Цифровой измеритель отношения временных интервалов

 

Изобретение отнрсится к импульсной технике. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей . Для достижения цели в цифровой измеритель отношения временных интервалов введены преобразователь 4 кодов и управляемый делитель 6 частоты . Измеритель также содержит генератор 1 импульсов, блок 2 преобразования временных интервалов, счетчики 3, 8, 9 импульсов,, управляемый делитель 5 частоты, коммутатор 7, злемент И 11, элемент ИЛИ 12, формирователь 10 импульсов. Блок 2 преобразования временных интервалов содержит триггеры 19, 21, 24 и элементы И-НЕ 20,22,23. Приведены также примеры вьтолнения управляемых делителей 5,6 частоты, коммутатора 7, преобразователя 4 кодов, счетчиков 3,8 и формирователя 10 импульсов. Измеритель позволяет выражать отношение временных интервалов в той системе счисления , какая необходима, например в угловых единицах. 8 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК д11 < 0 04 F 10/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4232116 24-21 (22) 17.04.87 (46) 07 ° 12.88, Бюл, У 45 (71) Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт автоматизированных систем управления транспортом газа (72) F..Í.Бантюков (53) 681,317 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

ll 1322223» кл. Ci 04 F 10/04» 1986, .(54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ОТНОШЕНИЯ

ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ (57) Изобретение относится к импульсной технике. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей-. Для достижения цели н цифровой измеритель отношения временных интерналов введены преобразователь

„„SU„, 1442970 А1 кодов и управляемый делитель 6 частоTbl Измеритель также содержит генератор I импульсон, блок 2 преобразования временных интервалов, счетчики

3, 8, 9 имнульсон,, управляемый делитель 5 частоты, коммутатор 7, элемент И 11, элемент ИЛИ 12, формирователь 10 импульсон. Блок ? преобразования временных ийтервалов содержит триггеры 19, 21, ?4 и элементы И-НЕ

20,22,?3. Приведены также примеры выполнения управляемых делителей 5,6 частоты, коммутатора 7, преобразователя 4 кодов, счетчиков 3,8 и формирователя 10 импульсов. Измеритель 2 позволяет выражать отношение времен- у ных ннтерналон н той системе счисления, какая необходима, например в угловых единицах. 8 ил. С::

144?970

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использоваЯ но как в качестве автономного прибора, так и . качестве устройства н различных информационно-измерительных комплексах.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения возможности выра- 1О жать отношение временных интервалов в той системе счисления, какая необходима, например в угловых единицах.

На фиг.l приведена электрическая схема цифрового Измерителя отношения 15 временных интервалов; на фиг, 2 пример выполнения первого управляемого делителя частоты; на фиг. 3 пример выполнения второго управляемого делителя частоты; на фиг. 4 — при- 20 мер выполнения коммутатора; на фиг. 5 — пример выполнения преобразователя кодов; на фиг. 6 — пример выполнения первого счетчика импульсов; на фиг. 7 — пример выполнения второ- 2

ro счетчика импульсов; на фиг, 8 пример выполнения формирователя импуль c0B °

ЦифровoA измеритель отношения временных интервалов содержит (фиг. 1 ) 30 генератор l импульсов, блок 2 преобразования временных интервалов, первый счетчик 3 импульсов, к суммирующему входу которого подключен первыи вход блока ? преобразования временньгх интервалов, преобразователь 4 кодов, первый управляемый делитель 5 частоты, входы коэффициента деления которого соединены с выходами первого счетчика 3 импульсов, второй уп- 10 равляемый делитель 6 частоты, тактовый вход которого соединен с тактовым входом первого управляемого делителя 5 частоты, с выходом генератора 1 импульсов и с третьим входом блока 2, второй выход которого подключен к первому входу сброса перво" го управляемого делителя 5 частоты и к входу сброса второго управляемого делителя 6 частоты, входы коэффициента деления которого соединены с выходами преобразователя 4 кодов„коммутатор 7, второй счетчик 8 импульсов, к информационным входам которого подключены вторые выходы управляе- 5 мого делителя 5 частоты, к вычитающ ему входу подключен выход упранляемого делителя 6 частоты, K суммирующему входу — третий выход блока 2, к входу сброса — четвертый выход блока 2, третий счетчик 9 импульсов, суммирующие входы разрядов которого соединены с соответствующими первыми выходами коммутатора 7, вторые выходы которого подключены к входам преобразователя 4 кодов, формирователь 10 импульсов, второй выход которого соединен с вторым входом сброса управляемого делителя 5 частоты и вторым тактовым входом коммутатора

