SU966705A2 - Устройство дл вычислени отношени временных интервалов - Google Patents

Description

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ОТНОШЕНИЯ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в информационноизмерительных системах дл  построени . специализированных вычислительных устройств с врем импульсной формой представлени  информации. По основному авт. св. № 698006 известно устройство дл  вычислени  отношени  временных интервалов, содержащее генератор импульсов, два элемента И, два счетчика импульсов, счетчик результата, схему сравнени  кодов, выход которой соединен с входом установки нул  второго счетчика импульсов непосредственно и со счетным входом старших разр дов счетчика результата через элемент ИЛИ, одновибратор , вход которого подключен к первому входу устройства, а выходк другому входу элемента ИЛИ, и элемент НЕ, вход которого подключен к первому входу устройства, а выход к второму входу второго элемента И, первый и третий входы которого соединены с входом генератора импульсов и с вторым входом устройству соответственно , а выход - со счетным входом второго .счетчика импульсов, информационные выходы которого соединены с первыми входами схемы сравнени  кодов , вторые входы которой соединены, с информационными выходами первого счетчика импульсов, счетный вход которого подключен к выходу первого элемента И, входы которого соединены с выходом генератора импульсов и с первым входом устройства соответственно р. Недостатком известного устройства  вл етс  низка  точность, обусловленна  наличием погрешности при вычислении отношени  ,временных интервалов, не кратного целому числу. Цель изобретени  - повышение точности устройства.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в известное устройство дл  вычи-г слени  отношени  временных интервалов введены триггер, дешифратор нул , третий и четвертый элементы И, делитель частоты с посто нным коэффициентом делени  и делитель частоты с управл емым коэффициентом делени , информационные выходы второго счет-. чика подключены к входам дешифратора, нул , выход которого подключен к первому входу триггера, второй вход триггера подключен к второму входу устройства, а выход подключен к первым входам третьего и четвертого элементов И, второй вход третьего элемента И подключен к выходу делител  частоты с посто нным коэффициентом делени , вход которого подключен к выходу генератора импульсов, второй вход четвертого- элемента И подключен к выходу генератора импульсов, выход четвертого элемента И подключен к информационному входу делител  частоты с управл емым коэффициентом делени , упразл ю1чие входы которого подключены к информационным входам первого счетчика , а выход подключен к входам младших разр дов счетчика результата, выход третьего элемента И подключен к вычитаюидему входу второго счетчика .

Суи иость изо ретени  заключаетс  в вычислении отношени  временных интервалов , не кратного целому числу, без методической погрешности за счет выделени  t(где t- часть временного интервала, котора  остаетс  после того , как в больший временный интервал Tij уложитс  целое число п временных интервалов Т , измерени  цифровым методом отношени  ТГ/Т и формировани  в младших разр дах счетчика результата кода, пропорционального этому отношению.

Второй счетчик выполнен в виде реверсивного счетчика.

Выполнение второго счетчика импульсов в виде реверсивного счетчика необходимо дл  таго, чтобы в первом такте работы устройства, когда вычисл етс  целое число временных интервалов Т . укладывающихс  в .12 (результат .заноситс  в старшие разр ды счетчика результата) он работал в режиме сложени  импульсов генерато-ра ,.формиру  непрерывно (линейно) мен ющийс  код, сбрасываемый Каждый раз, когда по вл етс  импульс с выхода сработавшей схемы сравнени  кодов , а во втором такте - в режиме вычитани  импульсов генератора, частота которых предварительно делитс  на 10 с помощью делител  частоты с посто нным коэффициентом делени . Дешифратор нул  необходим дл  формировани  импульса в момент времени, соответствуЮ1чий обнулению реверсивного счетчика. Триггер необходим дл  формировани  во втором такте работы устройства интервала времени, пропорционального в течение этого интервала времени должны быть

5 открыты дополнительные элементы И, пропуска  счетные импульсы генера- . тора на вход делител  частоты с управл емым коэффициентом делени  не .посредственно-и на вход Вычитание

0 реверсивного счетчика через делитель частоты с посто нным коэффициентом делени . Делитель частоть с управл емым коэффициентом делени  необходим дл  формировани  импульсов с, частотой, обратно пропорциональной N|. Приведенна  совокупность признаков  вл етс  также и достаточной дл  увеличени  точности устройства.

