SU983644A1 - Цифровой измеритель отношени временных интервалов - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к цифровой измерительной технике и может быть использовано как в качестве автономного прибора, так и в качестве уст- . ройства, иcпoльзye 4oгo в информационно-измерительном комплексе.

Известен цифровой измеритель отношени  временных интервалов, содержащий счетчик, соединенный с блоком сравнени  кодов, элементы И, ИЛИ и счетчик результата Ц .

Однако такое устройство обладает недостаточным быстродействием.

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению  вл етс  цифровой измеритель отношени  временных интервалов, содержащий коммутатор , счетчики, выходы одного из которых подключены к входам управл емого -делител  частоты, а выход сброcai другого соединен с выходсчл элемента , и блок управлени  2.

Недостатком такого измерител   вл етс  относительно невысокое быстродействие .

Цель изобретени  - повышение быстродействи .

Указанна  цель достигаетс  тем, что в цифровой измеритель отношени  временных интервалов, содержащий блок

управлени , коммутатор, два счетчика, выходы первого из которых подключены к установочным входам управл емого

5 делител  частоты, а вход сброЬа второго соединен с выходом элемента ИЛИ, введены блок сравнени  Кодов, группа вентилей, формирователь импульсов, два элемента И, два дополнительных счетчика, два электронных ключа и

10 счетчик результата, причем первые входы ключей подключены соответственно к первой и второй входным шинам устройства, вторые входы объединены и подключены к выходу генератора об15 разцовой частоты, первому входу первого элемента И и входу управл емого делител  частоты, выход которого подключен к первому входу второго элемента И и первому входу блока управ20 лени , первый выход которого подключен к вторым входам первого и второго элементов И, выход первого ключа соединен с первым входом форлировател  импульсов и со счетньм входом

25 первого дополнительного счетчика, выход второго ключа соединен со счетным входом первого .счетчика и с вторым входом формировател , импульсов, выход которого прдключен к второму

30 входу блока управлени , третий вход

которого соединен с выходом блока сравнени  кодов., перва  и втора  группы входов которого подключены соответственно к выходам разр дов первого и второго дополнительных счетчиков импульсов, выход первого элемента И соединен со счетными входами второго дополнительного и второго Счетчика импульсов, выход второго элемента И соединен с входом коммутатора и с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к второму выходу блока управлени  и управл ющему входу коммутатора, выходы которого соединены с входами, разр дов счетчика результата/третий выход бло- ка управлени  подключен к входу сбро са второго Дополнительного счетчика и к управл ющему входу группы вентилей , сигнальные входы которой соед нены с выходами разр дов второго счетчика , а выходы подключены к входам установки кода первого дополнительного счетчика.

На фиг. 1 показана функциональна  схема .цифрового измерител  отношени  временных интервалов ; на фиг. 2 - временные диаграммы, по сн квдие работу предлагаемого измерител .

-Измеритель содержит ключи 1 и 2, генератор 3 образцовой частоты, формирователь 4 импульсов, блок 5 управлени , счетчик 6,, управл емый делиттель 7 частоты, элемент И 8, коммутатор 9, счетчик 10 результата, дополнительный счетмик 11, блок 12 сравнеим  кодов, дополнительный счетчик 13, счетчик 14,элемент И 15, группу , вентилей, элемент ИЛИ 17, входные шины 18 и 19.

На фиг. 2 обозначено:

а - напр жение на выходе генератора 3 fa,б - последовательность, импуль сов на выходе ключа 1; в - последовательность импулБсов на выходе ключа 2; г - импульсы с частотой f на выходе делител  7 и их нумераци ; д интервал времени, пропорциональный коду счетчика 14; е - интервал времени , в течение которого происходит сравнение кодов счетчиков 11 и 13; ж - импульсы частоты f д, поступившие в разные моменты времени на соответствующие входы  екад счетчика 10.

