SU924657A2 - Измеритель коротких интервалов времени - Google Patents

Description

3 та И-НЕ и с вторым входом дев того элемента И-НЕ, выход которого подключен к третьим входам третьего и восьмого элементов И-НЕ, выходы которых через дес тый элемент И-НЕ соединены с первым выходом измерител , выходы четвертого и седьмого элементов И-НЕ через схему объединени  соединены с входом счетчика и с вторым выходом измерител , выход первого элемента И подключен к второму входу первого элемента И-НЕ и счетному входу первого триг гера , выход второго элемента И подсоединен к второму входу п того ,элемента,И-НЕ и счетному входу второго триггера, вторые R- и S-входы , RS-триггера, а также R-входы первого и второго триггеров, подключены к шине Сброс и установочному вход счетчика, дополнительно введены три триггера и элемент И, причем счетны вход первого дополнительного тригге ра соединен с единичным выходом пер вого основного триггера, счетный вход второго дополнительного тригге ра соединен с единичным выходом вто рого основного триггера, единичные выходы первого и второго дополнител ных триггеров соединены соответстве но с первым и вторым входами дополнительного элемента И, третий вход которого подключен к выходу дес тог элемента И-НЕ, а выход соединен с счетным входом третьего дополнитель ного триггера, управл ющие входы ко торого подключены к управл ющим вхо дам измерител , а единичный выход соединен с третьим выходом.измерите R-входы трех дополнительных триггеров объединены и подключены к шине Сброс. На фиг. 1 приведена структурна  схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы напр жений в разли ных точках схемы. Измеритель состоит из генератора 1 формировател  двух сдвинутых посл довательностей, состо щего из фазосдвигающей цепочки 2, элементов И 3 и , двух счетных триггеров 5 и 6, элементов И-НЕ 7-16, блока17 объединени , RS-триггера 18, счетчика 1 Импульсы начала и конца измер емого интервала времени подаетс  на вход 20. Выходна  информаци  об измеренном интервале снимаетс  с выхо дов 21 и 22. Сигнал установки на7 чального состо ни  подаетс  по шине 23 Сброс. Измеритель также содержит триггеры и элемент И 27, а информаци  о достоверности результатов измерений снимаетс  с выхода 28. Выход генератора 1 соединен с входом элемента И 3 и с входом фазосдвигающей цепочки 2, выход которой соединен через элемент И 4 со счетным входом триггера бис вторым входом элемента И-НЕ 12, выход которого через элемент И-НЕ 13 соединен с первым R-входом RS-триггера 18. Выход элемента И 3 соединен со счетным входом триггера 5 и с вторым входом элемента И-НЕ 10, выход которого через элемент И-НЕ 11 соединен с первым S-входом RS-триггера 18. Единичный выход триггера 5 соединен с первыми входами элементов И-НЕ 7,10 и 15 и счетным входом триггера 2, а нулевой выход триггера 5- с первым элемента И-НЕ 8. Единичный выход триггера 6 соединен с первыми входами элементов И-НЕ 12 и 16, с вторым входом элемента И-НЕ 7 и счетным входом триггера 25, а нулевой выход триггера 6 соединен с вторым входом элемента И-НЕ 8. Выходы элементов И-НЕ 7 и 8 через элемент И-НЕ 9 соединены с выходом 21: измерител  и входсм элемента И 27- Единичный выход RSтриггера 18 соединен с вторыми входами элементов И-НЕ 11 и 16 и с первым входом элемента И-НЕ 1, а нулевой выход с вторыми входами элементов И-НЕ 13-15. Выход элемента И-НЕ соединен с третьими входами элементов И-НЕ 7 и 8. Выходы элементов И-НЕ 15 и 16 через блок 17 объединени  соединены с входом счетчика 19 и с выходом 22 измерител . Шина 23 Сброс соединена с R-входами триггеров 5 и 6, , установочным входом счетчика 19 и с вторыми R- и S-входами RS-триггера 18. Вход 20 измерител  соединен с входами элементов И 3 и t. Единичный выход триггера 2 соединен с входом элемента И 27, другой вход которого соединен с единичным выходом триггера 25, а выход элемента И,27 соединен со счетным входом триггера 26, единичный выход которого соединен с выходом 26 измерител . Управл ющие входы триггера 26 соединены с управл ющими входами 29 и 30 измерител . Измеритель коротких интервалов времени работает следующим образом. Перед измерением по шине 23 Сброс подаетс  нулевой логический сигнал, который устанавливает триггеры 5, 6 и и счетчик 19 в нулевое состо ние. Одновременно этот же сигнал, воздейству  на вторые R- и-5-входн К5-триггера 18., устанавливает последний в состо ние при котором на его выходах присутствуют единичные логические сигналы Нулевые логические сигналы с единич ных выходов счетных триггеров 5 и 6 устанавливают на выходах элементов И-НЕ 10 и 12 единичные логические сигналы и соответственно на выходах элементов И-НЕ 11 и13 нуле вые логические сигналы, так как на два других входа элементов И-НЕ 11 и 13 также поступают единичные логические сигналы с выходов RS-триггера 18. Нулевые логические сигналы с выхо дов элементов И-НЕ 11 и 13, поступа  на первые R- и S-входы RS-триггера 18, удерживают его в исходном состо  нии, при котором, как уже указывало выше, на двух его выходах присутствуют единичные логические сигналы Нулевые логические сигналы с еди ничных выходов триггеров 2А и 25 ус танавливают на выходе элемента И 27 нулевой логический сигнал. В резуль тате весь измеритель оказываетс  в исходном состо нии и сигнал Сбро может сниматьс . На управл ющие входы 29 и 30 подаютс  логические сигналы (единица и ноль соответственно) таким образом , что переброс триггера 2б по счетному входу может происходить только один раз (из нулевого состо  ни  в едиыичное). По сигналу начала измер емого короткого интервала времени, поступаю щему на вход 20 измерител , начинаетс  процесс измерени  короткого интервала времени (фиг.2, точкам). На фиг.2 в качестве примера рассмотрен процесс измерени .