Многоканальное устройство для изме-рения временных интервалов b непериоди-ческих последовательностях импульсов

О Л И С A Í И Е „„gg4ggg

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социапистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 15.08.79 (21) 2810743/18-21 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) M. Кл. з

G 04 F 10/04

Гееударстеенеык кемлтет (53) УДК 621.317..361 (088.8) Опубликовано 30.05.81. Бюллетень №20

Дата опубликования описания 05.06,81 по делам кэебретений н еткрмтий « . с

fp

В. Я. Загурский и В. Ю. Ведин

l с

1.: !

4

Институт электроники и вычислительной техник 1,.;.,;

АН Латвийской CCP (?2) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ В НЕПЕРИОДИЧЕСКИХ

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЯХ ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения временных характеристик нескольких непериодических процессов, в частности в физическом эксперименте, радиолокации.

Известно устройство для измерения серии временных интервалов, содержащее генератор импульсов, ключи, счетчик, запоминающее устройство, линию задержки и расширитель (1).

Однако это устройство имеет малую точность измерения, ограниченную дискретностью младшего разряда счетчика и зависит от-предельной частоты его работы.

Наиболее близко к предлагаемому многоканальное устройство для измерения временных интервалов в непериодических последовательностях импульсов, содержащее регистр признака канала, элемент ИЛИ, адресный формирователь, счетчик-регистр, запоминающий блок, блок сравнения, сумматор, блок индикации, регистр признаков канала, формирователь номера канала, генератор, элемент совпадений, регистр-накопитель и контактные переключатели (2) .

Основными недостатками известного устройства являются невысокая точность измерения и ограниченные функциональные возможности.

Точность измерения известного устройстS ва ограничена предельной частотой счета триггеров счетчика-регистра. Необходимость обнуления их в моменты прихода измерительных импульсов приводит к уменьшению частоты счета и ошибкам дискретности младшего разряда и еще в большей мере ограничивает точность измерения. Кроме того, это устройство не позволяет измерять интервалы между любыми парами импульсов как по одному, так и по разным каналам.

Цель изобретения — повышение точности и расширение функциональных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что в многоканальное устройство для измерения временных интервалов в непериодических последовательностях импульсов, содержа20 щее элемент ИЛИ, регистр признаков канала, запоминающий блок, адресный формирователь, измерительный счетчик, регистр данных, блок сравнения кодов, сумматор и

834663 блок индикации, причем входы элемента

ИЛИ и первые входы регистра признаков канала подключены ко входам устройства, второй вход регистра признаков канала соединен с первым входом запоминающего блока, второй вход которого соединен с первым входом сумматора и первым входом регистра данных, второй вход которого соединен с выходом измерительного счетчика, выход адресного формирователя соединен с третьим входом запоминающего блока, а выход сумматора соединен с первым входом блока индикации, дополнительно введены многофазный генератор, регистр управления и блок синхронизации, первый вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, второй вход блока синхронизации соединен с первым выходом многофазного генератора и третьим входом регистра данных, а второй выход многофазного генератора соединен со входом измерительного счетчика, при этом выход блока синхронизации соединенс четвертым входом регистра данных, третьим входом регистра признаков канала и входом адресного формирователя, первый выход регистра управления соединен с третьим входом блока синхронизации, пятым входом регистра данных, четвертым входом регистра признаков канала и первым входом блока сравнения кодов, второй его выход подключен к второму входу блока индикации и второму входу блока сравнения кодов, а третий его выход подключен к второму входу сумматора, третий вход которого соединен с выходом блока сравнения кодов, третий вход которого соединен с первым входом запоминающего блока.

На фиг. 1 представлена структурная схема многоканального устройства измерения временных интервалов; на фиг. 2 — временные диаграммы работы устройства.

Устройство содержит входы 1 измерительных каналов, элементы ИЛИ 2, регистр 3 признака каналов, блок 4 синхронизации, многофазный генератор 5, измерительный счетчик 6, регистр 7 данных, запоминающий блок 8, адресный формирователь 9, регистр

10 управления, его выходы 11 — 13, блок 14 сравнения кодов, сумматор 15, блок 16 индикации.

Временные диаграммы работы устройства (для простоты рассмотрен случай трех каналов: три входа 1, четырехразрядный генератор 5, имеющий четыре выхода и двухразрядный счетчик 6, поясняющие работу устройства) содержат сигнал 17, управляющий режимами работы «Измерение»/ «Индикация» и действующий на выходе 11 регистра 10 (ТН и ТК вЂ” моменты начала и окончания сигнала 17); измерительные импульсы

18 по первому каналу; измерительные импульсы 19/по второму каналу, измерительные импульсы 20 по третьему каналу; моменты Tl, Т2; ТЗ, Т4 измерения, обусловлен5

1О

zo

25 зо

4о синхронизации до момента ТН заблокирован, и на его выходе отсутствуют сигналы стробирования. В результате на выходах регистров 3 и 7 нулевые коды сохраняются без изменений.

При подаче сигнала 17 происходит включение блока 4 синхронизации, и на его выходе появляется последовательность измерительных импульсов, поступающих по трем каналам и объединяемых элементом ИЛИ 2.

