SU949625A1 - Измеритель длительности временных интервалов - Google Patents

Description

Изобретение относится к цифровой измерительной технике и может быть использовано в системах автоматики для преобразования временного интервала -в цифровой код.

Известен измеритель временных интервалов, содержащий счетчики, ключевые элементы, двоично-десятичный счетчик, элемент вычитания, элемент ИЛИ, корректирующий блок, сумматор, дешифратор, регистр уточняющей декады [1] .

Данное устройство обладает низким быстродействием и содержит значительные количество вспомогательных счетных устройств.

Наиболее близким к предлагаемому является многоканальный измеритель временных интервалов, содержащий генератор квантующих импульсов, линию задержки, сумматор, m счетчиков, m ключей. Выход генератора квантующих импульсов соединен с первыми входами ключей, второй вход первого ключа подключей к входу устройства и входу линии задержки, а вторые входы остальных (m-Ι) ключей соединены с соответствующими выходами линии задержки. Выходы ключей соединены с входами соот ветствующих счетчиков, выходы которых подключены к входам сумматора [2J.

Данный измеритель обладает низким 5 быстродействием, так как окончательный результат измерения формируется путем суммирования m многоразрядных кодов в сумматоре после окончания действия сигнала измеряемого интервала. Ю Цель изобретения - повышение быстродействия устройства и надежности его работы.

Поставленная цель достигается тем, что в измеритель длительности .с временных интервалов, содержащий генератор квантующих импульсов, счетчик, сумматор и линию задержки, дополнительно введены m D-триггеров, комбинационный дешифратор и регистр 2θ памяти, информационные входы которого соединены с выходами сумматора, первые входы которого соединены с выходами регистра памяти, а вторые входы сумматора подключены к выходам комбинационного дешифратора, входы которого соединены с выходами D-триггеров, причем информационный вход первого D-триггера соединен с входом линии задержки, информационные входы остальных D-триггеров подсоединены к соответствующим выходам линии задержки,а входу синхронизации этом выход сигнала соединен с входом входы синхронизации всех D-триггеров подключены к выходу генератора квантующих импульсов и к регистра памяти,при переноса сумматора счетчика.

На чертеже представлена функциональная схема измерителя длительности временных интервалов.

Измеритель содержит генератор 1 квантующих импульсов, линию 2 задерж-10 ки, m D-триггеров 3, комбинационный дешифратор 4, сумматор 5, регистр 6 Памяти, счетчик 7, входную шину 8.

Устройство работает следующим ©бравом. ’

Перед началом работы, т.е. до поступления сигнала измеряемого интервала времени Т_и.на шину 8, регистр 6 памяти и счетчик 7 находятся в нулевом Состоянии. На информационных входах D-триггеров 3 действует сигнал нулевого уровня, который под действием синхросигналов с выхода генератора 1 квантующих импульсов устанавливает D-триггеры 3 в нулевое состояние'. При этом на выходе комбинационного дешифратора 4 формируется код 0, который поступает на вторые входы сумматора 5, на первые входы которого подается нулевой код с выхода регистра 6 памяти. Под действием синх росигналов с выхода генератора 1 квантующих импульсов, поступающих на вход синхронизации регистра 6 памяти, результат суммирования переписывается с выхода сумматора 5 в регистр 6 памяти. Поэтому по каждому синхросигналу генератора 1 квантующих импульсов происходит суммирование нулей с выхода комбинационного дешифратора 4 и с выхода регистра 6 памяти, сигнал переноса на выходе р сумматора 5 не появляется, и состояние счетчика 7 не изменяется.

