Цифровой измеритель временных интер-валов

(71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ BPEMEHFIbtX ИНТЕРВАЛОВ

Изобретение относится к измерительной и цифровой технике и может быть использовано при необходимости измерения временных интервалов между импульсами или длительностей импульсов.

Известен измеритель временных интервалов, содержащий последовательно соединенные генератор эталонной частоты, элемент совпадения и счетчик, управляющий триггер, выход которого подключен к одному из входов элемента совпадения, а вход является входом измерителя Ilj °

Недостатком данного измерителя временных интервалов является то, что1 погрешность измерения прямопропорциональна периоду следования импульсов генератора, эталонной частоты и уменьшение погрещности измерителя требует увеличения частоты эталонного генератора, что во многих случаях ограничено быстродействием счетчиков и не может быть реализовано без усложнения схемы измерителя, 2

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является цифровой измеритель временных интервалов, содержащий счетчик импульсов, вход которого подключен к выходу схемы собирания, триггеры, четыре элемента совпадения и формирователь двух сдвинутых на половину периода последовательностей импульсов образцовой частоты, выходы которого соединены с первыми входами третьего и четвертого элементов совпадения, вторые входы которых связаны с входной клеммой и первыми входами первого и второго триггеров, первые выходы этих триггеров связаны с третьими входами третьего и четвертого элементов совпадения, вторые выходы — с управляющими входами первого и второго элементов совпадения, вторые входы — с выходами первого и второго элементов совпадения, вторые входы которых соединены с выходами формирователя, выходы третьего и четвертого элементов сов!

10С Т() И (,(!Е

С О Б О,Г! и О;

7DI D. ц г

::. : С!г) -::, 0;; (; .Q

«()0(.)(+IH17 OF" а, "Ji ;.

В DГО ТР)-!Г.— - .—,:;,3 Л С ." Е B a 0 ) -;-; p((.) г: ()ЕПВ .-(3 . (!.

:с ..; Е:-1Е П1(0

T-(ОС TI) (г !., С! !

))О« " = 2

Т О )"B«. )г В о "оед!г! е. с тОв c.Î)) ÿп=

ПОИ«К,JT)«)(1. P )(. .

ГЕРа,, )IT!3(:.

Ь(. )-(В) .. (T (! с нО T p ет i= е .:.: эч МЕ-)I ().(и: ii0,(« из мерит е ((,7 ., СОС ТОИ T:) 3 ТПИ

ПЫС(Е-. ::.-Вс((33!! ...,, -,,;,

«-) «:(И j ) с! Н-:: В

«)Ег!Оr 7.,-,—,:-; ). ( и мер-.-.те;(). р;--,,:

1-)аПИГЧИЕ Е„!-: () а")1);--,:,; с н У )) ep i D,F)i a, о - „":. -. де))итв (« Bг«ои );.I)((c ви (СDDI Be7. CТЗ)(гЕ" КО).-" —... ) ..=:1(ЕВ

МЕННО(О -T)(i: РВ =() -!

")«И")DH ) 0=. 1(Г: г();„3.PI)0 .-! В Е) (5 (I)Fiг) "

«(И) )Ь HD TI «")3 (= V JI)0(ба)«)1((ей с:..

О(б)аазо I а;- с::;- е)

I« .)7(10«-«Е,- )1-)(й; т;(,(;.

КОД,")г 3ТО D 3ГПЕ(»)ЕН-г а

3 ТОМ ".О(ЧЕ) (3)(КЦИFT Из B Bi Т i, 0!

c,дд ер):;а(1(ий . () Ор;.;-;" .,= — .," - -д,

T P )I b HD C 7 P) ) И ()П ГГ): —. С С (=: «г б )," -: - ); ":)3 чика. выхода пе".гз ),,, —, го=(;. О

МЕНТОВ COB-.(аг Е.;:-.3::::;, . 31

НЫМ B ХОД i ) ="P. :: О Г;

РОВ СОО73Е Г.: ТВ.

ПЕРВОГD Т; —.:,1.:. =-F

М«г ВХ0,7 ((. 1 . О О(()

)Пя ) И KB ЕР - . Нь)И 1)(!!" «)((а (00! ра соедине)) «:о T)-) -;(..;-, .-..(0)ic): го элемента -.о:,—:. (а;:.:;;;(,-; —;. )Г-,, мента ЮИ: Оегг.,:::::устройства фиг 1 T.T =) Г; FD(B (;:,:(—,. ((,( измерителв(. Вр е(()ен))) (,", н) (= !.(6а — - б:: тае г г )7-,(лую)(()))ч образом

L — i-(с!