7, элемент И !l первый вход которого соединен с первым ныходом управляемого делителя 5 частоты и первым тактовым входом коммутатора 7, элемент ИЛИ 12, к второму входу которого подключен выход элемента И 11, второй вход которого соединен с первым выходом формирователя 10 импульсов и входом записи информации счетчика 8 импульсов, выход которого под- ключен к входу формирователя 10 импульсов, первую входную шину 13,которая соединена с вторым входом блока 2, с входом сброса третьего счетчика 9 импульсон и с входом сброса коммутатора 7, третий выход которого подключеч к перзому входу элемента

ИЛИ 1 2, выход которого соединен с входом сброса счетчика 3 импульсов и с первым входом блока 2„ вторую входную шину 14, которая подключена к четвертому входу блока 2, шину 15 сброса, которая соединена с третьим входом элемента ИЛИ 12, выходи::Ie шины 16, к которым подключевь. выходы счетчика 9 импульсов„ выходную шину 17, которая используется при необходимости для выдачи сигнала об окончании определения отношения временных интервалов и соединена с BbI ходом элемента ИЛИ 12.

Блок 2 преобразования временных интервалов содержит шину 18 единич— ного сигнала, триггер 19, элемент

И-НЕ 20, первый вход которого соединен с тактовым входом триггера 1о и вторым входом блока 2, к первому выходу которого подключен выход элемента И-НК 20, триггер 21, информационный вход которого соединен с информационным входом триггера 19 и с шиной 18, элемент И-HE 22, первый вход которого соединен с третьим входом блока 2 и вторым входом элемента И-HE ?О, элемент И-НЕ 23, к входам которого подключены единичные выходы триггеров 19 и 21, триг! 447.9 770

25 ла времен-roro интервала устанавливается в единичное полажение триггер

24 в блоке 2 и на четвертом выходе блока 2 появляется нулевой сигнал, разрешающий рабату счетчика 8 импульсов. В момент окончания на шине 14 сигнала временного интервала на третьем выходе блока 2 устанавливается единичный сигнал.

При появлении на втором выходе блока 2 сигнала нулевого уровня (в рассматриваемом случае эта происха3 гер 24, первый вход которого соединен с тактовым входом триггера 21, с вторым входом элемента И-НЕ 22 и с четвертым входом блока 2 первий

У 5 вход. которого подключен к входам сброса триггеров 19,21 и 24, нулевой выход триггера ?4 соединен с четвертым выходом блока 2, к третьему выходу которого подключен выход эле- 10 мента И-HF. 22, а к второму — выход элемента И-HF. 23.

Управляемый делитель 5 частоты (фиг.2) содержит элемент ИЛИ 25,счетчик 26 импульсов, блок 27 сравнения и элемент 28 задержки.

Управляемый делитель 6 частоты (фиг.3) содержит элемент HF. 29, элемент ИЛИ 30, счетчик 31 импульсов, блок 32 сравнения, триггер 33 и ис- 20 точник 34 нулевого сигнала.

Коммутатор 7 (фиг,4) содержит эле— мент ИЛИ 35, счетчик 36 импульсов, дешифратор 37, элемент И .38 и элемент 39 задержки.

Преобразователь 4 кодов (фиг.5) содержит элемент НЕ 40, элемент HF. 41, элемент ИЛИ 42 и элемент И 43.

Счетчик 8 импульсов (фиг.6) содержит четырехразрядные двоичные счетчи- 30 ки 44 — 46, элемент ИЛИ 47 и элемент

ИЛИ-НЕ 48.

Счетчик 9 импульсов (фиг.7) содер-. жит счетчики 49 — 51.

Формирователь 10 импульсов (фиг.8) 35 содержит триггер 52, элементы 53 и

54 задержки, триггер 55 и элемент 56 задержки.

Цифровой измеритель отношения временных интервалов работает следую 4п щим образом.

