Многоканальный измеритель временных характеристик последовательности дискретных сигналов

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах автоматического контроля и измерения. Цель изобретения - р,асширение функциональных возможностей измерителя. Измеритель содержит регистры, запоминающее устройство , счетчик времени старших разрядов , счетчик времени младших разрядов , элементы И-ИЛИ. Введение генератора импульсов, блока формирования импульсов записи, регистра адреса, элемента ИЛИ-НЕ, элемента задержки, элемента И, блока сравнения кодов с соответствующими связями позволяет производить измерение длительностей импульсов и определять их положение на -временной оси как в одном, так и в разных каналах. Кроме того, включение триггеров, коммутатора кодов совместно с блоком формирования импульсов записи позволяет расширить диапазон измерения временных интервалов без увеличения разрядности счетчиков времени и запоминающего устройства. 3 ил.,2 табл. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 С 04 F 10 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО-ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4237612/24-21 (22) 27.04.87 (46) 07.12.88. Бюл, №- 45 (72) И.И.Малыш и В.А,Биль (53) 681.325 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР №- 900252, кл. С 04 F 10/04, 1979.

Авторское свидетельство СССР

¹ 970306, кл. G 04 F 10/04, 1980. (54) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ BPEMEHHblX XAPAKTFPHCTHK ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ДИСКРЕТНЫХ СИГНАЛОВ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах автоматического контроля и измерения. Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей измерителя. Измеритель содержит регистры, запоминающее устрой„„SU„„1442971 А 1 ство, счетчик времени старших раэря" дов, счетчик времени младших разрядов, элементы И-ИЛИ. Введение генератора импульсов, блока формирования импульсов записи, регистра адреса, элемента ИЛИ-НЕ, элемента задержки, элемента И, блока сравнения кодов с соответствующими связями позволяет производить измерение длительностей импульсов и определять их положение на .временной оси как в одном, так и в разных каналах, Кроме того, включение триггеров, коммутатора кодов совместно с блоком формирования импульсов записи позволяет расширить диапазон измерения временных интервалов без увеличения разрядности счетчиков времени и запоминающего устройства. 3 ил.,2 табл.

144?971

Изобретение относится к измеритепьной технике и может быть использовано в системах автоматического контроля для многоканального широко5 диапазонного измерения временкых интервалов, а также для измерения и регистрации временных характеристик последовательности дискретных сигналов °

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и диапазона измерений.

На фиг.l приведена функциональная схема многоканального измерителя вре-15 менных характеристик последовательности дискретных сигналов; на фиг.2 пример выполнения блока формирования импульсов записи; на фиг.3 — временные диаграммы. 20

Измеритель содержит генератор импульсов (ГИ) 1, регистры 2 и 3, элемент 4 задержки, блок 5 сравнения кодов, элемент И-ИЛИ 6, элемент ИЛИ НЕ 7, триггер 8, элемент И 9, триг- 25 гер 10, счетчик 11 времени старших разрядов, счетчик 12 времени младших разрядов, блок 13 формирования импульсов записи, регистр 14 адреса, коммутатор 15 кодов, запоминающее устрой- 30 ство (ЗУ) 16, шину "Пуск" 17, измерительные шины 18, шину "Стоп" 19 и группу выходных шин 20.

Первая группа входов блока 5 сравнения кодов соединена с икформацион" ными входами регистра 3 и информационными выходами регистра 2, синхровход которого подключен к выходу элемента 4 задержки, Вторые информационные входы блока 5 сравнения кодов соединены с информационными выходами регистра 3, синхровход которого подкгпочен к прямому выходу генератора 1 импульсов, к входу элемента 4 зацержки и к первому входу элемента

И 9, второй вход которого соединен с прямым выходом триггера 8„ R-вход !! tI которого подключен к шине 19 Стоп а установочный Я-вход соединен с выходом элемента ИЛИ-НЕ 7, первый вход

tt !! которого подключен к шине Пуск 17, а второй вход соединен с третьим входом блока 13 формирования импульсов записи и с выходом элемента ИИЛИ 6, первые входы двух элементов И которого соединены с выходом блока 5 сравнения кодов, вторые входы подключены к инверсному выходу генератора 1 импульсов, а третий вход первого из элементов И элемента И-ИЛИ 6 соединен с прямым выходом триггера

10, с первым управляющим входом коммутатора 15 кодов, с маркерным разрядом запоминающего устройства 16 и с вторым входом блока 13 формирования импульсов записи, а третий вход второго из элементов И элемента ИИЛИ 6 подключен к инверсному выходу триггера 10 и второму управляющему входу коммутатора 15 кодов, информационные выходы которого подключены к второй группе разрядов запоминающего устройства 16.

