Устройство для измерения временных интервалов

 

Изобретение позволяет расширить функциональные возможности устройства измерения временных интервалов. Устройство содержит триггер 1, генератор 2 импульсов, элементы И 3 и 4, счетчики 5 и 6 импульсов и блок 8 управления . Введение блока 7 регистрации и элемента ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ 9 обеспечивает возможность измерения как максимальной, так и минимальной, длительности импульсов. Кроме того, устройство имеет возможность рабо- .тать с произвольным порядком следования длительности и измеряемых интервалов времени. 4 ил. о to (Л Фиг.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) 87 9 А1 (%4 G04F 1004

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А BTOPCH0IVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4047 134/24-2 1 (22) 07.04.86 (46) 07.08.87. Бюл. 9 29 (72) В.Г. Гладилович, Н.В. Бокарев, В.И. Лавринович и А.П. Рыжков (53) 68 1.317.77(088.8) (56) Новицкий П.В. и др. Цифровые приборы с частотными датчиками.-Л.:

Энергия, 1970, с. 350 — 353.

Гутников В.С. Интегральная электроника в измерительных устройствах.—

Л.: Энергия, 1980, с. 234,226.

Гутников В.С. Интегральная электроника в измерительных приборах.-Л.:

Энергия, 1974, с. 96, 58.

Авторское свидетельство СССР

N- 547723, кл. G 04 F 10/04, 1977. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ BPEMEHHbK .ИНТЕРВАЛОВ (57) Изобретение позволяет расширить функциональные возможности устройства измерения временных интервалов.

Устройство содержит триггер 1, генератор 2 импульсов, элементы И 3 и 4, счетчики 5 и 6 импульсов и блок 8 управления. Введение блока 7 регистрации и элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9 обеспечивает возможность измерения как максимальной, так и минимальной. длительности импульсов. Кроме того, устройство имеет возможность рабо.тать с произвольным порядком следования длительности и измеряемых интервалов времени. 4 ил.

1328789

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь I зовано при измерении временных интервалов.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения возможности измерения как максимальной, так и минимальной длительностей имПульсов, а также за счет обеспечения возможности работы устройства с произвольным порядком следования длительностей измеряемых интервалов времени. 15

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для измерения временных интервалов; на фиг. 2 временные диаграммы, поясняющие работу устройства в режиме измерения со ответственно максимальной и минимальной длительностей импульсов; на фиг. 3 — то же; на фиг. 4 — функциональная схема блока управления.

Устройство для измерения временных интервалов содержит триггер 1 с разделенным входами, генератор 2 импульсов, элементы И 3 и 4, первый 5 (суммирующий} и второй 6 (вычитающий) счетчики импульсов, блок 7 регистра- ЗО ции, блок 8 управления и элемент

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9. Блок 8 управления имеет (фиг. 1) выходы 10 — 14 и входы 15 и 16.

Выход генератора 2 подключен к первым входам элементов И 3 и 4, выходы которых подключены соответственно к счетным входам счетчиков 5 и 6 импульсов, выходы счетчика 5 импульсов соединены поразрядно с установочными входами счетчика 6 импульсов и информационными входами блока

7 регистрации. Первый вход 16 блока

8 управления подключен к входной ши-. не 17 устройства и вторым входам эле- 45 ментов И 3 и 4, первый .выход 10 бло ка 8 соединен с управляющим входом счетчика 5 импульсов, четвертый выход 11 — с управляющим входом блока 7 регистрации и первым .входом триггера 1 (с раздельными входами), второй 12 и третий 13 выходы блока 8 управления подключены соответственно к управляющему и тактовому входам счетчика 6 импульсов, пятый выход 14 блока 8 соединен с вторым входом триггера 1 (с раздельными входами), второй вход 15 блока 8 подключен к шине 18 управления устройства, первый вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9 соединен с третьим входом элемента

И 4 и выходом переноса счетчика 6 импульсов, второй вход соединен с инверсным выходом триггера 1 с раздельными входами, а выход подключен к третьему входу элемента И 3.

В качестве триггера 1 с раздельными входами может быть использован

RS-триггер.

