Устройство для измерения длительности одиночного импульса

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ОДИНОЧНОГО И mУЛЬCA, содержащее два блока циркуляции, прямой выход первого из которых сое- . динен со своим первым входом, выход второго блока циркуляции подключен к входу элемента задержки и собственному первому входу, два счетчика, .два триггера, первый вход первого из которых подключен к входу устройства , отличающееся тем, что, с целью повышения точности в него введены три элемента ИЛИ, два элемента И-НЕ и инвертор, вход к:оторого соединен с входом устройства и установочными входами первого и второго счетчиков, выход инвертора подключен к вторым входам блоков циркуляции, прямой выход первого блока циркуляции соединен с первым .входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к прямому выходу первого триггера, а выход к первому входу первого элемента И-ИЕ, инверсный выход первого блока циркуляции соединен с первым входом второго элемента ИЛИ,.второй вход которого подключен к инверсному выходу первого триггера и первому входу третьего элемента ИЛИ, а выход - к второмувходу первого элемента И-НЕ, выход которого соединен с первым входом второго триггера, второй вход которого подключен к выходу элемента задержки и второму входу третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом сл второго элемента И-НЕ, второй вход которого подключен к выходу второго. триггера, а выход - к счетному входу второго счетчика, выход второго блока циркуляции соединен с тре-. тьим входом первого элемента И-НЕ и счетным входом первого счетчика, О) первый выход которого подключен к О) второму входу первого триггера, о ел второй выход первого счетчика соединен с третьим входом второго элемента И-НЕ и управляющими входами со блоков циркуляции.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4() G 04 F 1О 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ:

К A8TOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3576274/24-.21 (22) 08.04.83 (46) 07.07,85. Вюл. Ф 25 (72) В.И.Ванюшин (53) 621.317.761(088.8) (56) 1. Цифровые электроизмерительные приборы. Под ред. В.М.Шляндина, М., "Энергия", 1972, с. 92-100, 2. Авторское свидетельство СССР

Р 251260, кл. С 04 F 10/04, 1967. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ДЛИТЕЛЬНОСТИ ОДИНОЧНОГО ИИПУЛЬСА, содержащее два блока циркуляции, прямой выход первого из которых соединен со своим первым входом, выход второго блока циркуляции подключен к входу элемента задержки и собственному первому входу, два счетчика, два триггера, первый вход первого из которых подключен к входу устройства,отличающееся тем, что, с целью повышения точности н него введены три элемента ИЛИ, два элемента И-НЕ и инвертор, вход которого соединен с входом устройства и установочными входами первого и второго счетчиков, выход инвертора подключен к вторым входам блоков циркуляции, прямой выход первого блока циркуляции соединен с первым

„„80„„11 53 A нходом первого элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к прямому выходу первого триггера, а выход— к первому входу первого элемента

И-НЕ, инверсный выход первого блока циркуляции соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к инверсному выходу первого триггера и первому входу третьего элемента HJIH а выход — к нторому входу первого элемента И-НЕ, ныход которого соединен с первым входом второго триггера, второй вход которого подключен к выходу элемента задержки и второму входу третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом второго элемента И-HE второй вход которого подключен к выходу второго, триггера, а выход — к счетному входу второго счетчика, выход второго блока циркуляции соединен с третьим входом первого элемента И-НЕ и счетным входом первого счетчика, первый выход которого подключен к второму входу первого триггера, второй выход первого счетчика соединен с третьим входом второго элемента И-НЕ и управляющими входами блоков циркуляции. а дешифратора соединены с входами индикатора Г23.

Недостатком известного устройства является низкая точность измерения, обусловленная разрешающим временем элемента совпадения и триггера.

Цель изобретения — повышение точности измерения длительности одиночного импульса.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для измерения длительности одиночного импульса, содержащее два блока циркуляции, прямой выход первого из которых соединен со своим первым входом, выход второго блока циркуляции подключен к входу элемента задержки и собственному первому входу, два счетчика, два триггера, первый вход первого из которых подключен к входу устройства, введены три элемента ИЛИ, два элемента И-HE и инвертор, вход которого соединен с входом устройства и установочными входами первого и второго счетчиков, выход инвертора подключен к вторым входам блоков циркуляции, прямой выход первого блока циркуляции соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к прямому выходу первого триггера, а выход — к первому входу первого элемента И-.НЕ, инверсный выход первого блока циркуляции соединен с первым входом второго элемента

IllIH второй вход которого подключен к инверсному выходу первого триггера и первому входу третьего элемента

ИЛИ, а выход — к второму входу первого элемента И-НЕ, выход которого соединен с первым входом второго триггера, второй вход которого подключен к выходу элемента задержки и второму входу третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом второго элемента И-НЕ, второй вход которого подключен к выходу второго триггера, а выход— к счетному входу второго счетчика, соединен с третьим входом первого, элемента И-HE и счетным входом первого счетчика, первый выход которого подключен к второму входу первого триггера, второй выход первого счетчика соединен с третьим входом второго элемента И-НЕ и управляющими входами блоков циркуляции.