В исходном состоянии при отсутствии сигналов временных интервалов на шинах 13 и 14 блок 2 преобразования временных интервалов находится в ис- 45 хадном положении, на первом, втором, третьем и четвертом выходах блока 2 имеются единичные сигналы; счетчик

3 импульсов находится в .нулевом положении; на выходах преобразователя 4 кодов находится код числа "36"; управляемый делитель 5 частоты находится в исходном положении, на его первом выходе имеется сигнал нулевого уровня и импульсы на этот выход не выдаются, на вторых выходах управляемого делителя 5 частоты находится нулевой код; управляемый делитель 6 частоты находится в исходном положенин, на ег ггихоле имеется единичный сигнап, импульсы на этот яихоп не видаются; управляемые делители 5 и 6 частоты удержггвлютсч в исходном положении единичным сигналам с второго выхода блока 7; коммутатор 7 находится в исходном положении; счетчик 8 импульсов удерживается в нулевом положении единичным сигналом с четвертого выхода блока 2, на ега выходе отсутствует единичний сигнал, т.е. ггмеется единичный сигнал на его вичитающем входе с выхода управляемога делителя 6 частоты; в счетчике 9 импульсов записан результат предыдущего определения отношения временных интервалов; формирователь 10 импульсов находится в исходном положении, на ега выходах находятся сигналы нулевого уровня. Установка цифрового измерителя отношения временных интервалов в исходное состояние после включения питания производится подачей импульса на нину 15.

При появлении на шине 13 сигнала временного интервала подтверждается исходное положение коммутатора 7 и устанавливается в нулевое положение счетчик 9 импульсов, а блок 2 преобразует временной интервал в последовательность импульсов нулевого уровня, выдаваемых на первый выход блока 2, с которого они поступают на суммирующий вход счетчика 3, подсчитывающего их число. В момент окончания временного интервала на гяине 13 на первом выходе блока 2 устанавливается единичный сигнал. При появлении на шине !4 сигнала временного интервала блок 2 преобразует этот временной интервал в последовательность импульсов нулевого уровня, выдаваемых на третий выход блока 2, с которого они поступают на суммирующий вход счетчика 8, подсчитывающего их число

В момент появления на шине !4 сигна5 .! 44297 дит R момент окончания обоих временных интервалов) в счетчике 3 находится двоичный код числа.N пропорционального длительности интервала-делиT

5 теля {N1 —— - — в счетчике 8 нахо1 дится двоичный код числа К, пропорционального длительности интервалаVg делимого (К = ††-) В этот же мо4 мент на выходе управляемого делителя

6 частоты появляется нулевой сигнал и разрешается его работа, его коэффициент деления установлен равным чис- I6 лу "36". Разрешается работа и управляемого делителя 5 частоты, коэффиtiиент деления у которого установлен равным числу И, (каждая доля отношения — импульс с выхода управляемого 2Q, делителя 5 частоты эквивалента 10 угловым градусам в этом случае).

Рассмотрим случай работы измерите— лл, когда 36K > N,, конкретно допустим, что И, = 7, а К= 1, Тогда в 25 паузу после поступления седьмого, четырнадцатого, двадцать первого,двадцать восьмого и тридцать пятого тактовых импульсов {импульсов с выхода генератора 1) с момента появления ЗО нулевого сигнала на втором выходе блока 2 управляемый делитель 5 частоты выдает на первый выход импульсы, каждый из которых проходит на выход

"! — 1" коммутатора 7 и далее на вход Зг"+! -1" счетчика 9 импульсов, который фиксирует эти импульсы в своем первом разряде как десятки угловых градусов.

Таким образом, число десятков градусов n S. Тридцать шестой тактовый 40 импульс фиксируется управляемым дели— телем 5 частоты (при этом в счетчике .

26 и на вторых выходах управляемого делителя 5 частоты появляется код числа "!") и пропускается на выход управляемого делителя 6 частоты, по переднему фронту этого импульса иэ содержимого счетчика 8 вычитается

"l", и так как оно становится равным

"0", то после окончания импульса на 80 вычитающем входе счетчика 8 (т.е. в паузу после тридцать шестого тактового импульса) на его выходе появляет-! ся единичный сигнал. Срабатывает формирователь 10 импульсов, и импульс с его первого выхода поступает на вход записи информации счетчика 8, в котов рый записывается код числа 1 (код числа, находящегося на вторых выхо"

0 6 дах управляемого делителя 5 частоты) .

На выходе счетчика 8 исчезает сигнал. При окончании импульса на первом выходе формирователя 10 на его втором выходе появляется импульс, устанавливающий в нулевое положение управляемый делитель S частоты и переключающий коммутатор 7, который подготавливается к пропуску импульсов,поступающих на вход "Cl", на выход ")-2".

