Измеритель временных интервалов

 

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться в аналого-цифровых преобразователях информации. Цель изобретения - повышение точности и достоверности измерения временных интервалов и периода частотно-модулированных последовательностей импульсов. Устройство содержит вход 1, пороговый блок 2, RS-триггер 3, элемент И 5, генератор 4 импульсов, счетчик 6 импульсов, элемент ИЛИ 7, регистр 8, триггер 9. За счет введения новых элементов и блоков, элемента И-ИЛИ 10, блока совпадения 11, блока 12 управления, формирователя 13 импульсов, делителя 14 частоты на два и образования новых связей цель изобретения достигается в результате исключения потери информации при совпадении границ измеряемых временных интервалов с импульсами последовательности тактовых импульсов. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)с G 04 F 10/04

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО И"ОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4615693/21 (22) 06.12.88 (46) 23.08.91. Бюл. ¹ 31 (72) Н.Я.Сирык и Б,А.Челноков (53) 681.11(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 842696, кл. G 04 F 10/04, 1979. (54) И 3 М Е P И Т Е Л Ь В P Е М Е Н Н Ы Х И Н Т Е РВАЛОВ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться в аналого-цифровых преобразователях информации. Цель изобретения — повышение точности и достоверности измерения временных интервалов и периода частотно-мо„„59„„1672411 А1 дулированных последовательностей импульсов. Устройство содержит вход 1, пороговыи блок 2, RS-триггер 3, элемент И 5, генератор 4 импульсов, счетчик 6 импульсов, элемент ИЛИ 7, регистр 8, триггер 9. 3а счет введения новых элементов и блоков, элемента И-ИЛИ 10, блока 11 совпадения, блока 12 управления, формирователя 13 импульсов, делителя 14 частоты,на два и образования новых связей цель изобретения достигается в результате исключения потери информации при совпадении границ измеряемых временных интервалов с импульсами последовательности тактовых импульсов. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1672411

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в аналого-цифровых преобразователях информации.

Цель изобретения — повышение точности и достоверности измерения случайных временных интервалов, На фиг, 1 приведена функциональная схема измерителя временных интервалов; на фиг, 2 — схема устройства управления совместно с генератором счетных импульсов и делителем частоты; на фиг. 3 — временные диаграммы работы устройства измерителя временных интервалов.

Устройство содержит вход 1 устройства, пороговый блок 2, служащий для формирования старт-импульсов иэ переднего или заднего фронтов входного сигнала, RS-триггер 3, генератор 4 счетных импульсов, элемент И 5. счетчик 6 импульсов, первый элемент ИЛИ 7, буферный регистр 8, первый D-триггер 9, элемент И-ИЛИ 10, блок 11 совпадения, устройство 12 управления, формирователь 13 импульсов, делитель

14 частоты, шину 15, выходы 16 буферного регистра 8, причем вход 1 устройства последовательно соединен с пороговым блоком 2, RS-триггером 3, генератор 4 импульсов соединен с вторым входом первого элемента И

5, первым входом которого является выход

RS-триггера 3, выход элемента И 5 является входом синхронизации счетчика 6 импульсов, первый выход которого является первым входом второго элемента ИЛИ 7. выход которого является первым входом регистра

8, первый выход счетчика 6 соединен с синхровходом триггера 9, информационный вход которого соединен с шиной логического "0", а инверсный выход является первым входом элемента И-ИЛИ 10, выход которого является входом сброса первого триггера 3, первый вход блока 11 совпадения соединен с входом устройства, с входом порогового блока, второй вход блока 11 совпадения является первым выходом устройства 12 управления, третий вход блока 11 совпадения соединен с входом сброса счетчика 6 импульсов, входом установки триггера 9 и является вторым выходом устройства 12 управления, выход блока 11 совпадения является вторым входом элемента ИЛИ 7 и входом формирователя 13 импульсов, выход которого является третьим входом элемента

И-ИЛИ 10, второй вход которого является четвертым выходом устройства 12 управления, выход генератора 4 соединен с входом делителя 14 частоты на два, выходы которого соединены с соответствующими входами устройства.12 управления, пятый выход которого подключен к шине 15 измерителя, а

15

20 гера 3 запрещает прохождение счетных им25 пульсов (фиг. Зв) через элемент И 5 на

55 выходы регистра 8 являются выходами 16 устройства.

Блок 11 совпадения состоит иэ инвертора 17, второго 18 и третьего 19 D-триггеров и элемента ИЛИ 20, служит для формирования импульсов переменной длительности при совпадении переднего или заднего фронта входного сигнала с так называемой

"зоной неопределенности".

Генератор 4 счетных импульсов содержит задающий. генератор 21, делитель 22 частоты на два, схему 23 совпадения, Устройство 12 управления содержит элемент ИЛИ-НЕ 24, элемент И-НЕ 25, дешифратор 26, элемент И 27 и О-триггер 28.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии при отсутствии сигналов на входе 1 устройства RS-триггер

3, счетчик 6, второй 18 и третий 19 D-триггеры находятся в нулевом состоянии, а первый 0-триггер 9 — в единичном состоянии.