1 1166053 2

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения длительности одиночных импульсов.

Известно устройство для измерения длительности импульсов и временных интервалов, которое содержит последовательно соединенные генератор опорной частоты, ключ и счетчик к входу которого подключена линия за- 10 держки с отводами, которые через эле,мент И объединены с,входами опорного триггера, выход которого подсоединен к управляющему входу ключа 1 1 .

Недостатком устройства является низкая точность измерения.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, содержащее первый замкнутый контур циркуляции, состоящий из последовательно соединенных первой схемы собирания, первого усилителя и первого элемента задержки, выход которого соединен с первым входом первой схемы собирания и первым входом первого

25 элемента 2И, второй вход первой схемы собирания подключен к шине импульса конца интервала и к входу первого триггера, второй замкнутый контур циркуляции, состоящий из последова- . тельно соединенных второй схемы собирания, второго усилителя и второго и третьего элементов задержки, причем второй элемент задержки шунтирован ключом, вход которого соединен с пер-35 вым выходом второго триггера, выход третьего элемента задержки подключен к первому входу второго элемента 2И, к второму входу первого элемента 2И, к первому входу элемента ЗИ и к пер- 40 вому входу второй схемы собирания, первый вход которой соединен с шиной импульса начала интервала, выход первого элемента 2И соединен с первым входом второго триггера и через эле- <5 мент задержки с его вторым входом, второй выход которого подключен к второму входу элемента ЗИ, третий вход которого соединен с первым выходом первого триггера, второй выход 50 выход второго блока циркуляции которого подключен к второму входу второго элемента 2И, выход которого соединен с входом первого счетчика, выходы которого подключены к первой группе входов дешифратора, вторая группа 55 входов которого соединена с выходами второго счетчика, вход которого подключен к выходу элемента ЗИ, а выходы

1066053 з

На фиг. 1 приведена функциональ ная схема устройства; на фиг. 2 временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство содержит блоки 1 и 2 циркуляции, объединенные по входам инвертором 3, вход которого является, входом устройства, элементы ИЛИ 4 и 5, счетчик 6, триггер 7, последовательно соединенные элемент 8 задержки, 10 триггер. 9, элемент И-НЕ 10 и счетчик 11, причем первый вход элемента

ИЛИ 4 соединен с прямым выходом блока 1 циркуляции, элемент ИЛИ 12 и элемент И-НЕ 13, выход которого сое- 15 динен с первым входом триггера 9, а первый, второй и третий входы соединены с выходами соответственно элементов ИЛИ 4 и блока 2 циркуляции, выход которого соединен также с 20 .входами элемента 8 задержки и счетчика б, первый выход которого соединен с входом триггера 7, а второй выход — с управляющими входами блоков 1 и 2 циркуляции и с одним д из входов элемента И-НЕ 10, первый вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ 12, второй вход которого соединен с выходом элемента 8 задержки, а первый вход — с входом элемента ИЛИ 5 и выходом триггера 7, прямой выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ 4, причем первый вход элемента ИЛИ 5 соединен с инверсным выходом блока 1 циркуляции, а первыи вход триггера 7 и установочные

15 входы счетчиков 6 и 11 соединены с входом устройства.

Блоки 1 и 2 циркуляции выполняются на элементах цифровой логики типа

И-НЕ и элементах задержки, в качестве которых можно использовать, например, отрезки высокочастотного коаксиального кабеля.

Устройство работает следующим 45 образом.

Измеряемый одиночный импульс длительностью Ти через инвертор 3 поступает на входы блоков 1 и 2 циркуляции, на выходах которых образуется последовательность импульсов с периодом циркуляции Т«в блоке 1, и Т в блоке 2 (фиг. 2 а, б), причем Т.ч —

Тч„= йТ (1Тц — разница в периодах циркуляции, определяемая требуемой точностью измерения). Длительности

Т,, Т „ больше удвоенной длительHOCTH T

Последовательность импульсов с прямого выхода блока 1 поступает на вход элемента ИЛИ 4, а с инверсного выхода — на вход элемента ИЛИ 5, на другие входы которых поступают соот. ветственно логический "0" и логическа г!

