически снимаютс . По завершении съема результатов измерени  устройство приводитс  в исходное состо ние по команде извне (например, с микропроцессора, микроЭВМ ) , если оно используетс  в составе измерительно-информационной системы , или нажатием кнопки Сброс (не показана), если устройство используетс  как самосто тельный измерительный прибор дл  проведени  экспериментальных исследований. Установка счетчиков 10 и 19 в исходное состо Сброс ние с помощью кнопки осуществл тьс  по второму выходу блока 2 управлени ,, который соединен со входом счетчика 19 и первым входом элемента ИЛИ 8, выход которого соединен с шиной Сброс счетчи ка 10. В режиме выделени  и измерени  импульсов минимальной длительности

устройство работает следующим образом .

Дл  измерени  и вьзделени  импульсов минимальной длительности из п поступивших на вход устройства и определени  его пор дкового номера переключатели 5 и 24 наход тс  в положении , при котором выход триггера 14 непосредственно соедин етс  со вторым входом элемента И 7, выход элемета задержки 12 подключен ко входу зл мента ИЛИ 8, входы счетчика 21 и элемента задержки 22 через контакт переключател  24 соединены с выходом элемента И 25. При этом счетчик 17 в исходном состо нии обнулен, как и счетчики 10, 19 и 21.

Фронтом приход щего импульса измерени  триггер 14 устанавливаетс  в положение, обеспечивающее прохождение импульсов генератора б через элементы И 7 и 15. В результате счет чики 10 и 17 заполн ютс  этими импульсами в течение времени, равном длительности измер емого временного интервала. Задний фронт (спад) измер емого интервала (из которого сформирован в формирователе 13 сигналов записи короткий импульс) опрокидывает триггер 14 в исходное состо ние , а также устанавливает счетчик 17 в исходное состо ние, т.е. обнул  ет его выходные шины. После этого этим же импульсом, прошедшим через элемент задержки 11 переписываетс  в счетчик 17 содержимое счетчика 10 в обратном коде. Этот импульс, пройд  через элементы задержки 12 и ИЛИ 8, устанавливает счетчик 10 в исходное (нулевое)) состо ние. Одновременно этот импульс с выхода формировател  13 сигналов записи поступает через элемент И 25 на вход счетчика 21 и элемента 22 задержки. Тем самым происходит перепись содержимого счетчика 19 в счетчик 21, т.е. в данном случае записываетс  в счетчик 21 единица младшего разр да, фиксирующа  номер измеренного и запомненного импульса.

С приходом очередного (в данном случае второго) входного импульса оба счетчика 10 и 17 начинают заполн тьс  импульсами генератора б. Если

очередной (т.е. второй) импульс по длительности больше первого, запомненного в обратном коде в счетчике

;17т то на выходе этого счетчика 17 (на выходе дешифратора 18) по вл етс  импульс переполнени  через врем , равное длительности первого импульса который устанавливает триггер 14 в исходное состо ние, и импульсы с генератора 6 прекращают поступление на счетчики 10 и 17, так как элементы И 7 и 15 закрываютс  по вторым входам из-за отсутстви  единичного потенциала на выходе триггера 14. В

этот момент в счетчике 10 содержитс  число-код, значение которого соответствует длительности первого измер емого импульса (измер емого интервала ) . По вление затем команды-импульса , сформированного в формирователе 13 из заднего фронта очередного (в данном случае второго) измер емого интервала, обеспечивает перепись содержимого счетчика 10 в счетчик 17 в обратном коде и установку счетчика 10 в исходное (нулевое) состо ние При этом состо ние счетчика 21 не измен етс , так Kaz выходной импульс с формировател  13 не проходит 4epeji элемент И 25 в св зи с тем, что в этот момент на выходе триггера 14 будет нулевой потенциал, который обеспечивает запирание элемента И 25 по второму входу.

Если очередной измер емый входной импульс (в данном случае третий) будет короче по длительности запомненного в счетчике 17, то в этом случае триггер 14 устанавливаетс  в исходное состо ние не импульсом переполнени  счетчика 17, снимаемого с дешифратора 18, а импульсом, поступающим с формировател  13 и сформированным из заднего фронта очередного измер емого временного интервала. В этом случае импульс с формировател  13 проходит через элемент И 25 и обеспечивает перепись содержимого счетчика 19 в счетчик 21, в котором зафиксируетс  информаци  о том, что поступивший на вход устройства импульс (в данном случае третий)  вл етс  минимальным по длительности.

В дальнейшем процесс выделени  измерени  и запоминани  из п статистически распределенных по длительности импульсов импульса минимальной длительности повтор етс .

Таким образом, в счетчике 17 за любое число входных импульсов, опретдел емое емкостью счетчика 19, зафиксируетс  минимальна  длительность измер емого импульса из п поступивших на вход устройства и зарегистрированных в счетчике 19. При этом счетчик 21 зафиксирует пор дковый номер минимального по длительности импульса.

Claims (2)

1. Устройство дл  измерени  временных интервалов по авт. св. № 5477 отличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей , в него введены селектор номера интервала времени, переключатель , два последовательно соединенных элемента задержки и два элемент ИЛИ, причем ВЫХОД первого элемента И соединен со входом триггера преобразовател  код-временной интервал, пер вый вход первого элемента ИЛИ соединен с выходом дешифратора преобразовател  код-временной интервал, а вто рой вход соединен с выходом формировател  сигналов записи преобразовател  код-временной интервал и через первый элемент задержки с первыми входами элементов И-НЕ преобразовател  код-временной интервал, выход второго элемента задержки через первую группу контактов переключател  с единен с первым входом второго элеме та ИЛИ, второй вход которого соединен с установочным входом селектора номера интервала времени, счетный вход которого подключен к шине входного сигнала, выход подключен ко вхо ду блока управлени , а стробирующий вход подключен к выходу элемента Запрет и к первому неподвижному контакту второй группы контактов переключател , подвижный контакт которого соединен со вторым входом элемента И, а второй неподвижный контак соединен с первым управл ющим входом селектора номера интервала времени, второй управл ющий вход которого подключен к выходу формировател  сигналов записи преобразовател  кодвременной интервал.

2. Устройство по п. 1, отличающеес  toM,4TO селектор номера интервала времени содержит последовательно соединенные первый счетчик импульсов, элементы И-НЕ и второй счетчик импульсов, переключатель , первый задержки, последовательно соединенные второй элемент задержки и элемент И, формирователь импульсов, включенный между выходом переполнени  первого счетчика импульсов и шиной выхода селектора номера интервала времени, входы элемента И подключены к управл ющим входам селектора номера интервала времени, выход элемента И соединен с первым неподвижным контактом переключател , второй неподвижный контакт которого подключен к стробирующему входу селектора номера интервсша времени, а подвижный контак подключен к установочному входу второго счетчика импульсов и ко входу первого элемента задержки, выход которого соединен со вторыми входами элементов И-ЯЕ. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 547723, кл. G 04 F 10/04, 1975.