На чертеже приведена функЦиональQ на  схема устройства дл  вычислени  отношени  временных интервалов.

Устройство дл  вычислени  отношё ии  временных интервалов содержит элемент И 1, входы которого соеди-, нены с первым входом устройства

Claims (2)

1. и с выходом генератора 2 импульсов, а выход- со счетным входом первого счетчика 3 импульсов, элемент НЕ i, вход которого подключен к первому входу устройства, а выход - к одному из входов элемента И 5, другие входы которого соединены с вторым входом устройства и с выходом генератора импульсов, а выход - с входом Сложение второго р еверсивного счетчика 6, информационные выходы которого соединены с первыми входами схемы 7 сравнени  кодов, вторые входы которой соединены с информационными выходами счетчика 3 импульсов, а выход подключен к входу установки нул  реверсивного счетчика 6 и к одному из входов элемента ИЛИ 8, другой вход которого соединен через одновибратор 9 с первым входом устройства, а выход - с счетным входом старших разр дов счетчика результата 10, дешифратор 11 нул , входы которого соединены с информационными выходами реверсивного счетчика, a выход - с одним из входов триггера 12, другой вход которого подключен к второму входу устройства, а выход - к одному из входов элемента И 13, другой вход которого через делитель частоты с посто нным коэффициентом делени  соединен с выходом генератора импульсов 2, а выход - с входом Вычитание реверсивного счетчика 6, и элемент И 15, входы которого соединены с выходами триггера 12 и генератора 2- импульсов, а выход с-информационным входом .делител  16 частоты с управл емым коэффициентом делени , установочные входы которого соединены с информационными выходами счетчика 3 импульсов, а выходс счетным входом младших разр дов 10: счетчика результата. Устройство дл  вычислени  отношени  временных интервалов работает следующим образом. На первый и второй входы устрой;ства подаютс  импульсы, имеющие -длительность , соответствующую времен .ным интервалам Т и Т, отношение которых требуетс  вычислить. Импульсы образцовой частоты с выхода генератора , 2 проход т через элемент И 1 в течение временного интервала Т на счетчик 3, содержимое которого линей но увеличиваетс  по мере его заполнени  и в момент времени, соответствующий окончанию указанного интервала , становитс  равным , где fo - частота импульсов генератора
2. 2. Это значение кода в дальнейшем сохран етс  н еизменным в счетчике 3 в течение всего времени измерени . Импульс с длительностью, соответствующей временному интервалу Т , кроме того инвертируетс  инвертором, выполненным на основе элемента НЕ , и подаетс  на элемент И 5, закрыва  последний-; в результате, импульсы с выхода генератора 2 в течение указанного временного интервала не проход т на реверсивный счетчик 6. 8 момент времени, cooтвeтctвyющий окончанию временного интервала Tj,, одновибратор 9 формирует короткий импульс, который через элемент ИЛИ 8 за НОСИТСЯ в старшие разр ды 10 счетчи ка результата. Это значит, что в бол ший временной интервал J уложилс  ровно один временной интервал Т . Од новременно элемент И 5 открываетс  ( так как на выходе инвертора теперь высокий потенциал и потенциал того же уровн  - на втором входе устройства ) и импульсы с выхода генератора 2 начинают заполн ть реверсивный счетчик 6, работающий в режиме сложени  импульсов. Содержимое Ng счетчика 6 увеличиваетс  до тех пор, пока не станет равным N. Момент равенства фиксируетс  схемой 7 сравнени  кодов, импульс с выхода которой , во-первых, сбрасывает в нуль счетчик 6, и, во-вторых, заноситс  в старшие разр ды 10, счетчика результата через элемент ИЛИ 8. Это значит, что в больший временной интервал Т уложилс  второй временной интервал Т, . Содержимое N реверсивного счетчика 6 оп ть начинает увеличиватьс  (так как элемент И 5 открыт и импульсы с выхода генератора 2 продолжают поступать на его вход Сложение) и увеличиваетс  до тех пор, пока не станет равным N, Дальнейша  последовательность операций аналогична рассмотренной выше - срабатывает схема 7 сравнени  кодов, импульс с выхода которой оп ть сбрасывает счетчик 6, заноситс  в старшие разр ды 10 счетчика результата через элемент ИЛИ 8,и т.