В качестве генератора импульсов г может быть применен генератор прямоугольных импульсов, частота которого стабилизирована с помощью кварцевого резонатора.

Счетчики 5 и 6 импульсов могут быть выполнены на микросхемах, например, К155ИЕ7,„ причем счетчик 6 импульсов работает в режиме вычитания, а счетчик 5 в режиме суммирования.

Блок 7 регистрации содержит регистры памяти, дешифратора и цифровые индикаторы. Регистры памяти могут быть выполнены на О-триггерах.

Перепись результатов измерения в регистры памяти в конце измерительного цикла осуществляется по команде (фиг. 2б), подаваемой с выхода

11 блока 8 управления.

Блок 7 регистрации может представлять устройство сопряжения с

3BN.

Блок 8 управления (фиг. 4) содержит времязадающий,целитель 19 частоты, определяющий длительность измерительного цикла (фиг. 3е, 2e) устройства, и,цва генератора 20 и

21 одиночных импульсов, один из которых (генератор 21) формирует короткие отрицательные импульсы в моменты перепада уровней входного напряжения из лог. "1" в лог."0", другой (генератор 20) формирует короткие положительные импульсы так же при перепаде уровней входного напряжения из лог. " 1" в лог."О".

Кроме того, блок 8 управления со— держит три элемента 22-24 задержки, четыре элемента НЕ 25 — 28, два эле— мента И 29 и 30 и один элемент ИЛИ

31.

Устройство для измерения временньм интервалов работает следующим образом.

В исходном состоянии, когда на шину 17 устройства (фиг. 2 а, За) измеряемые импульсы не поступают, в счетчиках 5 и 6 записаны числа, рав1328789 4 сов с генератора 2 на счетчик 5 не происходит и код в счетчике 5 не изменяется.

После окончания измерительного . а 5 цикла блок 8 управления вырабатывает команду (фиг. 2Б), по которой код из счетчика- 5 фиксируется блоком 7 регистрации через некоторое время, равное 2 (фиг. 2 <,ф), происходит обнуление счетчиков 5 и. 6, а в блоке к- 7 регистрации за время измерительного цикла фиксируется максимальная длительность импульса из и поступивших на вход устройства.

Причем правильность измерения е- не зависит от порядка следования ж- длительностей входных интервалов времени.

Для перевода устройства в режим о-20 измерения минимальной длительности импульса необходимо на шину 18 упа равления подать лог. 1 1, при этом с выхода 14 блока 8 управления (фиг.3 ) поступают короткие отрицательные има 25 пульсы, а через время 2(с выхода

10 (фиг. 32) блока 8 управления— короткие положительные импульсы, соответствующие заднему фронту измеряемого импульса. ные нулю. На выходе триггера 1 и на выходе. элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9 присутствует лог. "1", а на выходе переноса счетчика 6 — лог. "0".

Для обеспечения работы устройств в режиме измерения максимальной дли тельности входного импульса (фиг.2) на шину 18 управления устройства по дается лог. "0", при этом на выходе

14 блока 8 управления непрерывно присутствует лог. "1" (фиг. 2х), фи сирующая триггер 1 в одном постоянном состоянии (фиг. 2 ).

Измеряемый импульс разрешает про хождение импульсов с генератора 2 на счетчик 5. По заднему фронту изм ряемого импульса прекращается прохо дение импульсов с генератора 2 на счетчик 5, а блок 8 управления выра батывает команду (фиг. 26), по кот рой код, соответствующий длительнос ти измеренного импульса, из счетчик

5 переносится в счетчик 6. При этом на выходе переноса счетчика 6 устанавливается лог. "1" (фиг. 2u), а н выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9 лог. "0" (фиг. 2к).

Очередной измеряемый импульс (в данном случае второй) разрешает про хождение импульсов с генератора 2 на 30 счетчик 6, при этом прохождения импульсов с генератора 2 на счетчик 5 нет. Если длительность второго импульса больше длительности первого импульса, то счетчик 6 подсчитывает 35 то же число импульсов генератора 2, которое поступает на вход счетчика

5 в течение времени существования первого измеряемого импульса, а на выходе переноса счетчика 6 устанав- 40 ливается лог. "О"., который с помощью элемента И 4 останавливает прохождение импульсов с генератора 2 на счетчик 6 и с помощью элемента ИСКЛЮЧАЮ—

ЩЕЕ ИЛИ 9 разрешает их прохождение 45 на счетчик 5.