Первая группа информационных входов коммутатора 15 кодов соединена с информационными вьгходами регистра 2, а вторая группа информационных входов коммутатора 15 кодов подключена соответственно к информационным вьгходам счетчика 11 времени старших разрядов, разряд переполнения которого соединен с первым входом блока 13 формирования импульсов записи, а разряд переполнения счетчика 12 времени младших разрядов соединен с суммирующим входом счетчика Il времени старших разрядов и с установочным S-входом триггера 10, К-вход которого подключен к входу регистра 14 адреса и к первому выходу блока 13 формирования импульсов записи, второй выход которого подключен к шине разрешения записи запоминающего устройства 16, а третий выход блока 13 формирования импульсов записи соединен с установочным входом счетчика 11 времени старших разрядов, Суммирующий вход счетчика 12 времени младших разрядов подключен к выходу элемента И 9, третий вход которого соединен с выходом переполнения регистра 14 адреса, вьгходы которого подключены к адресным входам запоминающего устройства 16. Информационные выходы счетчика !2 времени младших разрядов подключены к первой группе разрядов запоминающего устройства 16. Цепи питания и установки устройства в исходное состояние (цепи сброса) на фиг.l не показаны, Блок 13 формирования импульсов записи (фиг.2) содержит элемент 21 задержки, элемент НЕ 22, элемент

ИЛИ 23, формирователь 24 и элементы 25 и 26 задержки.

Первый вход блока 13 формирования импульсов записи через элемент НЕ 22 з 14429 соединен с первым входом элемента

И11И 23, второй вход которого объединен с входом элемента 21 задержки и подключен к третьему входу блока

13, а выход соединен с входом форми5 рователя 24, первый вход которого подключен к второму входу блока 13, а второй вход соединен с выходом элемента 21 задержки. В качестве фор- 10 мирователя 24 может быть использован одновибратор.

Прямой 0-выход формирователя 24 через элемент 25 задержки соединен с третьим выходом блока 13, второй выход которого подключен к инверсному

Ц-выходу формирователя 24, который через элемент 26 задержки соединен с первым выходом блока 13.

Многоканальный измеритель времен- 2р ных характеристик последовательности дискретных сигналов работает следующим образом.

В начале измерений регистры 2 и 3, регистр 14 адреса, счетчики ll и 12 25 времени, триггеры 8 и 10 устанавливают в исходное состояние. При этом на информационных выходах регистров

2,3 и 14 и счетчиков 11 и 12 — логические нули. Триггеры 8 и 10 так- Зр же находятся в нулевом состоянии, Входные импульсы (дискретные входные сигналы) поступают на соответствующие измерительные шины 18 — входы регистра 2, Каждый разряд входного регистра 2. соответствует конкретному закрепленному за ним каналу.

Появление логических единиц или нуля на соответствующем выходе регистра 2 соответствует появлению или исчезно- .4р вению дискретного сигнала на входе ререгистра 2 по данному каналу.

При этом по переднему фронту импульса с прямого выхода ГИ 1 происходит перепись нулей с информационных 45 выходов регистра 2 в регистр 3 и по задержанному (через элемент 4 задержки) переднему фронту этого же импульса происходит занесение информации о появлении. дискретного сигнала по б0 любому из каналов (величина задержки в элементе 4 задержки выбрана на время занесения информации в регистр

3). В итоге на информационных выходах регистра 2 и, соответственно, на второй группе входов коммутатора 15 кодов и на первых информационных входах блока 5 сравнения кодов хранятся признаки каналов, по которым

71 4 произошли события (под событием понимается момент времени появления или исчезновения импульсов в любом

