Устройство для дискретного измерения временных интервалов

Устройство для дискретного измерения временных интервалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСКРЕТНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ, содержащее элемент И, элемент ИЛИ и элемент задержки, вход которого .подключен к выходу элемента ИЛИ, а выход к первому входу элемента И, выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ, второй вход ко ,торого является входом устройства, отличающееся .тем, что, с целью повышения быстродействия и точности измерений, в него введены распределитель, элемент НЕ и счетная декада, причем выход элемента ИЛИ подключен к входу распределителя и входу старшего разряда счетной декады, первый, второй, третий и четвертый выходы распределителя соединены с управляющими входами счетной декады, пятый выход распределителя через элемент НЕ подключен к второму входу элемента И.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК

У5Н G 04 10. 04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И (ЛНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3362127/18-21 (22) 27.11.81 (46) 15.05.83. Бня. 9 18 (72) Т. И. Демьянчук и С. M. Белей (53) 681.325.3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 726487, кл. 0 01 и 28/00, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 699486, кл. 6 04 F 10/04, 1977. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСКРЕТНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ содержащее элемент И, элемент ИЛИ и элемент задержки, вход которого ,подключен к выходу элемента ИЛИ, а выход к первому входу элемента Й, вы„„SU„„1018102 A ход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ, второй вход ко- торого является входом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я,тем, что, с целью повышения быстродействия и точности измерений, в него введены распределитель, элемент НЕ и счетная декада, причем выход элемента

ИЛИ подключен к входу распределителя и входу старшего разряда счетной декады, первый, второй, третий и четвертый выходы распределителя соединены с управляющими входами счетной декады, пятый выход распределителя через элемент НЕ подключен к второму входу элемента H.

1018102

2 ° Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что счетная

1 декада содержит четыре разряда, причем вход каждого 1-го разряда, кроме старшего, соединен с первым вы ходом (i+1)-го разряда, управляющие входы разрядов соединены с соответствующими управляющими входами декады, а вторые выходы разрядов являются информационными выходами декады.

3. Устройство по пп 1 и 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем., что каждый из разрядов счетной декады содержит два элемента ИЛИ элемент НЕ, три элемента И, триггер и элемент задержки, вход которого соединен с выходом первого элемента И и первым входом

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения временных интервалов и периода повторения импульсов.

Известно устройство для измерения 5 периода, содержащее формирователь,. счетчик, пересчетный блок, триггер, генератор, селектор, элементы И, ИЛИ (1).

К недостаткам известного устрой- fp ства относятся его сложность и невоэможность использования для измере. ния временных интервалов наносекундного диапазона.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является рециркуляционный преобразователь времякод наносекундного диапазона, содержащий элемент ИЛИ, два элемента задержки, элемент И, счетчик g2) .

Недостатком этого преобразователя является низкое быстродействие, так как количество циклов циркуляции большое и прямопропорциональное длительности измеряемых импульсов (напри мер при измерении импульса длительностью 100 нс с дискретностью 1 нс необходимо циклов

100НС

9 = — =100

"НС

30 и время не менее t n 100 нс =, 10000 нс).

Кроме того, преобразователь харак. теризуется низкой точностью измерения из-за искажений, вносимых элементами задержки при многократной цирку- З5 ляции измеряемого импульса.

Цель изобретения — повышение быстродействия и точности измерений устройства.

Укаэанная цель достигается тем, 40 что в устройство для дискретного извторого элемента И, второй вход которого подключен к выходу элемента

1 задержки, а выход - к входу триггера и первому входу первого элемента

ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента И, а выход является первым выходом разряда, выход триггера является вторым выходом разряда и соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого является управляющим входом разряда, а выход подключен непосредственно к первому входу первого элемента И и через элемент НŠ— к первому входу третьеГо элемента И, второй вхоД которого соединен с вторым входом первого элемента И и является входом разряда. мерения временных интервалов, содержащее элемент И, элемент ИЛИ и элемент задержки, вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ, а выход к первому входу элемента И, выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ, второй вход которого является входом устройства, введены распределитель, элемент НЕ и счетная декада, причем выход элемента ИЛИ подключен к входу распределителя и входу старшего разряда счетной декады, первый, второй, третий и четвертый выходы распределителя соединены с управляющими входами счетной декады, пятый выход распределителя через элемент НЕ подключен к второму входу элемента И.

Кроме того, счетная декада содержит четыре разряда, причем вход каждого i-ro разряда, кроме старшего, соединен с первым выходом (i+1)-ro разряда, управляющие входы разрядов соединены с соответствующими управляющими входами декады, а вторые выходы разрядов являются информационными выходами декады.

При sToM каждый из разрядов счетной декады содержит два элемента ИЛИ, элемент НЕ, три элемента И, триггер и элемент задержки, вход которого соединен с выходом первого элемента

И и первым входом второго элемента

И, второй вход которого подключен к выходу элемента задержки, а выходк входу триггера и первому входу первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента И, а выход является первым выходом разряда, выход триггера является вторым выходом разряда и соединен с первым входом второго

1018102 элемента ИЛИ, второй вход которого является управляющим входом разряда, а выход подключен непосредственно к первому входу первого элемента И и через элемент НŠ— к первому входу третьего элемента И, второй вход которого соединен с вторым входом первого элемента И и является входом разряда.

На фиг. 1 изображена блок-схема предложенного устройства, на фиг. 2 - 10 временные диаграммы его работы.