. Входной сигнал вала Т_и поступает формационный вход ра 3 и на вход 2 задержки, мационные входы остальных 3 сигнал измеряемого интервала поступает с соответствующих отводов линии 2 задержки. Временной сдвиг между сигналами на соседних отводах линии 2 задержки равен Т_о/ш, где Т_о - длительность периода сигнала генератора 1 квантующих импульсов. Первый импуль.с генератора 1 квантующих импульсов, пришедший после фронта сигнал^ измеряемого интервала Т_и, переводит в единичное состояние I D-триггеров 3, где 1 = 1, 2, ..., т. Комбинационный дешифратор 4 преобразует число 1 сработавших D-триггеров 3 в двоичный код. Сформированный на выходах комбинационного дешифратора 4 двоичный к°Д числа 1 поступает на входы сумматора 5, который осущест измеряемого интерпо шине первого на инD-триггеНа'инфорD-триггеров вляет суммирование кодов по модулю N. N выбирается больше m для получения на выходе р сумматора 5 импульсного сигнала переноса.

Результат суммирования с выходов сумматора 5 поступает на входы регистра 6 памяти, который работает таким образом, что код суммы с его входов на выходы переписывается по переднему фронту сигнала генератора 1 квантующих импульсов и информация на выходах регистра 6 памяти не изменяется при изменении информации на выходах сумматора 5 во время действия сигнала генератора 1 квантующих импульсов и в паузах между ними. Таким обра-зом, сигналы генератора 1 квантующих импульсов,поступая одновременно на D-триггеры 3 и регистр 6 памяти, осуществляют синхронизацию процессов суммирования и переписи информации в регистр 6 памяти. Поэтому на выходе сумматора 5 формируется код числа В . 'Сигнал генератора 1 квантующих импульсов переводит в единичное состояние остальные (m- К ) D триггеров 3 и осуществляет перепись кода числа I с выхода сумматора 5 в регистр 6 памяти. При этом комбинационный· дешифратор 4 формирует на своих выходах код числа т, так как все m D-триггеров 3 перешли в единичное состояние, который суммируется по модулю N сумматором 5 с кодом числа 1, поступающего на сумматор 5 с выходов регистра 6 памяти. Следующий сигнал генератора 1 квантующих импульсов осуществляет перепись результата суммирования в регистр 6 памяти и т.д. Так продолжается до окончания сигнала измеряемого интервала Т_и. Таким образом, по каждому сигналу генератора 1 квантующих импульсов происходит · суммирование кода числа на выходе комбинационного дешифратора 4 с кодом результата суммирования, который сформировался в момент действия предыдущего сигнала генератора 1 квантующих импульсов. Такой процесс накапливающего суммирования продолжается окончания сигнала на последнем де линии 2 задержки. Импульс с сигнала переноса р сумматора 5 сируется счетчиком 7. Сигнал генератора 1 квантующих импульсов,действующий после окончания сигнала на последнем отводе линии 2 задержки, осуществляет синхронизацию последнего суммирования и одновременно переводит в нулевое состояние (m-q)D-триггеров 3, где q = 0, 1, 2, ...,(т-1) - число обнуленных D-триггеров 3 в момент действия предыдущего сигнала генератора 1 квантующих импульсор. На выходе комбинационного дешифратора 4 формируется код нуля, увеличение содержимого регистра 6 памяти й счетчика 7 до вывовыхода фик949625 прекращается. При этом в регистре 6 памяти и счетчике 7 фиксируется число η .

η = 1 + m + m - q_} где ] - число сигналов, выработанных генератором 1 квантующих импульсов за время пребывания всех D-триггеров 3 в единичном состоянии.

Измеренная длительность Т^ сигналаЮ измеряемого интервала Т_и равна < ^{= Т} о ^п 4 + 1) (1 - q ) / m] .

Таким образом, предлагаемый измеритель по сравнению с известными поз-15 воляет существенно повысить быстродействие и надежность работы.