Кроме того, изменяется код на вторых выходах коммутатора 7 и на выходах преобразователя 4 кодов появляется код числа "!O" т.е. каждая доля отношения — импульс с выхода управляемого делителя 5 частоты эквивалентна одному угловому градусу. Далее определяется число единиц угловых градусов отношения, В паузу после сорок третьего тактового импульса (седьмого после установки в нулевое положе- . ние управляемого делителя 5 частоты) управляемый делитель 5 частоты выдает на свой первый выход импульс, который проходит на выход "1-2" коммутатора 7 и далее на вход "+1-2" счетчика 9 импульсов, который фиксирует его во втором разряде как единицу угловых градусовь Таким Образом число единиц градусов n = l . Сорок четвертый, сорок пятый и сорок шестой тактовые импульсы (восьмой, девятый, и десятый после установки в нулевое положение управляемого делителя частоты 5) фиксируются управляемым делителем 5 частоты (при этом в счетчике

26 и на вторых выходах управляемого делителя 5 частоты появляется код числа "3"), а сорок шестой тактовый импульс (десятый после установки в нулевое положение управляемого делителя 5 частоты и установления на выходе преобразователя 4 кодов кода числа "10") пропускается на вход уп" равпяемого делителя 6 частоты, по переднему фронту этого импульса из содержимого счетчика 8 вычитается

"1 ", и так как оно становится равным

"О", то после окончания импульса на вычитающем входе счетчика 8 (т.е. в паузу после сорок шестого тактового импульса) на его выходе появляется единичный сигнал. Срабатывает формирователь 10 импульсов, и импульс с его первого выхода поступает на вход записи информации счетчика 8 импульсов, в который записывается код числа "31 (код числа, находяше1442970 вает формирователь 10 импульсов, и

\ импульс с. его первого выхода поступает на вход записи информации счетчика 8 импульсов, в который записывается код числа "4". На выходе счетчика

8 исчезает сигнал. При окончании импульса на первом выходе формирователя 10 íà его втором выходе появляется импульс, устанавливающий в нулевое положение управляемый делитель 5 частоты и переключающий коммутатор 7, который подготавливается к выдаче сигнала на третий выход. В момент окончания импульса на втором выходе формирователя 10 на третьем выходе коммутатора 7 появляется импульс, который через элемент ИЛИ 12

1 устанавливает в нулевое положение счетчик 3 импульсов и в исходное положение блок 2 преобразования временных интервалов. Ня втором и четвертом выходах блока 2 появляются единичные сигналы, которые устанавливают в исходное положение управляемые делители 5 и 6 частоты и в нулевое положение счетчик Я импульсов и удерживают их в этом положении.

Таким образом, цифровой измеритель отношения временных интервалов устанавливается в исходное состояние.При установке в нулевое положение счетчика 8 импульсов на его выходе может. появляться импульс, но формирователь

10 не запускается, так как триггер

55 еще находится в единичном положении и на D-входе триггера 52 находится нулевой сигнал, Таким образом,отношение временных интервалов, представленных числами !! „ = 7 и К = l,равно 51 20 с точностью до 10

В случае, если на каком-либо этапе определения отношения на вторых выходах управляемого делителя 5 частоты оказывается нулевой код, т.е. остаток равен "0", то импульс с выхода управляемого делителя 5 частоты совпадает во времени с импульсами, выдаваемыми формирователем 10 на первый выход, тогда срабатывает элемент

И 11 и импульс с его выхода через элемент ИЛИ 12 устянавливает в нулевое положение счетчик 3 импульсов и в исходное положение блок 2 преобразования временных интервалов. Устройство устанавливается в исходное положение.