Е «) НИ T i а ИНГО (!3!.F;-р!)7е;,,;г((г) )!- . ) е;((!ац(! "кpа (!

Г!

8426 входных импульсов, большей двух), После окончания временного интервала на входы элементов 8 и 9 совпадения подается запрещающий потенциал U

"10 триггеры останавливаются, сохраняя на своих выходах состояния, соответствующие концу измеряемого интервала, так как следующие за моментом окончания импульса П < импульсы последовагельностей 10 и гп не проходят на lo о счетные входы триггеров через закрытые элементы 8 и 9 совпадения, а нулевой потенциал, возникающий на счетных в.-;:-.одах три — ãåðîâ 1 и 2 в момент окончания импульса U - не может их

-10

15 переключить.

По коне1ным статическим состояниям григi еров 1 и 2 можно определить ка— кой половине периода Т соответствует конец измеряемого интервала, Дпя это- ур го импо:1ьзуют элементы 3 и 4 совпадения и ИПИ 5,, их работа иллюстрируется диаграммой: сигнал на выходе элемента

ИЛИ 5 изменяется вдвое чаще, чем на выходах триггеров 1 и 2, и является 25 младшим разрядом двоичного кода измеренного интервала. Временная погрешность при этом вцвое меньше периода импульсов формирователя, т.е. равна Q,5 T, максимальная частота,импуль- ЗО сов образцовоч частоты ограничивается быстродействием параллельно работающих триггеров 1 и 2, а схема изме. рителя проще, так как у триггеров достаточно для функционирования на- 3s личия одного счетного входа, а эле— ментов 3 и 4 совпадения — двух, кроме того, число связей меньше. На диаг- . рамме проиллюстрирована также работа первого триггера счетчика 6, его вес

2 . Результат измерения фиксируется по нулевым уровням триггеров.

Устройство нормально функционирует и в случае наложения, перекрытия импульсов фор1ырователя двух

45 сдвинутых на половину периода последовательностей из-за скважности импульсов этого формирователя меньшей двух единиц. Одновременное переключение обоих триггеров 1 и 2 в одинако-5О вое состояние, противоположное исходному за счет перекрытия импульсов f0,,Гои U 0, устраняется ближай1 ((I шим импулЬсом последовательности или F "1 следующим на расстоянии.

Р половины периода T и пер еключакицим один из триггеров в то же исходное состояние, что приводит к появлению первого импульса на выходе элеме гга

ИЛИ не позднее половины периода от начала преобразования, затем триггеры поочередно переключаются со сдвигом на половину периода формирователя, Зто приводит к увеличению погрешности измерения до + 0,75 Т ...но не отказу устройства, Предлагаемое соединение счетных триггеров с другими элементами схемы, использованное в качестве выхода младшего разряда счетчика выхода элемента ИЛИ и подключение счетных

В входов триггеров к входной шине через элементы совпадения позволяет определить какой половине периода импульсов формирователя соответствует не только начало, но и конец измеряемого временного интервала, т. е. погрешность измерителя равна +0,5 1 где Тд р — период импульсов формирователя, При таком подключении частота форжрователя ограничена быстродейст= вием параллельно работающих триггеров по счетному входу, а . ля функционирования измерителя достаточно наличия только счетных входов у триггеров и двухвходовых элементов совпадения, что эквивалентно уменьшению погрешности измерителя и упрощению.его схемы, Формула изобр етения

Цифровой измеритель временных интервалов, содержащий формирователь последовательностей импульсов образ. цовой частоты, первый и второй выходы которого соединены с п ервыми входами сооТветственно первого и второго элементов совпадения, вторые входы которых подключены к входной шине, два триггера, прямые выходы которых соединены с первыми входами соответственно третьего и четвертого элементов совпадения, выходы которого через элемент ИЛИ подключены ко входу счетчика, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения устройства, выходы первого и второго элемеятов совпадения подключены к счетным входам первого и второго триггеров соответственно, инверсный выход первого триггера подключен ко второму входу второго элемента совпадения, инверс842695 юг

U, 2

ВНИИПИ Заказ 5095/55 Тираж 457 Подписное

Филиал ППП Патент", F, Ужгород, ул. Проектная,4

7 ный выход второго триггера соединен со вторым входом первого элемента совпадения, выход элемента KIH соединен с выходной шиной устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Гитис Э„И. Прео6разователи информации для электронных цифровых вычислительных устройств, N. "Энергия", 1975, с. 235.

2. Авторское свидетельство СССР

М 433444у KJIå 6 04 Р 10/04у 1977е