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к цифровой измерительной технике и может быть использовано в системах автоматики дл  преобразовани  временного интервала -в цифровой код. Известен измеритель временных интервалов , содержащий счетчики, ключевые элементы, двоично-дес тичный счетчик, элемент вычитани , элемент ИЛИ, корректирующий блок, сумматор, дешифратор, регистр уточн ющей декады 1 . Данное устройство обладает низким быстродействием и содержит значитель ные количество вспомогательных счетных устройств. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  многоканальный измеритель временных интервалов, содержащий генератор квантующих импульсов, лини задержки, сумматор, m счетчиков, m ключей. Выход генератора квантующих импульсов соединен с первыг/м входами ключей, второй вход первого ключа по ключей к входу устройства и входу ли нии задержки, а вторые входы остальных (т-1) ключей соединены с соответ ствующими выходами линии задержки. В ходы ключей соединены с входами соо ветствующих счетчиков, выходы которых подключены к входам сумматора 2. Данный измеритель обладает низким быстродействием, так как окончательный результат измерени  формируетс  путем суммировани  m многоразр дных кодов в сумматоре после окончани  действи  сигнала измер емого интервала. Цель изобретени  - повы1иение быстродействи  устройства и надежности его работы. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в измеритель длительности временных интервалов, содержащий генератор квантующих импульсов, счетчик , сумматор и линию задержки, дополнительно введены m 0-триггеров, комбинационный дешифратор и регистр пам ти, информационные входы которого соединены с выходами сумматора, первые входы которого соединены с выходами регистра пам ти, а вторые входьт сумматора подключены к выходам комби национногс дешифратора, входы которого соединены с выходами 0-триггеров, причем информационный вход первого 0-триггера соединен с входом линии задержки , информационные входы остальных D-триггеров подсоединены к соответствующим выходам линии задержки,а входы синхронизации всех О-триггеров подключены к выходу генератора квантукйшх импульсов и к входу синхронизаци регистра пам ти,при этом выход сигнала переноса сумматора соединен с входом счетчика. На чертеже представлена функциональна  схема измерител  длительности временных интервалов. Измеритель содержит генератор 1 квантующих импульсов, линию 2 задержки , m О-триггеров 3, комбинационный дешифратор 4, сумматор 5, регистр 6 пам ти, счетчик 7, входную шину 8, Устройство работает следующим Образом. . Перед начёшом работы, т.е. до пос туплени  сигнала измер емого интерва ла времени Т„.на шину 8, регистр б пам ти и счетчик 7 наход тс  в нулевом состо нии. На информационных входах D-триггеров 3 действует сигнал нулевого уровн , который под действием синхросигналов с выхода генератора 1 квантующих импульсов устанавливает D-триггеры 3 в нулевое состо ние . При этом на выходе комбинационного дешифратора 4 формируетс  код О, который поступает на вторые входы сумматора 5, на первые входы которого подаетс  нулевой код с выхода регистра 6 пам ти. Под действием синхросигналов с выхода генератора 1 ква тующих импульсов, поступающих на вход синхронизации регистра 6 пам ти, результат суммировани  переписываетс  с выхода сумматора 5 в регистр б пам ти . Поэтому по каждому синхросигналу генератора 1 квантующих импульсов происходит суммирование нулей с выхода комбинационного дешифратора 4 и с выхода регистра б пам ти, сигнал переноса на выходе р сумматора 5 не по вл етс , и состо ние счетчика 7 не измен етс . . Входной сигнал измер емого интервала Т поступает по шине 8 на информационный вход первого D-триггера 3 и на вход 2 задержки. Наинформационные входы остальных D-триггеро 3 сигнал измер емого интервала посту пает с соответствующих отводов линии 2 задержки. Временной сдвиг между сигналами на соседних отводах линии 2 задержки равен Тд/гп, где Т - длительность периода сигнала генератора 1 квантуквдих импульсов. Первый импуль .