Дл  нагл дности импульсы, поступающие на входы счетчика 10, пронумерованы . Иллюстрируетс  пример работы устройства, когда соотношение Т ff 333, 333;333-им импульсом подаваемым на вход декад целой части счетчика 10, заканчиваетс  запись целочисленного результата отношени . Между ЗЗЗС.и 334 импульсом схема готовитс  к работе по другому циклу вычислений: 335 импульсом запускаетс  и. на вход декады дес тых долей счетчика 10 через коммутатор 9 поступают 335-337 импульсы.

Цифровой измеритель отношени  временных интервалов работает следующим образом.

В исходном положении счетчики 6, 10, 11, 13 и 14 установлены в исходное нулевое состо ние, элементы И 8 и 15 заперты отсутствием разрешак цето напр жени  на первом выходе блока 5 управлени , группа 16 вентилей закрыта отсутствием разрешающего напр жени  на третьем выходе блока 5 управлени , а ключи 1 и 2 заперты отсутствием- сигналов сравниваемых временных интервалов на шинах 18 и 19, Цепи установки счетчиков в исходное нулевое состо ние дл  управлени  на фиг. 1 не указаны.

Сигналы сравниваемых временных интервалов Т и Т 2 подаютс  на шины 18 и 19, в результате чего ключ 1 открываетс  на временной интервал Т, а ключ 2 открываетс  на длительность временного интерва;: а Т. Через открытые ключи 1 и 2 импульсы высокостабильной образцовой частоты fо поступают на счетчики 6 и 11, в результате чего в счетчике 11 оказываетс  за писан код временного интервала

N(T)

fnT.

а в счетчике 6 -

код временного интервала Т,: N(T2) foTj. По окончании записи обоих кодов срабатывает формирователь 4, который формирует сигнал конца записи сравниваемых временных интервалов и на первый вход блока. ..управлени  поступает сигнал формировател  4, обозначающий, что можно приступать к обработке кодов Ы(Т) и N{T2) .

Счетчик б своими выходами соединен с входами разр дов управл емого делител  7 частоты так, что код, записанный в счетчике 6  вл етс  коэффициентом делени  делител  7.

Таким образом, частота следовани  коротких импульсов на выходе делител  7 частоты определ етс  выражением

f оf о 1

А к (TO) foT,2 Т

Claims (1)

