Способ измерения временных интервалов и устройство для его осуществления
Изобретение относится к импульсной технике Целью изобретения является повышение точности измерения Цель достигается тем, что формируют периодическую последовательность импульсов эталонной частоты, формируют первый измеряемый временной интервал путем задержки начала и конца измеряемого временного интервала до ближайшего фронта импульса эталонной частоты формируют второй временной интервал путем задержки начала и конца измеряемого временного интервала до ближайшего спада импульса эталонной частоты, подсчитывают число NI импульсов эталонной частоты укладывающихся одновременно в оба сфомирооанных временных интервала, и число N2 импульсов эталонной частоты, укладывающихся в первый временной интервал и не попадающих во второй и укладывающихся во второй временной интервал и не попадающих в первый, а цифровой эквивалент измеренного временного интервала определяют в виде суммы Ni + N2/2, В устройстве длп реализации способа цель достигается тем что в него введены блок 4 синхронизации,элементы И 6 и 7.элементы ИЛИ 8 и 9 счетный триггер 11 Кроме того, устройство содержит генератор 1 импульсоо эталонной частоты, RS-триггер 2, блок 3 синхронизации элемент И 5, счетчик 10. 2 с п ф-лы, 2 ил Ј
СОЮЗ СОВЕТСКИХ социалистических
РЕСПУБЛИК (с1) з G 04 F 10/04
ГосудАРстаенныЙ кОмитет
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
l l1
О )
Ф
Од
О
14
1 3
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4378797/21 (22) 15.02.88 (46) 30.01.91. Бюл, N 4 (72) О.Н.Музыченко (53) 681.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
М 1513414, кл. G 04 F 10/04. 1983 (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕННЫХ
ИНТЕРВАЛОВ И УСТРОИСТВО ДЛЯ ЕГО
ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к импульсной технике. Целью изобретения является повышение точности измерения. Цель достигается тем, что формируют периодическую последовательность импульсов эталонной частоты, формируют первыи измеряемый временной интервал путем задержки начала и конца измеряемого временного интервала до ближайшего фронта импульса эталон нои частоты. формируют второй временной интервал
„„. Ж, Ä 1624398 А1 путем задержки начала и конца измеряемого временного интервала до ближайшего спада импульса эталонной частоты, подсчить1вают число М1 импульсов эталонной частоты, укладывающихся одновременно в оба сфомированных временных интервала, и число Np импульсов эталонной частоты, укладывающихся в первый временной интервал и не попадающих во второй и укладывающихся во второй временной интервал и не попадающих в первый, а цифровой эквивалент измеренного временного интервала определяют в виде суммы )ч1+ N2/2, В устройстве для реализации способа цель досгигается тем, что в него введены блок 4 синхронизации, элементы И 6 и 7, элементы
ИЛИ 8 и 9, счетный триггер 11. Кроме того, устройство содержит генератор 1 импульсов эталонной частоты, RS-триггер 2, блок 3 синхронизации. элемент И 5, счетчик 10. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.
1624398
Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах обработки информации для определения временных характеристик процессов. 5
Целью изобретения является повышение точности измерения временных интервалов.
На фиг. 1 приведена фучкциональная схема устройства для измерени времен- 10 ных интервалов; на фиг. 2 — вре. енные диаграммы измерения временных и1.rвpва ов предлагаемым способом.
Сущность способа заключает;.. -. в том, что формируют периодическ1 о последова- 15 тельность импульсов эталонной; стоты (фиг. 2а), а по импульсам измеряемой посл .довательности {фиг. 2б) формируют первый временной интервал задержкой начала и конца изк еряемого временного интервала 20 до ближайшего фсонта импульса эталонной частоты и подсчитывают число импу1ьсов эталонной частоты, укладывающихся B сформированный пег ый временной интер.-ап (фиг, 2 в, г; вре1лснной интервал Т1), 25 формиру от второй временной интервал, задержив;:я начало и конец измеряемого вр":— кленного интервала до ближайшего сгзда импульса эталонной частоты (фиг 2 в, временной интервал Т2), подсчитыг i от чис- 30 ло М1импульсов эталонной часто1ы, уклад,I" вающихся одновременно в оба сформированных временнь:х интрвала, и число N2 импульсов эталонной частоты, укладывающихся в первый временной интер- 35 вал и не попадающих во второй и укладывающихся во второй временной i i тервал и не попадающих в первый, а цифровол эквивалент измеренного временного интервала определяют в виде суммы Н1 + 40
N2/2. При анализа временных диаграмм (фиг. ) ошибка из 1ерения временных интервалов предлагаемым способом не превышает
1 макс — макС (0,5То тн + 1к, 0,5То 45
1 1. 1 2, 2 1.