Блок 4 синхронизации обеспечивает привязку управляющего сигнала 17 и импульсной последовательности 21 с разрешением по времени ЬТ и исключает появление неполноценных выходных импульсов. Это увеличивает точность работы устройства.

Синхронизированная последовательность импульсов с выхода блока 4 поступает на ные импульсами 20; измерительные импульсы 21 на выходе элемента ИЛИ 2; измерительные импульсы 22 на выходе блока 4 синхронизации; сигналы 23 на четырех выходах многофазного генератора 5, высоко-. стабильный период Т повторения; дискретность hT измерения; сигналы 24 на выходах счетчика 6; код 25 на выходах регистра 3 признака канала; кодированные значения 26 сигналов 23 и 24, поступающие на вход регистра 7 данных; период Т полной смены значений 26; код 27 на выходе регистра 7.

Устройство имеет-два режима работы:

«Измерение» и «Индикация», которые разделены во времени. Возможен также полный останов работы устройства. В этом случае на всех выходах регистра 10 нулевые .коды, а выход блока 4 синхронизации заблокирован сигналом с регистра 10, аналогичным сигналу 17 и для простоты не показанным на временных диаграммах.

Устройство работает следующим образом.

В режиме «Измерение» в исходном состоянии (до момента ТН на фиг, 2) на выходах регистров 3, 7 и 10 адресного формирователя 9 — нулевые коды, генератор 5 непрерывно формирует последовательности с периодом Т (сигналы 23 на фиг. 2). Первая из этих йоследовательностей подсчитывается счетчиком 6. Последовательности 23 сдвинуты одна относительно другой по фазе на величину ЬТ. Период Т определяет необходимое быстродействие счетчика 6, а A T— дискретность измерения временных интер-, валов. Период. Т, может выбираться из соотношения Т = К bT, где К=2,3,4.....,К— целое число. При увеличении К может быть снижено быстродеиствие счетчика 6 при заданном h. Т либо увеличена точность измерения (за счет уменьшения АТ) без изменения его быстродействия. В рассматриваемом случае К = 8.

Поскольку сигнал 17, поступающий с выхода 11 регистра 10, отсутствует и на остальных его выходах нулевые коды, блок 4

834663

В момент ТК происходит отключение сигналом 1? регистров 3 и 7 от измерительных каналов 1, генератора 5 и счетчика 6. В блоке 4 с точностью ЬТ производится синхронизация с одной из последовательностей 23 (фиг.. 2). В результате на его выходе появляются сигналы 22, синхронизированные относительно сигнала 17 и одной из последовательностей 23. Сигналами 22 производится стробирование адресного формирователя 9, считывание из запоминающего блока 8 кодов признака канала 25 и данных 27 по адресу, определяемому формирователем 9. Эти коды записываются на регистрах 3 и 7 и поступают на входы схемы

14 сравнения и сумматора 15.

Наличие блока 4 и генератора 5 обеспечивает повышение точности работы устройства за счет исключения сбоев в счетчике 6

50 входы стробирования адресного формирователя 9 регистра 3 признака канала и регистра 7 данных, На информационные входы регистров 3 и 7 соответственно поступает последовательность 21 и кодированные значения 26 сигналов 23 и 24. Под действием стробирующих сигналов 22 на выходах регистров 3 и 7 образуются коды признаков канала 25 и данных 27. Посредством сигналов с выхода адресного формирователя 9 эти коды записываются в запоминающем блоке 8. Таким образом, процесс считывания с регистров 3 и 7 кодовых значений жестко синхронизирован с записью их в запоминающий блок 8.

Коды данных, поступающие на регистр 7, имеют периодичность появления, равную Т, ts поскольку работа многофазного генератора

5 и счетчика 6 происходит непрерывно. В моменты действия стробирующих импульсов происходит считывание кодов 27 в регистр 7 без сброса счетчика 6 в нулевое состояние.

Это позволяет повысить точность измерений за счет исключения ошибок на величину Туг при действии сигналов обнуления. (необходимых, например для известного устройства).Благодаря непрерывной работе счетчика 6 и введению генератора 5 обеспечивается уменьшение дискретности до величины ЬТ=Т, ) К/или увеличение точности измерения в К раз.

В режиме «Индикация» на выходе 11 регистра 10 устанавливается низкий уровень сигнала 17 (момент ТК, фиг. 2), на З0 выходе 12 устанавливается код признака выбираемого канала (аналогичный 25, фиг. 2) ю на выходе 13 устанавливается код управления режимом суммирования сумматора 15.

В адресном формирователе 9 устанавливается код номера ячейки запоминающего блбка 8, соответствующий порядковому номеру измерительного импульса в последовательности 22 либо нулевой код.при измерении всех временных интервалов в серии измерительных импульсов. 40 при переключении с режима «Измерениер на режим «Индикация». На выходе блока 4 отсутствуют неполноценные выходные импульсы, в результате чего исключается возможность взаимных помех при записи и считывании кодов запоминающего устройства 8.