Устройство содержит элемент 1 И, элемент 2 ИЛИ, элемент 3 задержки, распределитель 4, элемент 5 HE счетную декаду 6, которая содержит четы- 15 ре разряда 7-10, каждый разряд содержит два элемента 11 и 12, ИЛИ, элемент 13 HE три элемента 14, 15 и 16 .

И, триггер 17 и элемент 18 задержки.

На .фиг. 2 изображено: Й - изме- 2О ряемый импульс на входе устройства; о - циркулирующие импульсы на выходах элементов 1 И и 2 ИЛИ; 4 д, и Ж вЂ” импульсы, подаваемые распределителем на управляющие входы разрядов 7-10 соответственно; ) импульс с последнего выхода распределителя, ц., к., Л,,к. — импульсы на первом выходе разрядов 7-10 соответственно;н, и, — импульсы на втором информационном выходе разрядов 7 и

10 соответственно.

Задержка элемента 3 выбирается больше длительности максимального измеряемого импульса (фиг. 2, время

t -tp ) B качестве примера взята 35 только одна декада с двоично-десятичной системой счисления в коде

4-2-2-1, т.е. элемент 18 задержки в разряде 7 имеет задержку 4 нс, в разряде 8 и 9 — 2 нс, в разряде 4{)

10 - 1 нс.

При необходимости устройство может иметь несколько последовательно соединенных счетных декад.

Устройство работает следующим об- 45 разом.

Измеряемый импульс длительностЬю

tq -, (например 5 6 нс, фиг. 2a ) циркулирует по контуру: элемент 2 ИЛИ элемент 3 задержки 1И элемент 50 (фиг. 1 и 2о ) . При этом он подается на вход разряда 7. От первого импульса на выходе элемента 2 ИЛИ распределитель подает уровень логической "1" на управляющий вход разряда

7 (фиг. 2 ), чем запрещает с помощью элемента 13 HE прохождение измеряемого импульса через элемент 16 И и разрешает его прохождение через элемент

15 И, причем элемент 18 задерживает . этот импульс на время t -с, = 4 нс 60 о прежде, чем он попадает на один из входов элемента 14 И. На другой вход элемента 14 И попадает измеряемый импульс без задержки и (так. как измеряемый импульс равен 5,6 нс, а задерж-65 ка элемента 18 равна 4 нс} на выходе элемента 14 И появляется импульс длительностью - с. 1,6 нс (фиг.2и) который через элемент -11 ИЛИ попадает на первый выход. разряда 7 и, кро.ме этого, изменяет состояние триггера 17. При этом сигнал логической "1" с выхода триггера 17 (фиг 2И) через элемент 12 ИЛИ разрешает в процессе измерения прохождение измеряемого импульса через элемент 15 И и запре« щает его прохождение через элемент

16 H. Следующий импульс с элемента

2 ИЛИ изменяет снова состояние распределителя 4, и уровень логической

"1" теперь подается на управляющий вход разряда 8 (фиг. ?2.), где происходит аналогично разрешение прохождения импульса длительностью 1,6 нс через элемент 15 И, но так как элемент 18 имеет задержку 2 нс, а им» пульс с выхода разряда 7 длительностью t .-tg — — 1,6 нс, то на выходе элемента 14 И в этот момент нет импульса, и триггер 17 не изменяет своего состояния. Третий импульс с элемента 2 ИЛИ изменяет снова состояние распределителя 4, и уровень логической "1" подается на управляющий вход разряда 9 (фиг. 2У) . Так как триггер 17 разряда 8 находится в исходном состоянии, а с распределителя 4 на управляющий вход разряда 8 подается логический "0" (фиг. 2Ъ) то импульс с первого выхода разряда

7 проходит по цепи: элемент 16 И— элемент 11 ИЛИ разряда 8, и попада— ет на вход разряда 9, где также не изменяет состояния триггера 17, так как длительностью его t>- t6 1,6 нс

C 2 нс (фиг. 2K). Четвертый импульс с элемента 2 ИЛИ изменяет снова состояние распределителя 4 н уровень логической "1" подается на управляющий вход разряда 10 (фиг. 2 ). Им пульс с выхода разряда 8 через цепи следующих рахрядов, аналогичные разряду 8, попадает на вход разряда 10 (фиг. 2Л) и через элемент 15 И на элемент 18, где задерживается на 1 нс.

Тогда на выходе элемента 14 И появляется импульс (фиг. 2м., время tg ), который изменит состояние триггера

17 (фиг. 2и.) . Пятый импульс с элемента 2 ИЛИ изменяет снова состояние распределителя 4, и уровень логи.ческой "1" через элемент 5 HE с по1мощью элемента 1 И запрещает циркуляцию измеряемого импульса (фиг. 2ф).

После времени ty можно с информационных выходов разрядов считывать ,информацию .о длительности измеряемого импульса, которая равна: разряд 7 - логическая "1", разряды 8 и 9 - логический "0", разряд 10 логическая "1", т.е. это будет 4 +

+ 1 = 5 нс.

1018102

3) 1 k

Составитель П. Плетнева

Редактор М. Келемеш Техред T.Фанта Корректор A. Ильин Заказ 3542/47 Тираж 411 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Введение новых узлов и связей позволяет уменьшить количество циклов циркуляции, за счет чего увеличивается быстродействие и точность измерения, Например, при измерении импульса длительностью 100 нс с дискретностью 1 нс необходимо две декады, при этом нужно всего 8 циклов циркуляции, а время измерения составляет не менее 800 нс, что на порядок меньше, чем у известных устройств.