-тн + 1к, То t тн + 1к, Г тн +1к, 0,5То-тк + тн . 0,5То — тк + тн, То — t — 1к + тн 2 2. 1 1. 1 2, t — 1к +тн )у что и ри t = То/2 и t, =.. t< - t„2 = t, составляет! д макс I= То/2. где t„1 tH2 — время реакции измерителя в 50 начале измеряемого временного интервала для первого и второго формируемых врменных интервалов соответственно, т.е. минимальный временной интервал между началом измеряемого интервала и ближайшим фронтом (спадом) тактового импульса, при котором начало первого (второго формируемого временного интервала совпадает с фронтом (спадом) данного тактового импульса;
Ь, Ь вЂ” время реакции измерителя в г конце измеряемого временного интервала для первого и второго формируемых временных интервалов соответственно, т.е. минимальный временной интервал между концом измеряемого временного интервала и ближайшим фронтом (спадом) тактов"-о и,. пульса, при котором конец пе1во о (в1орсго) фор.лируемого временного интервала совпадае, с фронт;, (спадом) данного taxто ° >го, импульса.
Устройство для реализации способа измерения временных ин,ервалов содержит генератор 1 импуль.ов зталонной частоты, йЬ-триг1ер 2, блоки 3 и 4 инхронизации, элементы И 5 — 7, элементы ИЛИ В и 9, двоичный суммирующий счетчик 10, счетный триггер 11, ш .чу 12 "Пуск", аину 13 "Останог", информационнь е выходные шины 14, элемен 15 задержки.
Входные шины 12 и 13 соединены с соответствующими входами RS-триггера 2, прямой и инверсный выходы которого соединены с соответствующими входами блоков 3 и 4 синхронизации, такт вые входы которых соединены с выходом генератора 1 и первыми входзми элементов П 5-7, первый выход блока 3 синхронизации соединен с вторыми входами элементов И 5 и 7, второй выход блока 3 соединен с вторым входом элемента И 6, третий вход которого соединен с третьим входом элемента И 5 и первым выходом блока 4 синхронизации, втоо.1й выход которого соединен с третьим входом элемента И 7, выход элемента И 5 соединен с первым входом элемента ИЛИ 8, второй вход которого соединен с выходом переноса счетного триггера 11, счетный вход которого соединен с выходом элемента
ИЛИ 9, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами элементов И 6 и, выход элемента ИЛИ 8 соединен со счетным входом счетчика 10, выходные шины которого совместно с прямым выходом триггера 11 являются выходными шинами устройства, Блок 3 синхронизации содержит RSтриггеры 16 и 17, элементы И 18 и 19 с инверсией по входу, элементы И 20 и 21.
Первый вход блок 3 (фиг. 1) соединен с первым входом элемента И 18, выход которого, уединен с S-входом триггера 16, прямой выход которого соединен с первым входом элемента И 20, выход которого соединен с S-входом триггера 17, прямой выход которого соединен с первым выходом блока, второй выход которого соединен с ин1624398 версным выходом триггера 17, R-вход которого соединен с выходом элемента И 21, первый вход которого соединен с инверсным выходом триггера 16, R-вход которого соединен с выходом элемента И 19, первый вход которого является вторым входом блока, третий вход которого соединен со вторыми входами элементов И 18 — 21.
Блок 4 синхронизации содержит RSтриггеры 22 и 23, элементы И 24 и 25, элементы И 26 и 27 с инверсией по входу.
Первый вход блока 4 (фиг, 1) соединен с первым входом элемента И 24, выход которого соединен с S-входом триггера 22, прямой выход которого соединен с первым входом элемента И 26, выход которого соединен с S-входом триггера 23, прямой выход которого является первым выходом блока, второй выход которого соединен с инверсным выходом триггера 23, R-вход которого соединен с выходом элемента И 27, первый вход которого соединен с инверсным выходом триггера 22, R-вход которого соединен с выходом элемента И 25, первый вход которого является вторым входом блока, третий вход которого соединен с вторыми входами элементов И 24 27.
Работа устройства происходит следующим образом.