с генератора 1 квантующих импульсов , пришедший после фронта сигнал измер емого интервала Тц, переводит в единичное состо ние 1 О-триг геров 3, где 1 1, 2, ..., т. Комбинационный дешифратор 4 преобразует число 1 сработавших D-триггеров 3 в двоичный код. сформированный на выходах комбинационного дешифратора 4 двоичный од числа I поступает на входы сумматора 5, который осуществл ет суммирование кодов по модулю N. N выбираетс  больше m дл  получени  на выходе р сумматора 5 импульсного сигнала переноса. Результат суммировани  с выходов сумматора 5 поступает на входы регистра б пам ти, который работает таким образом, что код суммы с его входов на выходы переписываетс  по переднему фронту сигнала генератора 1 квантующих импульсов и информаци  на выходах регистра 6 пам ти не измен етс  при изменении информации на выходах сумматора 5 во врем  действи  сигнала генератора 1 квантующих импульсов и в паузах между ними. Таким обра-зом, сигналы генератора 1 квантугацих импульсов,поступа  одновременно на D-триггеры 3 и регистр б пам ти, осуществл ют синхронизацию процессов суммировани  и переписи информации в регистр б пам ти. Поэтому на выходе сумматора 5 формируетс  код числа I . Сигнал генератора 1 квантующих импульсов переводит в единичное состо ние остальные (т- К ) D триггеров 3 и осуществл ет перепись кода числа I с выхода сумматора 5 в регистр б пам ти. При этом комбинационный- дешифратор 4 формирует на своих выходах код числа т, так как все m D-триггеров 3 перешли в единичное состо ние, который суммируетс  по модулю N сумматором 5 с кодом числа 1, поступающего на сумма гор 5 с выходов регистра 6 пам ти. Следуюишй сигнал генератора 1 квантугацих импульсов осуществл ет перепись результата суммировани  в регистр б пам ти и т.д. Так продолжаетс  до окончани  сигнала измер емого интервала Т. Таким образом , по каждому сигналу генератора 1 квантуквдих импульсов происходит суммирование кода числа на выходе комбинационного дешифратора 4 с кодом результата суммировани , который сформировалс  в момент действи  предыдущего сигнала генератора 1 квантующих импульсов. Такой процесс накапливающего суммировани  продолжаетс  до окончани  сигнала на, последнем выводе линии 2 задержки. Импульс с выхода сигнала переноса р сумматора 5 фиксируетс  счетчиком 7. Сигнал генератора 1 квантующих импульсов,действующий после окончани  сигнала на последнем отводе линии 2 задержки, осуществл ет синхронизацию последнего суммировани  и одновременно переводит в нулевое состо ние (m-q)О-триггеров 3, где q О, 1, 2, ...,(т-1) - число обнуленных О-триггеров 3 в момент действи  предыдущего сигнала генератора 1 квантующих импульсор. На выходе комбинационного дешифратора 4 формируетс  код нул , увеличение содержимого регистра б пам ти Vi счетчика 7 прекращаетс . При этом в регистре 6 пам ти и счетчике 7 фиксируетс  чис ло п , где 1 - число сигналов, выработанных генератором 1 квантующих импульсов за врем  пре бывани  всех О-триггеров 3 в единичном состо нии. Измеренна  длительность Т сигнал измер емого интервала Т равна Ги тД(п, 1) (1 - q)/m. Таким образом, предлагаемый измеритель по сравнению с известными по вол ет существенно повысить быстродействие и надежность работы. Формула изобретени  Измеритель длительности временных интервалов, содержащий генератор ква тующих импульсов, счетчик, сумматор и линию задержки, отли чающий с   тем, что, с целью увели . чени  быстродействи  и повыгиени  надежности работы, в него введены m Dтриггеров , комбинационный дешифратор и регистр пам ти, информационные входы которого соединены с выходами сумматора , первые входы которого соединены с выходами регистра пам ти, а вторые входы сумматора подключены к выходам комбинационного дешифратора, входы которого соединены с выходами О-триггеров, причем информационный вход первого О-триггера соединен с входом линии задержки, информационные входы остальных D-триггеров подсоединены к соответствующим выходам линии задержки, а входы синхронизации всех, О-триггеров подключены к выходу генератора квантующих импульсов и к входу синхронизации регистра пам ти, при этом выход сигнала переноса сумматора подсоединен к входу счетчика. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 640245, кл. G 04 F 8/00,30.12.78.
2. 2.Супь н В.Я., Похилюк А.А. Многоканальный измеритель временных интервалов .- Приборостроение. Изв. Bfcfcm. учеб, заведений. Т22, 1979,№ 11, с.14.