интервала времени длительностью 4,5 Т , где период частоты генератора 1. На фиг.2 приведены временные диаграм 76 мы 31 напр жений на выходе генерато ра 1, 32 на выходе фазосдвигающей цепочки 2, 33 на входе 20, З и 35 на единичном выходе триггеров 5 и 6, 36 соответственно на единичном выходе RS-триггера 18 или, что то же самое , на входе элемента И-НЕ 16, 37 на нулевом выходе RS-триггера 18,что соответствует выходу элемента И-НЕ 15. 38. на входе основного счетчика 19 или втором выходе 22 измерител , 39 на первом выходе 21 измерител , «2 на выходе элемента И 27 и АЗ на третьем выходе 28 измерител , 0 и на выходе триггеров и 25 соответственно . При поступлении сигнала на вход 2t) измерител  элементы И 3 и открываютс  и обе последовательности импульсов 31 и 32 на фиг.2) поступают на счетные входы триггеров 5 и 6 и на входы элементов И-НЕ 10 и 12. Та из последовательностей импульсов , котора  начинаетс  первой, опрокидывает соответствующий счетный триггер 5 или 6. Предположим, что первой начинаетс  последовательность с выхода генератора 1 (фиг.2). Первый импульс этой последовательности опрокидывает триггер 5 (фиг.2, точка ) в единичное состо ние . Единичный логический сигнал с нулевого выхода триггера 5 разрешает прохождение сигнала с выхода элемента И 3 через элемент 10 И-НЕ на вход элемента И-НЕ 11. Однако сигнал на выходе элемента И-НЕ 10 не измен етс , так как на выходе элемента И 3 присутствует нулевой логический сигнал . Второй импульс указанной выше последовательности импульсов с выхода генератора 1 (фиг.2, точка в) измен ет , сигнал на выходе элемента И-НЕ 10 с единичного на нулевой. В результате этого, сигнал на выходе элемента И-НЕ 11 измен етс  с нулевого на единичный. Так как на первом R-входе RS-триггера 18 сигнал по-прежнему имеет нулевое значение (триггер 6 опрокинулс , но на выходе элемента Ц, а следовательно , и на выходе элемента И-НЕ 13 нулевой логический сигнал ), то RS-триггер 18 устанавливаетс  в такое состо ние, при котором на его единичном выходе си1- 79 нал имеет нулевой логический уровень (фиг.2, точка г), а на нулевом - единичный (нулевое состо ние ) . Нулевой логический сигнал с единичного выхода RS-триггера 18, поступа  на вход элемента И-НЕ 11, устанавливает на его выхо де единичный логический сигнал, и следовательно, сам RS-триггер 18 остаетс  в дальнейшем в указанном состо нии (в нулевом), так как нуле вые логические сигналы, которые будут поступать на первый R-вход RS-триггера 18 только подтверждают его нулевое состо ние. Нулевой сигнал с единичного выхода RS-триггера 18 закрывает элемент 16, и импульсы со счетного триггера 6 не могут пройти на вход счетчика 19. В то же врем  импульсы со счетного триггера 5, т.е. триггера,который сработал первым , через открытый элемент И-НЕ 15 поступают на вход счетчика 13Таким образом, RS-триггер 18 и элементы И-НЕ 10-16 и блок 17 объ единени  выполн ют функцию приоритетного ключа, подключа  к счетчику 19 тот из счетных триггеров 5 и 6, который сработал первым. Первый импульс с единичного выхода триггера 5 (фиг.2, точка и) п реводит триггер 2 в единичное состо ние , а первый импульс с единично го выхода триггера 6 (фиг. 2, точка к перебрасывает триггер 25 также в ед ничное состо ние. Поэтому вторым им пульсом на выходе 21 (фиг.2, точка Д,) триггер 2б устанавливаетс  в единичное состо ние через элемент И 27, так как на первых двух входах элемента И 27 в этот момент присутствуют единичные логические сигналы на третьем - нулевой, а следователь но, на выходе элемента И 27 - нулевой логический сигнал.Единичный логический сигнал с единичного выхода триггера 26, поступа  на третий выход 28 измерител , подтверждает достоверность измерений и исправность узлов измерител , т.е. подтверждает что погрешность измерител  не превосходит t 0,5 Те . На первом выходе 21 измерител  и пульсы принимают единичное значение каждый раз, когда состо ние счетных триггеров 5 и 6 совпадают (фиг. Действительно, если счетные триггер 5 и 6 наход тс  в нулевом состо нии, то на входы элемента И-НЕ 8 поступают единичные логические сигналы,так как на выходе элемента 14 также единичный логический сигнал, а следовательно , и на первом выходе измерител  также будет единичный логический сигнал. Если триггеры 5 и 6 наход тс  в единичном состо нии, то на входы эле мента И-НЕ 7 поступают единичные логические сигналы, а следовательно, и на выходе элемента И-НЕ 9, т.е. на выходе 21 измерител , будет единичный логический сигнал. Таким образом , элементы И-НЕ 7-9 производ т текущее сравнение состо ний счетных триггеров 5 и 6 и при каждом совпадении их состо ний создают на выходе измерител  единичный логический сигнал . При поступлении на вход 20 измерител  сигнала окончани  измерительного интервала ГфиГ.2, точка о) элементы И 3 и закрываютс  и поступление импульсов на счетные входы триггеров 5 и 6 и счетчика 19 заканчиваетс . При этом на выходе 21 измерител  находитс  информаци  о дол х периода измер емого временного интервала , на выходе 22 (фиг.2, диаграмма 38) измерител  - информаци  о единицах периода, а в счетчике 19 - информаци  старших разр дов двоичного числа. На выходе 28 (фиг.2, диаграмма 43) измерител  присутствует информаци , подтверждающа  достоверность результатов измерений . Таким образом, измер емый временной интервал Т может быть найден по формуле Т (0.5-V,, + + 2VJ.T, где Vg,5iy - логическа  информаци  на выходе 21 измерител ; Vftbiya. логическа  информаци  на выходе 22; УЛ - число импульсов, записанное в счетчике 19; Т - период генератора 1. В соответствии с фиг.2 измер емый временной интервал равен ,5 TQ. Логическа  информаци  на выходе 21 равна единице (фиг.2, точка), и число импульсов, поступившее на вход счетчика 19 равно двум (фиг.2, диаграмма 38).