1 с выхоцов триггера 7. Счетчик 6 подсчитывает число циркуляций в контуре, и в момент равенства числа циркуляций п = T« /2 d Тц, т. е, когда импульс, циркулирующий в блоке 2, выйдет за пределы возможного совпадения с импульсом, циркулирующим в блоке 1, сигнал с выхода счетчика 6 меняет состояние триггера 7 (момейт фиг. 2 и) ° Таким образом, на выходах элементов ИЛИ 4 и 5 формируются соответственно последовательности, показанные на фиг. 2 в, r.

Указанные последовательности импуль- сов поступают на входы элемента И-HE

13, на который также поступает последовательность с выхода блока 2, и на выходе элемента. И-НЕ 13 при совпадении на входах логических единиц образаются логические нули (фиг. 2 д), До момента t, число таких нулей соответствует числу временных совпадений импульсов, циркулирующих в обоих блоках 1 и 2. Указанные нули сбрасывают в положение логического

"0" на выходе триггер 9 (фиг. 2 ж), который устанавливается в исходное состояние задержанием в элементе 8 задержки импульсом (фиг. 2 е) с блока 2. Неиспользуемые из-за низкого разрешающего времени триггера 9 нули показаны на фиг. 2 д штриховыми линиями, Логические нули с триггера 9 поступают (фиг. 2 ж) на элемент

И-НЕ 10, на другие входы которого поступают логическая "1" с выхода в счетчика 6 и до момента t логическая "1" с выхода элемента ИЛИ 12 (фиг. 2 з), блокированного. логической

"1" с выхода триггера 7. Таким образом, счетчик 11 до момента t

1 фиксирует число импульсов на выходе триггера 9, что показано оплошной линией на фиг. 2 и. Это число отличается от действительного числа сов-. падений импульсов в блоках 1 и 2, которое показано штриховой линией на фиг. 2 и. Для восстановления действительного числа совпадений, начиная с момента t начинается

1 формирование числа совпадений импульс. са в блоке 2 (фиг. 2 б) с паузой в.1166053 блоке 1 (фиг. 2 а, в). Начиная с момента t (фиг. 2 и), импульсы, соответствующие паузе с инверсного выхода блока 1, проходят через элемент ИЛИ 5 (фиг. 2 r) на вход элемента И-НЕ 13, образуя..на.его выходе (фиг. 2 д) догические "0", соответствующие совпадению импульсов (фиг. 2 б) и пауз (фиг. 2 г). Указан" ные нули сбрасывают с положение логи«ческого "0" на выходе триггер 9 (фиг. 2 ж), который восстанавливается в исходное положение импульсом с выхода элемента 8 задержки (фиг.

2 е). Нерегистрируемые совпадения (показаны штриховой линией на фиг. 2д) не могут опрокинуть триггер 9 и он остается в положение логической "1" на выходе. Поскольку элемент ИЛИ 12 с момента t„ не блокирован логическои "1". с выхода триггера 7, то. на его выходе образуются импульсы (фиг. 2 з), соответствующие импульсам с выхода элемента 8 эадержки.

Совпадение логических единиц на . входах элемента И-НЕ 10 теперь возможно только, если не меняется состояние триггера 9 (фиг. 2 ж), т .е. когда не регистрируется совпадение импульса и паузы. Поскольку процесс "выхода" импульса блока 2 и импульса и паузы блока 1 совершенно идентичен (определяется временем разрешения элемента И-НЕ 13 и триггера 9), то счетчик 11 до момента достигает число, соответствующее г истинному числу совпадений импуль10 сов, равному М = Т„/аТ<.Момент определен повторением исходной ситуации (фиг. 2 а, б) и соответствует числу циркуляций n = (Т „/дТ ) + 1.

Это число подсчитывается счетчиком 6, 15 сигнал с выхода которого, поступая на управляющие входы блоков 1 и 2, прекращает циркуляцию импульсов, а также, поступая в виде логического

"0" на вход элемента И-НЕ 10, прекра20 щает изменение числа в счетчике 11.

Следующий измеряемый импульс, поступая на установочные входы счетчиков 6 и 11 и вход триггера 7, приводит устройство в исходное состояние, после чего процесс измерения повторяется.

Таким образом, значение длительности импульса определяется с точностью более высокой, чем в известном устройстве.

1166053

Ь ч ь М в а Ъ

Тираж 406

Заказ 4308/41

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, уп. Проектная, 4

Составитель Е. Данилов

Редактор Т. Кугрышева Техред Л.Мартяшова Корректор В. Бутяга