/ из канаров). На вторых информационных входах блока 5 в первоначальный момент времени присутствуют логические нули, В этом случае на его выходе появляется сигнал неравенства высокого уровня, поступающий на первые входы первого и второго элементов И элемента И-ИЛИ 6. На третьем входе второго из элементов И элемента И-ИЛИ 6 в исходном состоянии — логическая еди-. ница, поступающая с инверсного выхода триггера 10. Затем с появлением сигнала логической единицы на вторых входах первого и второго элементов

И элемента И-ИЛИ 6, поступающего с инверсного выхода ГИ 1, на выходе элемента И-ИЛИ 6 появляется сигнал логической единицы, присутствующий на время действия сигнала высокого уровня, поступающего с инверсного выхода ГИ 1 ° Этот сигнал логической единицы поступает на один из входов элемента ИЛИ-НЕ 7 и нулевым уровнем с выхода элемента ИЛИ-НЕ 7 устанавливает триггер 8 в единичное состояние.

Установка триггера 8 в единичное состояние может производиться и по сигналу высокого уровня, поступающему на другой вход элемента ИЛИНЕ 7 по шине "Пуск" 17. Тем самым разрешается прохождение импульсов с

I прямого выхода ГИ 1 на суммирующий счетный вход счетчика 12 времени младших разрядов.

Этот момент времени считается базовым временем отсчета (либо от,момента прихода импульса "Пуск", либо от момента появления первого события).

Кроме того, импульс логической единицы с выхода элемента И-ИЛИ 6 поступает на третий вход блока 13, т.е. на один из входов элемента

ИЛИ 23. При этом на первом входе блока 13 (вход элемента HE 22) логическая единица, На втором входе формирователя 24 — логический нуль, Поэтому с приходом импульса логической единицы на Z-вход формирователя

24 на его прямом -выходе появляется импульс высокого уровня, а на инверсном О-выходе — импульс низкого уровня, который через второй выход блока 13 поступает на шину разреше5 14 пия записи в ЗУ 16. Тем самым по нулевому адресу регистра !4 адреса в гервую младшую группу разрядов ЗУ 16 записывается код времени счетчика времени младших разрядов, во вторую старшую группу разрядов ЗУ 16 через коммутатор 15 — код признаков каналов с выходов регистра 2,а в маркерный разряд ЗУ 16 — логический нуль с прямого выхода триггера 10, Сигнал с инверсного Ц-выхода фор— мирователя 24, задержанный на время цикла записи элементом 26 задержки, поступает на вход регистра 14 адреса для изменения адреса. Этот же сигнал поступает на сброс триггера

10, а сигнал с прямого Ц-выхода формирователя 24, задержанный на то же время цикла записи, поступает на шину сброса счетчика 11 времени старших разрядов. Времена задержек элементов 21,25 и 26 задержки выбраны одинаковыми и соответствуют времени цикла записи используемого ЗУ 16, Таким образом, осуществляется первая запись в первую ячейку ЗУ 16.

В случае исчезновения предыдущего события и отсутствия появления нового события в следующем цикле, т.е. в момент прихода следующего импульса высокого уровня с инверсного выхода ГИ 1, тем же способом производится вторая запись во вторую ячейку

ЗУ 16. При этом в первую младшую группу разрядов ЗУ 16 записывается новый код времени, а во вторую старшую группу разрядов — нули с выхода регистра 2 через коммутатор 15.

Если до возникновения следующего события на измерительной шине 18 произошло переполнение счетчика 12 времени младших разрядов, то при этом суммарный код времени находится на счетчиках 12 и 11, а триггер 10 установлен в единичное состояние ° В связи с этим уровень логической единицы присутствует на третьем входе первого иэ элементов И элемента ИИЛИ 6 и третьем входе блока 13, т.е. на первом входе формирователя 24. На втором входе формирователя 24 — логический нуль и на Е-входе также логический нуль. С возникновением очередного события на выходе элемента

И-ИЛИ 6 (третьем входе блока 13) появляется логическая единица, котор рая поступает через элемент ИЛИ 23 . на 2-вход формирователя 24. На выходе 2971 6 формирователя 24 возникает импульс записи, который с инверсного выхода формирователя 24 поступает на шину разрешения записи ЗУ 16. В очередную