Установленный на выходе 12 регистра 10 код сравнивается с блоком 14 с текущими значениями кодов признака канала, которые появляются в моменты действия стробирующих сигналов блока 4 на выходе регистра 3. При совпадении кодов на выходе блока 14 появляется сигнал, разрешающий суммирование в сумматоре 15 кодов данных, поступающих с выхода регистра 7. На фиг. 2 в качестве примера показаны звездочкой коды третьего канала.

Для измерения временного интервала, например между импульсами третьего канала в моменты времени Т2 и ТЗ (фиг. 2), необходимо задать в формирователе 9 код, соответствующий порядковому номеру измерительного импульса 22 в момент 1 2. Тогда при первом разрешающем сигнале на выходе блока 14 в сумматор 15 записывается обратный код данных для момента Т2 — 0111 (начиная со старшего разряда). При действии второго разрешающего сигнала блока 14 он суммируется с кодом данных для момента ТЗ вЂ” 1101. На выходе сумматора 15 появляется код 0100 (что соответствует 4), равный целому числу квантов 4Т, содержащихся в.измеряемом временном интервале.

На фиг. 2 видно, что в интервале ТЗ вЂ” Т2 содержатся 4 кванта 4Т. Максимальное значение измеряемого временного интервала между двумя рядом стоящими импульсами не должно превышать значения Т, при этом введение в счетчик 5 одного старшего разряда увеличивает диапазон измерений в два раза.

Значения кода временного интервала с выхода сумматора 15 и кода признака канала с выхода 12 регистра 10 поступают на блок индикации 16 для визуальной индикации.

В режиме «Индикация» работа устройства определяется сигналами 22 с периодом

Т >МТ, что позволяет выбрать быстродействие блока 14 сравнения кодов, сумматора 15, блока 16 индикации существенно меньшим быстродействия всех остальных блоков. При необходимости требования к быстродействию этих блоков снижают дополнительно путем подключения одного из выходов счетчика 6 к блоку 4 синхронизации вместо выхода генератора 5. Это увеличивает надежность работы устройства.

В зависимости от задаваемых кодов на выходе 13 регистра 10 и на выходе адрес-ного формирователя 9 можно задать различные режимы измерений. В частности, управляя режимом суммирования сумматора 15, можно суммировать коды, соответствующие

834663

Формула изобретения

30 моментам действия не только рядом стоящих измерительных сигналов (T2, ТЗ), но и в сериях импульсных сигналов, моменты действия которых выбраны между рядом стоящими парами, имеющими один общий импульс, например, Т2, Tl и ТЗ, Т2 и т.д. или парами разных измерительных импульсов, например, Т4, ТЗ и Т2, Tl.

Оперативно изменяя код признака канала на выходе 12 регистра 10, проводят такие измерения между измерительными импульсами разных каналов, оперативно изменяя код номера измерительного импульса на выходе формирователя 9,производят такие измерения между любыми (по номеру) импульсами разных каналов.

Предлагаемое устройство позволяет повысить точность измерения за счет уменьшения дискретности измерения независимо от предельной частоты работы измерительного счетчика, исключения необходимости 20 его обнуления и сбоев при переходных режи мах.

Устройство позволяет измерять и индицировать временные интервалы между любой выбранной парой измерительных импульсов, действующих в предлагаемом или в других каналах.

Многоканальное устройство для измерения временных интервалов в непериодических последовательностях импульсов, содержащее элемент ИЛИ, регистр признаков канала, запоминающий блок, адресный формирователь, измерительный счетчик, регистр данных, блок сравнения кодов, сумматор и блок индикации, причем входы элемента

ИЛИ и первые входы регистра признаков

8 канала подключены к входам устройства, второй вход регистра признаков канала соединен с первым взводом запоминающего блока, второй вход крторого соединен с первым входом сумматора и первым входом регистра данных, второй вход которого соединен с выходом измерительного счетчика, выход адресного формирователя соединен с третьим входом запоминающего блока, а выход сумматора соединен с первым входом блока индикации, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений и расширения функциональных возможностей, в него дополнительно введены многофазный генератор, регистр управления и блок синхронизации, первый вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, второй вход блока синхронизации соединен с первым выходом многофазного генератора и третьим входом регистра данных, а второй выход многофазного генератора соединен со входом измерительного счетчика, при этом выход блока синхронизации соединен с четвертым входом регистра данных, третьим входом регистра признаков канала и входом адресного формирователя, первый выход регистра управления соединен с третьим входом блока синхронизации, пятым входом регистра данных, четвертым входом регистра признаков канала и первым входом блока сравнения кодов, второй его выход подключен к второму входу блока индикации и второму входу блока сравнения кодов, а третий его выход подключен к второму входу сумматора, третий вход которого соединен с выходом блока сравнения кодов, третий вход которого соединен с первым входом запоминающего блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 538334, кл. G 04 F 10/04, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР № 579680, кл. G 04 F 10/04, 1976.

83466>

17

18

19

21

22

27 фиг. 2

Составитель В. Муляр

Редактор И. Ковальчук Техреду А. Бойкас Корректор М. Демчик

Заказ 4054/74 Тираж 457 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская набч д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4