8 исходном состоянии двоичный счетчик 10 и счетный триггер 11 уста><анлены в исходное нулевое состояние, > Импульс пуска. передний франт которого определяет начала измеряемого временного интервала, поступает,<а шину 12, переключая триггер 2 в состояние, при катаром.на прямом вь<хаде уста><авлинаетсл уровень логической единицы, а на инверсном — уровень логического нуля. По окончании измеряемого временного интервала на вход астанана измерителя падается импульс, возвращающий триггер 2 н исходное состояние, при этом на ега прямом выходе появляется H уленай сигнал. а на инверсном — единичный. 3а зта время блок 3 синхронизации формирует временной интервал, соответствующий заданному (измеряемому), начало и конец которого задержаны до ближайшего фронта тактового импульса, Блок 4 синхронизации формирует временной интервал, соответствующий измеряемому, начало и конец которого синхронизованы со спадом (задержаны до ближайшего спада) тактовых импульсов, Причем на прямых выходах блоков 3 и 4 синхронизации н течение длительности формируемых временных интервалов ?О 55 имеется единичный сигнал, а на иннерс>;ых — нулевой. Тактовые импульсы с выхода генератора 1 поступают на входы элементов И 5-7, При этом они праладят на выход элемента И 5 в течение времени, когда единичные сигналы имеются на прямых выходах блоков 3 и 4 си> .ранизации аднан>реме><на, при этом ани прахадлт через элел<ент ИЛИ 3 > а счетный вход счетчика 10, который осуществляет их подсчет. Тактовый импульс проходит через элемент И 6, когда единичные сигналы имеются на инверсном выходе блока 3 синхронизации и прямом выходе блока 4 синхронизации. Тактовый импульс проходит через элемент И 7, когда единичные сигналы имеются на прямом выходе блока 3 синхронизации и инверсном выходе блока 4 синхронизации. Тактовые импульсы с выходов элементов И 6 и 7 через элемент ИЛИ 9 проходят на счетный вход счетного триггера 11. В слу <не поступления на счетный нхад триггера 11 второго тактового импульса он вазнращае<сл в исходное состояние, при котором на ега прлмам выходе нулевой сигнал, и формирует на выходе перена«а импульс, паступа>ащий через зле>лент ИЛИ 8 «а счетный вход счетчика 10, к содержимому которого при э<ам прибэнллетсл единица. Кад длительности измеряемого нреM<.»><ага ин>ерналя сни><на 1 реакции «начале нременнога интервала 1„ нкл>ачает нремл переключенил триггера 2, нремл переключе><ия элемента И 18 и время пере»лю <е><ил триггера 16, а время реакции нк>йа <нет время переклю <е><ил триггера г 2, время переключения элеме><та И 24 и время переключения триггера 22. Время реак1 ции н конце нрел<е»><ага интервала 1» включает время перекг>алания триггсра 2 из единичного состояния в нулевое, время переключения элемента И 19 и время перекл<аченил триггера 16, а время реакции t» 2 включает нремл переключения триггера 2, время переключения элемента И 25 и нремя переключения триггера 22. В тех слу«алх, когда время переключения одного из элементов И 20 или 21 плюс время переключения триггера 17 больше или равно времени переключенил злсмента И 5, элемента ИЛИ 8 и счетчика 10, либо незначительно меньше его, нсабход<1;<а установка элемента 15 задержки между выходам генератора 1 и входами элел<е><тон И 5-7 для исключения состязаний при работе измерителя, причем время задержки ныби1624398 рвется в пределах от разности укаэанных времен переключения до величины, равной сумме времени переключения элемента И 20 или 21 и триггера 17. Формула изобретения 1Способ измерения временных интервалов, заключающийся в формировании периодической последовательности импульсов эталонной частоты, формировании первого измеряемого временного интервала задержкой начала и конца измеряемого временного интервала до ближайшего фронта импульса эталонной частоты и подсчета числа импульсов эталонной частоты, укладывающихся в сформированный временной интервал, отл и ча ю щи и с я тем, что, с целью повышения точности измерения, формируют второй временной интервал путем задержки начала и конца измеряемого временного интервала до ближайшего спада импульса эталонной частоты, подсчитывают число Ni импульсов эталонной частоты, укладывающихся одновременно в оба сформированных временных интервала, и число N2 импульсов эталонной частоты, укладывающихся в первый временной интервал и не попадающих во второй и укладывающихся во второй временной интервал и не прпадающих в первый, а цифровой эквивалент измеренного временного интервала определяют в виде суммы N>+N 2, 2. Устройство для измерения временных интервалов, содержащее RS-триггер, элемент И, генератор импульсов эталонной . частоты, блок синхронизации, счетчик, выходы которого являются информационными выходами устройства, шины "Пуск" и "Останов" соединены с соответствующими входами RS-триггера, выход генератора эталонной частоты соединен с входом элемента И и входом блока синхронизации, о т л и ч а ю5 щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, введены блок синхронизации, два элемента И, два элемента ИЛИ, счетный триггер, причем прямой выход RS-триггера соединен с первыми входа10 ми первого и второго блок в синхронизации, вторые входы котср х соединены с инверсным выходом RS-триг ера, выход генератора эталонной частоты соединен с третьим входе.я второго блока синхро15 низации и первыми водами второго и третьего элементов И, первый выход первого блока синхронизации соединен с вторыми входами первого и третьего элементов И, второй выход первого блока синхронизации 20 соединен с вторым входом второго элемента И, третий вход которого соединен с третьим входом первого элемента И и первым выходом второго блока синхронизации. BTOрой выход которого соединен с третьим вхо25 дом третьего элемента И, выход первого элемента И соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом переноса счетного триггера, счетный вход которого соединен с 30 выходом второго элемента ИЛИ, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами второго и третьего элементов И, выход первого элемента ИЛИ соединен со счетным входом счетчика, пря35 мой выход счетного триггера является выходной шиной младшего разряда устрбйства. 1624398 Составитель В. Котов Редактор Т. Парфенова Техред М. Морге нтал Корректор M. Пожо Заказ 188 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101