5 ячейку ЗУ 16 происходит запись кодов времени: в первую группу ЗУ 16 — со счетчика времени младших разрядов; во вторую группу разрядов ЗУ 16 — со счетчика времени старших разрядов через коммутатор 15 по разрешающему сигналу высокого уровня с прямого вы— хода триггера 10; в маркерный разряд

ЗУ 16 записана логическая единица с прямого выхода триггера 10. Затем через время, равное циклу записи с выхода элемента 26 задержки, поступает сигнал на вход регистра 14 адреса, изменяя адрес на 1, и на установку триггера 10 в нулевое состояние, а с прямого выхода формирователя 24 сигнал, задержанный с помощью элемента 25 задержки тоже на время цикла записи, поступает на установку в

25 нуль счетчика времени старших разрядов.

До момента сброса триггера 10 в нулевое состояние на входах (первом, втором и Z) формирователя 24 устаЗр навливаются логические единицы. После установки триггера !О в нулевое состояние на первом входе формирователя 24 возникает уровень логического нуля, н, соответственно, на выходе

35 формирователя 24 возникает второй импульс записи, В этом случае в первую группу разрядов следующей ячейки

ЗУ 16 записан тот же код времени со счетчика времени младших разрядов, а во вторую группу разрядов ЗУ 16 через коммутатор 15 по разрешающему сигналу высокого уровня с инверсного выхода триггера 10 записан код приз; наков каналов, по которым возникло

45 очередное событие. В маркерном разряде ЗУ 16 в этом случае записан логический нуль с прямого выхода триггера 10. Таким образом, за время действия сигнала высокого уровня

50 с инверсного выхода ГИ 1 производятся два цикла записи в ЗУ 16, Период следования импульсов ГИ 1 выбирается так, чтобы половина периода была больше времени двух циклов записи используемого ЗУ 16.

В случае переполнения счетчика 11 времени старших разрядов на Р-выходе

его разряда переполнения (вход элемента НЕ 22) возникает импульс низкого

1442971

20

О 00001

О 00000

Таблица l

M Вторая группа Первая группа раз- 25 раэрядон ЗУ рядов ЗУ

О 00000

О 00010

О ОООО

1 Т1

30

О 00101

О 00001

О О!001

О

1 1001

О

10001

0 00001

О 00000

Согл ления с признак дующим

NI

3

И.1

9 частота импульсов ГИ 1; разрядность счетчика 12; разрядность счетчика ll, где f

m уровня, поступающий на первый вход блока 13. В результате н очередную ячейку ЗУ 16 записаны нули со счетчика 12 и со счетчика 11, свидетельствующие совместно с логической единицей, записанной в маркерный разряд

ЗУ 16, о переполнении счетчиков !1 и 12 времени.

В табл. 1 представлен пример записи информации в ЗУ 16 для всех случаев (N — код признаков каналов, — код первой группы разрядов времени; Т вЂ” код второй группы разрядов времени; M — маркерный разряд ЗУ), M = Π— во второй группе разрядов

ЗУ 16 помещен код признаков каналов;

M = 1 — во второй группе разрядов

ЗУ 16 помещен код времени счетчика

11 времени старших разрядов, асио табл.1 времена наступобытий с соответствующими ами каналов определяются слеобразом:

Кроме того, по данным приведенной таблицы можно определять длительности интересующих нас импульсов, нременные интервалы между последовательностями импульсон как по одному, так и по разным каналам, положение импульсон на временной оси. Для примера на временных диаграммах работы устройства (фиг.3) рассмотрен случай для пяти каналов, В табл.2 представлена запись информации н ЗУ для пяти каналов.

Т а б л и ц а 2

М Вторая группа раз- Первая группа рядов ЗУ разрядов ЗУ

Временные характеристики зарегистрированных импульсов определяются как разность времен между наступлением событий. Для примера рассмотрим

55 содержимое первого разряда старшей группы разрядов ЗУ (столбец,соответствующий информации по первому каналу устройстна). Иэ табл. 2 длительность импульсов определяется как разность

1442971 1О

+ * t zt t

--- 1

55 времен между моментами появления первой единицы после нулей и моментом появления первого нуля после единиц в данном столбце.