1. Спад первого же импульса частоты , поступивший на первый вход блока 5 упуправлени ,вызывает по вление на его первом выходе разрешающего напр жени , открывающего элементы И 8 и . В результате этого на коммутатор 9, а с него на счетный вход декад целой части рчетчика 10 результата начинают поступать импульсы частоты д а на счетные входы счетчиков 13 и 14 поступают сигналы частоты f, с генератора 3. Счетчик 13 считает эти сигналы нарастакйцим итогом, а счетчик 14 также суммирует эти сигналы, но периодически сбрасьлваетс  в нуль (через элемент ИЛИ 17) импульсё1ми частоты д с выхода элемента И 8. После того, как на счетчик 13 поступит N( импульсов генератора 3, срабатьшает блок 12 сравнени  кодов, посыла  на третий блока 5 управлени  сигнал, снимающий разрешающее напр жение с первого выхода блока 5 управлени , элементы И 8 и 15 запираютс . В счетчике 14 к моменту запи рани  элемента И 15 сказываетс  зафиксированным код временного интервала между последним импульсом д, прошедшим на счетчике 10 и моментом срабатывани  блока 12 сравнени  кодов. Сигнал с третьего выхода блока 5 управлени  сбрасывает в нуль счетчик 13 и отпирает группу 16 вентилей, котора  передает код со счетчика 14 в сч,етчик 11. Разр ды счетчика 14 через группу 16 подключены к разр дам счетчика 11 так,, что код первого дес тичного разр да счетчика 14 устана ливаетс  во втором дес тичном разр де счетчика Ц, код второго дес тичного разр да счетчика 14 устанавливаетс  в третьем разр де счетчика 11 и т.д. При этом, в разр де счетчика 11, устанавливаетс  нуль. Таким образом, в результа е перезапи си в счетчике11 устанавливаетс  код числа, в 10 раз большего числа, запи санного в счетчике 14. После окончани  перезаписи кода на втором выходе блока 5 управлени  возникает сигнал, с одной стороны через элемент ИЛИ 17 сбрасывак ций счетчик 14 на нуль, а с другой стороны, переключающий вход коммутатора 9 на вход разр да дес тичных долей результата счетчика 10. Устройство готово к следующему циклу преобразовани . Этот цикл начинаетс  сразу же пос ле спада определенного импульса частоты д на первом входе блока 5 управлени . По вл етс  разрешающее напр жение на элементах И 8 и 15, счет чик 13 совместно с блоком 12 отрабатывает код числа, зафиксированного в счетчике 11, на счетчик 10 за это врем  поступает такое количество импульсов частоты fд, которое соответствует дес тым дол м определ емого отношени  временных интервалов, внов осуществл етс  перезапись с умножением на дес ть кода остатка из счет чика 14 в счетчик 11, сбрасываетс  счетчик 13, переключаетс  коммутатор 9 на работу с декадой сотых долей ре зультата счетчика 10 и т.д. Такие по следовательные циклы преобразовани  осуществл ютс  до тех пор, пока .не будут использованы все декады счетчика 10. Врем  дл  определени  отношени  6-разр дного счетчика ( 333,333) известными устройствг1ми равно: Tg, 333 333 Tj, тогда как предлагаешдй измеритель осуществит эту операцию за Тс„ (333+ +3+3+3} Т2 + Т„р, где Т„р врем , необходимое дл  подготовки всех блоков к новому циклу, значение которого имеет пор док, равный T,j. Выигрыш во времени вычислени  отношени  тем больше, чем точнее необходимо определить результат. Формула изобретени  Цифровой измеритель отношени  временных интервалов, содержащий блок .Управлени , коммутатор, два счетчика , выходы первого из которых подключены к установочным входам управл емого делител  частоты, а вход сброса второго соединен с выходом элемента ИЛИ,. отличающийс  тем, что, с целью повышени  быстродействи , в него введены блок сравнени  кодов,групПа ьентилей , формирователь импульсов , два элемента И, два дополнительных счетчика, два электронных ключа и счетчик результата, причем первые входы ключей подключены соответственно к первой и второй входньм шингил устройств-а, вторые входы объединены и подключены к выходу генератора образцовой частоты , первому входу первого элемента И и входу управл емого делител частоты, выход которого подключен к первому входу второго элемента И и первому входу блока управлени , первый выход которого подключен к вторым входс1м первого и второго элементов И, выход первого ключа соединен с первьм входом формировател  импульсов и со счетным входом первого дополнительного счетчика, выход второго ключа соединен со счетным входом первого счетчика и с вторда входом формировател  импульсов, выход которого подключен к второму входу блока управлени , третий вход которого соединен с выходе блока сравнени  кодов, перва  и втора  группы входов которого подключены соответственно к выходам разр дов первого и второго дополнительных счетчиков импу ьсов, выход первого элемента И соединен со счетными входами второго дополнительного и второго счетчиков -импульсов, выход второго элемента И соединен с входом коммутатора и с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к в горому выходу блока управлени  и управл ющему входу коммутатора , выходы которого соединены с входами разр дов счетчика результата, третий выход блока управлени  подключен к входу сброса второго дополнительного счетчика и к управл ющему входу группы вентилев, сигнальные входы которой соединены с выходами разр дов второго счётчика, а выходы .«««r ,.2 о « Г„еТрП;с„ер™з. ; aiivfeiT.- nrn-. „ о1Г11Т.Г1.

   Фиг.1

   |1шои--

   $ JlttiU

   лш

   fflffillfl

   t

   ll-Hh

   и 1|

   t I

   ггз ULli

   )Н

   19ек

   Ш

     ;5:

   f2S 1 dU

   t

   TV ffdexpa,

   fPvz,