Уровень логического "0" на выходе RS-тригсчетный вход счетчика 6. Уровень логического "0" на выходе первого D-триггера 9 запрещает прохождение импульсов (фиг. Зм) через элемент И-ИЛИ 10 на вход установки нулевого состояния RS-триггера 3. Уровни логического "0" на выходах второго 18 и третьего 19 0-триггеров обеспечивают непосредственную передачу информации с первого выхода счетчика 6 через первый элемент ИЛИ 7 на первый вход буферного регистра 8, которая переписывается на его выходы 16 каждым импульсом с третьего выхода устройства 12 управления, С приходом фронта входного сигнала в интервале между импульсами "зоны неопределенности" (например, передний фронт импульса на фиг. 3c) устройство работает как обычный измеритель интервалов времени, реализующий метод последовательного счета счетных импульсов в течение интервала, ограниченного старт- и стоп-импульсами. При этом с каждым фронтом входного сигнала пороговый блок 2 формирует импульс, переключающий RS-триггер 3 в единичное состояние. Уровень логической "1" на его выходе разрешает прохождение импульсов генератора 4 счетных импульсов через элемент И 5 на счетный вход счетчика.

Первый же импульс, появившийся на первом выходе (младшего разряда) счетчика 6. переключает первый 0-триггер 9. Уровень логической "1", появившийся на его выходе. разрешает прохождение основных импульсов сброса (фиг. 3M) с четвертого выхода устройства 12 управления через элемент И1672411

ИЛИ 10 на вход установки нулевого состояния RS-триггера 3. Первый же импульс (фиг.

Зм), поступивший на вход установки нулевого состояния RS-триггера 3, устанавливает его в "0", что приводит к запиранию элемента И 5 и прекращению поступления счетных импульсов на счетный вход счетчика б, после чего импульсы (фиг. Зп) переписывают информацию с. выходов счетчика б в буферный регистр 8, а импульсы (фиг. 3p) с второго выхода устройства 12 управления сбрасывают в "0" счетчик б и устанавливают в единичное состояние первый 0-триггер 9. Блок 11 совпадения при этом не работает, так как на

0-входах второго 18 и третьего 19 0-триггеров в момент прихода фронта входного сигнала поддерживается уровень логического

"0", снимаемый с первого выхода устройства 12 управления, поэтому на выходе второго элемента ИЛИ 20 установлено напряжение логического "0", не влияющее на передачу значения младшего разряда на первом выходе счетчика б через первый элемент ИЛИ к первому входу буферного регистра 8, и, кроме того, формирователь импульсов 13 не формирует дополнительных импульсов сброса. При каждом появлении фронта входного сигнала в интервале между импульсами "зоны неопределенности" (фиг. Зн) описанная процедура повторяется.

С приходом положительного или отрицательного фронта входного сигнала в некоторый момент времени, совпадающии с импульсом "зоны неопределенности" (фиг.

Зн), например, задний фронт импульса на фиг. Зс, наряду со срабатыванием порогового блока 2 и RS-триггера 3 переключается либо второй О-триггер 18, либо третий 0триггер 19. Уровень логической "1", появившийся на одном из входов второго элемента

ИЛИ 20, передается íà его выход (фиг. Зт), откуда поступает на второй вход первого элемента ИЛИ 7 и на вход формирователя

13 импульсов и поддерживается до тех пор, пока появившийся на третьем выходе устройства 12 управления импульс (фиг. Зп) не перепишет логическую "1" с выхода первого элемента ИЛИ 7 в младший разряд буферного регистра 8, после чего импульс (фиг. 3p) установит счетчик 6 и второй 18 и третий 19

0-триггеры в нулевое состояние, а формирователь 13 импульсов сформирует короткий дополнительный импульс сброса (фиг. Зф) по спаду импульса на его входе, который передастся через элемент И-ИЛИ 10 на вход установки нулевого состояния RSтриггера 3, Таким образом, если фронт входного сигнала попадает в интервал времени, огра5

55 ниченный "зоной неопределенности" (фиг

Зн), то обеспечивается запись логическои

"1" в младший разряд буферного регистра 8 независимо от состояния младшего разряда на первом выходе счетчика 6.

При появлении фронта входного сигнала одновременно с границей "зоны неопределенности" (фиг. Зн), либо в интервале между передней границей "эоны неопределенности" и основным импульсом сброса, на четвертом выходе устройства 12 управления (фиг. Зм) возможно появление сдвоенных импульсов сброса, основного и дополнительного (показано пунктиром на фиг. Зф).