В соответствии с

приведенной выше формулой

TX (0,5-1+ О + 2-2)-Т„ k,5 Tg

при выходе из стро  элемента И 3 и триггера 5 (или любого из них) триггер 2 остаетс  .в нулевом состо нии (так как на его счетный вход импульсы не поступают), и на выходе элемента И 27 сигнал не измен етс , а следовательно, триггер 2б не срабатывает , и на выходе 28 измерител  присутствует сигнал логического нул  что свидетельствует о том, что погрешность иэмевител  увеличиваетс  в 2 раза.

При выходе из стро  элемента И k, триггера 6 и фазосдвигающей цепи 2 (или любого из них) триггер 25 не переключаетс  (остаетс  в нулевом состо нии), в результате чего на выходе 28 измерител  также остаетс  сигнал логического нул .

При выходе из стро  элементов И-НЕ 9 и It импульсы на выходе элемента И 27 отсутствуют, в результате чего триггер 26 не переключаетс  в единичное состо ние и на выходе 28 будет сигнал логического нул , что свидетельствует также как и в предыдущих случа х о увеличении погрешности измерител .

Применение изобретени  позвол ет повысить достоверность результатов измерений и тем самым улучшить метрологические характеристики измерител , что особенно важно в устройст|вах , работающих.в беспроверочных услови х эксплуатации, а также в устройствах, к которым затруднен или невозможен доступ.

Claims (1)

1. Авторское свидетельство СССР (f 8 47263, 15..80.