Формула изобретения

Цифровой измеритель отношения временных интервалов, содержащий генерагося на вторых выходах управляемого делителя 5 частоты). На выходе счетчика 8 исчезает сигнал. При окончании импульса на первом выходе форми5 рователя 10 на его втором выходе появляется импульс, устанавливающий в нулевое положение управляемый делитель 5 частоты и переключающий коммутатор 7, который подготавливается 10 к пропуску импульсов, поступающих на вход "Cl" на выход "1-3". Кроме того, изменяется код на вторых выходах коммутатора 7 и на выходах преобразоо вателя 4 кодов появляется код числа 15

t l I l б, т. е. каждая доля отношения — HM пульс с выхода управляемого делителя 5 частоты эквивалентна десяти угловым минутам. Далее определяется число десятков угловых минут отноше- 20 ния. В паузу после пятьдесят третьего и шестидесятого тактовых импульсов (седьмого и четырнадцатого импульсов после последней установки в нулевое положение управляемого делителя 5 частоты) управляемый делитель

5 частоты выдает ня свой первый выход импульсы, которые проходят на выход

"1 — 3" коммутатора 7 и далее иа вход "+1-3" счетчика 9 импульсов,фик- 30 сирующего их в третьем разряде как десятки угловых минут. Таким образом, число десятков минут n > = 2, Пятьдесят второй, пятьдесят восьмой и шестьдесят четвертый тактовые импуль- З5 сы (шестой, двенадцатый и восемнадцатый после последней установки в нулевое положение управляемого делителя

5 частоты) пропускаются управляемым делителем 6 частоты на выход, и каж- 40 дый из них вычитает "1" из содержимого счетчика 8, поэтому импульс на выходе управляемого делителя 6 частоты, появившийся при действии на вхо-. де шестьдесят четвертого тактового 45 импульса, делает содержимое счетчика

Я равным "0", и после окончания этого импульса (т.е, в паузу после шестьдесят четвертого импульса) на выходе счетчика 8 появляется сигналЛесть-50 десят первый, шестьдесят второй, шестьдесят третий и шестьдесят четвертый импульсы фиксируются и управляемым делителем 5 частоты, и поэтому к моменту .появления сигнала на выходе счетчика 8 в счетчике 26 управляемого делителя 5 частоты находится код числа "4", При появлении сигнала на выходе счетчика 8 импульсов срабаты.У 14429

rop импульсов, блок преобразования временных интервалов, первый счетчик импульсов, суммирующий вход которого соединен с первым выходом блока пре5 образования временных интервалов,первый управляемый делитель частоты, к входам коэффициента деления которого подключены выходы первого счетчика импульсов, коммутатор, второй счетчик !0 импульсов, суммирующий вход которого соединен с третьим выходом блока преобразования временных интервалов, третий вход которого соединен с выходом генератора импульсов и с так- 15 товым входом первого управляемого делителя частоты, к первому входу сброса которого подключен второй выход блока преобразования временных интервалов, третий счетчик импульсов, 20 к суммирующим входам разрядов которого подключены соответствующие первые выходы коммутатора, формирователь импульсов, второй выход которого соединен с вторым тактовым входом комму- 25 татора и с вторым входом сброса первого управляемого делителя частоты, элемент И, первый вход которого соединен с первым выходом первого управляемого делителя частоты и с первым ЗО тактовым входом коммутатора, элемент

ИЛИ, к второму входу которого подключен выход элемента И, второй вход которого соединен с первым выходом формирователя импульсов и с входом записи информации второго счетчика импульсов, выход которого подключен к входу формирователя импульсов, пер- вую входную шину, которая соединена с вторым входом блока преобразования временных интервалов, с входом сброса третьего счетчика импульсов, с входом сброса коммутатора, третий выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом сброса первого счетчика импульсов и с первым входом блока преобразования временных интервалов, вторую входную шину, которая подключена к четвертому входу блока преобразования временных интервалов, шину сброса, которая соединена с третьим входом элемента ИЛИ, выходные шины, к которым подключены выходы третьего счетчика импульсов, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены преобразователь кодов и второй управляемый делитель частоты, выход которого подключен к вычитающему входу второго счетчика импульсов, информационные входы которого соединены с вторыми выходами первого управляемого делителя частоты, тактовый вход которого соединен .с тактовым входом второго управляемого делителя частоты, к входам коэффициента деления которого подключены выходы преобразователя кодов, вХоды которого соединены с вторыми выходами коммутатора, к входу сброса второго управляемого делителя частоты подключен второй выход блока преобразования временных интервалов, четвертый выход которого соединен с входом сброса второго счетчика импульсов.

144297О (РоГ 3

1-f

1-2

1-3

5р бр фиг б

1442970

Составитель В.Чижов

Техред М.Дидык Корр ек тор M.Шароши

Редактор 0.1Орковецкая

Заказ 6383/44 . Тираж 373 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, уп. Проектная, 4