Однако это не приводит к искажению информации на выходе буферного регистра 8, так как при этом происходит дублирование информации на его входе, т.е. счетчик б просчитывает только один счетный импульс (фиг. Зв), формируя на первом входе первого элемента ИЛИ 7 логическую "1", а на втором входе первого элемента ИЛИ 7 тоже формируется логическая "1" в результате срабатывания блока 11 совпадения.

Информация о сдвиге фронтов импульсов входного сигнала относительно положения тактовой последовательности импульсов, представленная в виде кода на выходах 16 буферного регистра 8, сохраняется неизменной в интервале между импульсами (фиг. Зп). В течение этого времени информация может быть использована для дальнеишей обработки или индикации. Синхронизация устройств — потребителей этой информации осуществляется тактовыми импульсами (фиг. Зп), снимаемыми с шины 15.

Таким образом, введение в измеритель временных интервалов блока совпадения, формирователя импульсов. элемента ИИЛИ, делителя частоты и устройства управления позволяет повысить точность измерения случайных временных интервалов и периода частотно-модулированных последовательностей импульсов за счет исключения потери информации при совпадении границ измеряемых временных интервалов с импульсами последовательности тактовых импульсов. Величина остаточной ошибки измерения случайных временных интервалов определяется разрядностью используемого кода и не превышает одной единицы младшего разряда.

При увеличении разрядности кода эта ошибка может быть сделана достаточно малой.

Формула изобретения

1, Измеритель временных интервалов, содержащий последовательно соединенные пороговый блок, RS-триггер, элемент И, счетчик импульсов, буферный регистр, входы которого от второго до и-го соединены с

1б72411

20

?34 выходами счетчика от второго до п-го, первый D-триггер, первый элемент ИЛИ и генератор счетных импульсов, выходом соединенный с вторым входом элемента И, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и достоверности измерения временных интервалов, в него введены блок совпадения, формирователь импульсов, элемент И-ИЛИ, делитель частоты и устройство управления, причем, вход порогового блока соединен с первым входом блока совпадения, второй вход которого соединен с первым выходом устройства управления, второй выход которого подключен к третьему входу блока совпадения, входу "Сброс" счетчика импульсов, входу установки единичного состояния первого Dтриггера, О-вход которого соединен с шиной логического нуля, а инверсный выход соединен с первым входом элемента ИИЛИ, второй вход которого соединен с четвертым выходом устройства,правления, третьим выходом подключенного к входу синхронизации буферного регистра, первый вход которого подключен к первому выходу счетчика импульсов и к входу синхронизации первого О-триггера через первый элемент ИЛИ, вторым входом соединенного с входом формирователя импульсов и с выходом блока совпадения, вход установки нулевого состояния RS-триггера подключен к выходу элемента И-ИЛИ, а выход генератора счетных импульсов подключен к входу делителя частоты, выходами соединенного с входами устройства управления

2. Измеритель по и. 1, отличающийся тем, что блок совпадения содержит инвертор, второй и третий О-триггеры, второй элемент ИЛИ, причем первый вход блока совпадения соединен с синхровходом второго 0-триггера и с входом инвертора, выход которого является синхровходом третьего О-триггера, второй вход блока совпадения соединен с информационными входами второго и третьего 0-триггеров соответственно, входы сброса которых объединены и являются третьим входом блока совпадения, а выходы второго и третьего

D-триггеров являются соответственно первым и вторым входами второго элемента

ИЛИ, выход которого является выходом блока совпадения.

3. Измеритель по и 1, о т л и ч аю шийся тем, что генератор счетных импульсов содержит задающий генератор импульсов, делитель частоты на два и схему совпадения, причем выход задающего генератора импульсов соединен с входом делителя частоты на два и первы л входом схемы совпадения и вторым входо ", подключенной к выходу делителя частоты на два

4. Измеритель по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что блок управления содержит элемент ИЛИ-Н Е, элемент И-Н Е, дешифратор "Три на восемь" со стробированием, элемент И и D-триггер, причем первые входы дешифратора и элемент И соединены со входом делителя частоты на два генератора счетных импульсов, выходом подключенного к вторым входам дешифратора и элемента И, третьи выходы которых подключены к выходу младшего разряда делителя частогы, выходы старших разрядов которого подключены параллельно к входам элемента И HE и к входам элемента ИЛИ-НЕ, выходов соединенного с входом стробирования дешифратора, второй выход которого соединен с входом установки единичного состояния О-триггера, входом синхронизации соединенного с выходом элемента И, и информационным входом подключенного к выходу элемента

И-НЕ, причем инверсныи выход О-триггера, пятый, второй и шестой выходы дешифратора являются соответственно вторым, третьим и четвертым выходами устройства управления.

1672411 ((! (с

I y

Фиг. 3

Редактор А. Козо риз

Заказ 2839 Тираж 259 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 (! (!

I(( ((( (I ( (! S

Составитель С.Кротова

Техред М. Морге нтал Корректор Т.Пожо