Временной интервал между импульсами определяется как разность времен между моментами появления единиц, следующих за нулями. Например, для первого канала временной интервал между моментами появления второго .и третьего импульсов определяется выражением

+ . (Т + еа)-t<

Т + t

1 6 а длительность третьего импульса— выражением где t „и Т „— коды времен, находящиеся в первой и второй группах разрядов ЗУ 16; и Т, — времена соответст1 1

1 вующие этим кодам.

Процесс регистрации и измерения заканчивается или по сигналу низкого уровня с выхода переполнения регист-, ра 14 адреса, поступающему на третий вход элемента И 9, или по импульсу

"Стоп", поступающему по шине 19 на установочный R-вход триггера 8.

Изобретение позволяет определять наряду с временными интервалами длительности дискретных импульсов и положение их на временной оси как . в отдельном канале, так и в разных каналах. Кроме того, изобретение позволяет расширить диапазон измерений без увеличения емкости счетчиков времени и запоминающего устройства. формула изобретения

Многоканальный измеритель временных характеристик последовательности дискретных сигналов, содержащий два регистра, элемент И-ИЛИ, запоминающее устройство, коммутатор, счетчик времени старших разрядов, счетчик времени младших разрядов, группы входных и выходных шин, информационные выходы счетчика времени младших разрядов соединены с первой группой входов запоминающего устройства, к второй группе входов которого подключены выходы коммутатора, первая группа входов которого соединена с - 1 информационными выходами счетчика времени старших разрядов, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и диапазона измерений, в него дополнительно введены генератор импульсов, блок формирования импульсов записи, два триггера, регистр адреса, элемент ИЛИ-НЕ, элемент задержки, элемент И и блок сравнения кодов, первая группа информационных входов которого соединена соответственно с информационными входами второго регистра и информационными выходами первого регистра, синхровход которого соединен с выходом. линии задержки, вторая группа информационных входов блока сравнения кодов соединена с информационными выходами второго регистра, синхровход которого подключен к прямому выходу генератора импульсов, к входу элемента задержки и к первому

25 входу элемента И, второй вход которого соединен с прямым выходом первого триггера, R-вход которого соединен с шиной "Стоп", а установочный

S-вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ-НЕ, первый вход которого соединен с шиной "Пуск", а второй вход подключен к третьему входу блока формирования импульсов записи и к выходу элемента И-ИЛИ,первые входы двух элементов И которого соединены с выходом блока сравнения кодов, вторые входы подключены к инверсному выходу генератора импульсов, а третий вход первого иэ элементов И .4g элемента И-ИЛИ соединен с прямым выходом второго триггера, с первым управляющим входом коммутатора кодов, с маркерным разрядом запоминающего . устройства и с вторым входом блока

45 формирования импульсов записи, а третий вход. второго из элементов И элемента И-ИЛИ соединен с инверсным выходом второго триггера и с вторым управляющим входам коммутатора ко5О дов, вторая группа информационных входов которого соединена с информационными выходами первого регистра, разряд переполнения счетчика времени старших разрядов соединен с первым входом блока формирования импульсов записи, а разряд переполнения счетчика времени младших разрядов соединен с суммирующим входом счетчика времени старших разрядов и с устаl l 14429 новочным 5-входом второго триггера, установочный R-axon o nop xwчен к входу регистра адреса и к первому вьгходу блока формирования импульсов записи, второй выход которо5 го подключен к шине разрешения записи запоминающего устройства, а третий выход схемы формирования импульсов записи соединен с установочным

R-входом счетчика времени старших разрядов, суммирующий вход счетчика

71 времени младших разрядов подключен к выходу элемента И, третий вход которого соединен с выходом переполнения регистра адреса, выходы которого подключены к адресным входам запоминающего устройства. причем входные информационные шины подключены к входам первого регистра, а выходы запоминающего устро|и-тва являются информационными выходами измерителя, 144297!, I I t I f l l!

1 II I ) 1 1(! 1 ф 1

Составитель Ю.Шишкин

Редактор О.Юрковецкая Техред М.Дидык Корректор А.Обручар

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, г. Ужгород, ул. Проектная, 4