д. Процесс вычислени  на первом этапе работы устройства заканчиваетс  в момент времени, соответствующий окончанию временного интервала Т, при этом состо ние старших разр дов 10, счетчика результата отображает целое число (которое показывает , сколько раз меньший временной интервал Т полностью уложилс  в больший временной интервал Т), а содержимое N реверсивного счетчика 6 - отрезок Т временного интервала TI, остаю1чи.йс  после того, как в больший временной интервал Т уложилось целое число п временных ин тервалов Г, . Если не учитывать t (и, соответственно код Ng, остающийс  в счетчике 6), искомый результат выполн емой операции определ етс  с погрешностью , величина которой тем больше, чем больше Т (N). В предлагаемом устройстве указанна  погрешность исключаетс , /1л  этого на втором этапе работы устройства вычисл етс  отношение /Т путем выполнени  операции 7 делени  кодов N и N, отображающих tr и Т соответственно. В момент времени, соответствующий окончанию временного интервала Tj и началу второго этапа работы уст ройства, триггер 12 устанавливаете;: в положение 1, Потенциал высокого уровн , соответствущегр уровню логической единицы, с единичного выхода Q триггера подаетс  на управл ющие входы элементов И 13 и 15 при этом элемент И 13 пропускает иМпульсы с выхода делител  И частоты, сле дующие с частотой f /IO (где 10 коэффициент делени  делител  частоты значение которого выбираетс  с учетом требуемой точности измерени ), на вход Вычитание реверсивного сче чика 6, элемент И 15 пропускает импульсы генератора 2 на счетный вход делител  16 частоты, коэффициент делени  которого устанавливаетс  равным Ng (дл  чего установочные входы делител  соединены с информационными выходами счетчика 3, в котором хранитс  указанный код), С выхода делител  16 частоты импульсы, следующие с частотой fo/N, поступают на счетный вход младших разр дов 10 снетчика результата в течение времени &t работы реверсивного счетчика 6 в режиме Вцчитание импульсов. Импульсы, поступающие на вход Вы читание реверсивного счетчика, списывают оставшийс  в нем (к койцу первого этапа работы устройства) код N, Содержимое счетчика уменьшаетс  и достигает нул , при этом срабатывает дешифратор 11, импульс с выхода которого возвращает триггер 12 в исходное положение О, и поступление импульсов на. счетчики 6 и дели тель 16 частоты прекращаетс . Триггер 12 находитс  в положении 1 в течение интервала времени, дли тельность t которого можно определить следующим образом За это врем  в младших разр дах lOg счетчика результата образовалс  код (в дес тичной форме), равный с учетом С1) 5 Этот код отображает t/T , т.е. дробную часть вычисл емого отношени  . Цела  часть этого отношени  определ етс  на первом этапе работы устройства и хранитс  в старших разр дах счетчика результата. Такое выполнение предлагаемого устройства при вычислении отношени  временных интервалов, не кратного целому числу, исключает погрешность, свойственную известному устройству, за счет чего его точность увеличиваетс  примерно в 1,5 раза. Формула изобретени  Устройство дл  вычислени  отношени  временных интервалов по авт. св. № 698006, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности , в него введены триггер, дешифратор нул , третий и четвертый элементы И,, делитель частоты с |;1осто нным коэффициентом делени  и делитель частоты с управл емым коэффициентом делени , информационные выходы второго счетчика подключены к входам дешифратора нул , выход которого подключен к первому входу триггера, второй вход триггера подключен к второму входу устройства, а выход подключен к первым входам третьего и четвертого элементов И, второй вход третьего элемента И подключен к выходу делител  частоты с посто нным коэффициентом делени , вход которого подключен к выходу генератора импульсов, второй вход четвертого элемента И подключен к выходу генератора импульсов , выход четвертого И подключен к информационному входу делител  частоты с управл емым коэффициентом делени , управл ю1цие входы которого подключены к информационным выходам первого счетчика, а выход подключен к входу младших разр д ов счетчика результата, выход третьего элемента И подключен к вычитающему входу второго счетчика. Источники информацииi прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 698006, кл. G Об G 7/16, 1978 (прототип).