По заднему фронту измеряемого импульса прекращается прохождение им— пульсов с генератора 2 на счетчик 5.

В результате этого в счетчике 5 запи-50 сано число, равное значению длительности первого импульса, плюс та до-. бавка (разность), на которую длительность второго импульса превышает длительность первого. 55

Если длительность второго импульса меньше или равна длительности первого импульса, то прохождение импульИзмеряемый импульс (фиг. За) разрешает прохождение импульсов с генератора 2 на счетчик 5. По заднему фронту измеряемого импульса прекращается прохождение импульсов с генератора 2 на счетчик 5, а также с помощью короткого отрицательного импульса, поступающего с выхода 14 блока 8 управления, происходит переключение триггера 1 из состояния лог."1" в состояние лог. "О" (фиг. - g) которое сохраняется до конца измерительного цикла. Одновременно с этим блок

8 управления вырабатывает команду (фиг. 3 6), по которой код, соответствующий длительности измеренного цикла, из счетчика 5 переносится в счетчик 6. При этом на выходе переноса счетчика 6 устанавливается лог ° "1" (фиг. Зм), а на выходе . элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9 остается лог. "I" (фиг. Зк), так как триггер 1 переключается в состояние лог. "О". После этого через время

Ю

У равное 2, по команде с выхода 10 блока 8 управления счетчик 5 обнуляется.

Очередной измеряемый импульс (в данном случае второй) разрешает про1328789 хождение импульсов с генератора 2 на счетчики 5 и 6.

Если длительность второго импульса меньше длительности первого, то счетчик 5 подсчитывает число импульсов генератора 2, соответствующее длительности второго импульса.

Если длительность второго импуль— са больше.или равна длительности первого, то счетчик 6 подсчитывает то 10 же число импульсов генератора 2, которое поступает на вход счетчика 5 в течение времени существования первого измеряемого импульса, на выходе переноса счетчика 6 устанавливается лог. "0" (фиг. Зи), который запрещает прохождение импульсов с генератора 2 на счетчики 5 и 6.

После окончания измерительного цикла блок 8 управления вырабатывает 20 команду (фиг. 35), по которой код из счетчика 5 фиксируется блоком 7 ре4 гистрации, а через некоторое время, равное 2 (фиг. 3, > ), происходит

2 обнуление счетчиков 5 и 6. В блоке 7 регистрации за время измерительного цикла фиксируется минимальная длительность импульса из и поступивших на вход устройства, правильность измерения при этом также не зависит 30 от порядка следования длительностей входных интервалов времени., Формула изобретения

Устройство для измерения временных интервалов, содержащее генератор им-. пульсов, выход которого подключен к первым входам первого и второго элементов И, выходы которых соединены со счетными входами соответственно первого и второго счетчиков импульсов, триггер, блок управления, первый вход которого подключен к входной шине устройства, а первый и второй выходы соединены с управляющими входами соответственно первого и второго счетчиков импульсов, о т л и ч а ющ е е с я тем,, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и блок регистрации, причем входная шина устройства подключена к вторым входам первого и второго элементов И, третий вход первого элемента И подключен к выходу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ, первый вход которого соединен с третьим входом второго элемента И и выходом переноса второго счетчика, тактовый вход которого соединен с третьим выходом блока управления, четвертый выход которого подключен к управляющему входу блока регистрации и первому входу триггера, второй вход которого соединен с пятым выходом блока управления, а выход — с вторым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выходы первого счетчика импульсов поразрядно подключены к установочным входам второго счетчика импульсов и информационным входам блока регистрации, второй вход блока управления подключен K шине управления устройства.

1328789

Составитель Л. Плетнева

Техред М.Ходанич Корректор Л. Пилипенко

Редактор О. Головач. Тираж 370 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 3487/49

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