Устройство для отсчета времени

Устройство для отсчета времени

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к технике отсчета текугдего времени с помощью электронных устройств. Цель изобретения - повьпиение точности отсчета времени. Устр-во содержит шину 1 синхронизации , триггеры 2,12,13, генератор 3, ршну 4 начальной установки, элементы И 5-8, 16,17, ИЛИ 9 и 10, инвертор 11, делитель 14 частоты, счетчик 15 времени, элемент ИЛИ-НЕ 18, запоминающее устр-во 19, счетчик 20 задержки, коммутатор 21, состояпцш из триггера 22, инвертора 23 и элементов И 24 и 25. Введение новых элементов и образование новы« связей между элементами устройства позволяет производить автоматическую полную коррекцию темпа отсчета при привязке показаний устройства к сигналам точного времени. 5 ил. 1C (/)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„„SU„„1379771 (51)4 0 04 С 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 39?6102/24-10 (22) 17.07.85 (46) 07.03.88. Бюл.М 9 (71) Центральное конструкторское бюро гидрометеорологического приборостроения (72) А.И.Тимухин (53) 681.11(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 717711, кл. 0 04 С 3/00, 1978.

Авторское свидетельство СССР

У 712805, кл. 0 04 С 3/00, 1978. (54) УСТРОЙСТВО д1И ОТСЧЕТА ВРЕМЕНИ (57) Изобретение относится к технике отсчета текущего времени с помощью электоонных устройств. Цель изобретения — повьпчение точности отсчета времени. Устр-во содеркит щину 1 синхронизации, триггеры 2,1?,13, генератор 3, нину 4 начальной установки, элементы И 5-8, 16,17, элементы ИЛИ

9 и 10, инвертор ll делитель 14 частоты, счетчик 15 времени, элемент

HJIH-НЕ 18, запоминающее устр-во 19, счетчик 20 задержки, коммутатор ?1, состоящий из триггера 22, инвертора

23 и элементов И 24 и 25. Введение новых элементов и образование новых связей между элементами устройства позволяет производить автоматическую полную коррекцию темпа отсчета при привязке показаний устройства к сигналам точного времени. 5 ил.! 3797

55

t! 1<«б J)

i<" 11< :fl«BOB 1!IO В T lift T< PЛХ sJ)O)ttf < ITO

p;)х к<)м<)tt;IIII IK <).н клх, )лектр

Ч;1< Д . И Т 11, 11ель и )o)7p<. ò» í) f)I — )н) выл< ние точН«1 ГИ О7 ГЧЕТЛ RP

< I< T7 1fp)f привязке 11 клал))ий устройг i 1«л к T».tttf, IIл ф)11 . 1 1) J) tfB< ;1» TI,7 А нк)п)онлл) нля гх< мл у<-тр 7иствл; нл фиг.2 — времен!

11,)Е Дll;1 1- P 1!1! <Ы < )O J)>1)1 POB ti!I)IB Т,I К ТОНЫХ

1)лкетс в; нл )иг. 3 — вреlf» TT)tè». дилI Г,)м)11 Т> ил.-п гтр))ру) ние выполнение л ) ррекllll)1 тем))л о T<1÷». Të при О;)ережлпем х< де устройствл; íà фиг.4 т<) же, 1)p)f oTB TOT)IIeм ходе; нл фиг.5

11: неII< IIII)t < Остояния триггеров B зл1 пг)f <)<.7)f От и< ложеция пс)ступлищих

;Г)1)УЛ) СОВ TO

5, второй 6, третий 7 и четвертый

8 )л<менты И, первыи 9 и второй 10 элементы И. IИ, HIIBертор 11, второй 12 и третий 13 тригг» ры, делитель 14 з0 ч;)гто7)1, счетчик 15 времени, пятый 16 и н<)стой !7 элементы И, элементы ИЛИ—

1!1 . 8, i

19, счетчик 20 злдержки и комму)л—

Тор 21 1,1держки, состоящий из триггерл ?", пнверторл ?3 и седьмого ?4 и Bnc),мого 25 элементов И.

С<)етн) 1)1 вход делителя 14 частo Tf.t сс единен с пеpRI II1 выходом коммутлтора

1 члд» ржки> ВТороА выхОд кОТОрОГО 40 подкличен к счетному входу счетчикл

"0 злдержки. Выход генератора 3 .с<7динен с и< рвыми входлми элементов И

5 и 6, л выход элемента И 5 подкличен к пеppotT) входу коммутатора ?1 4, злдержки, второй вход которого подклич» и к в) )х<лду элемента KIH-HI . I ß.

Р!инл 1 cHttxpn)IHBлции соединенл с вход<)м устлновки в единицу тригг ера

2, прямой выход которого подкличеп к первому входу э.)емента И)!И 9, Bxnду установки в единицу триггера 12 и второму вхо,цу элемента И 6, соединенного выходом с перв)гми входами элементов И 7 и 8. !)1инл 4 начальной установки соединена с вторым входом элемента И11И 9, входом сбросл счетчикл !5 времени и входом стробл злписи злпоминлиг)егo устройства 19, вычитл71

2 !

c)1!(1f)i 1i с!ммируищи 1 входы которогo подк..п«ен)1 соответственно к выходам эл< t.t< tt T<1B И 16 и 17.

В).lxoIT элемента И 8 соединен с перв))м)1 входами з. -ментл И 16 и элементл И !И !О, выход которого соединен с гумы))рск)зим входом счетчика 15 времени, 7 второй вход подкличен к BH ходу гчетчика 20 задержки и первому вхс;1у элемента Ш1И-HI . 18. Выхо, элемент,i И 7 соединен с первым входом элем< нтл И !7 и вычитаи)чим входом счетчика 15 времени, нулевой выход ксторого подкличен к входу сброса триггера 2 соединенного своим инверс-1 ным выходом с вторым входом элемента

И 5. Стлрний разряд счетчик7 15 времени соединен с вторым входом элементл И Ч„ счетными входами триггеров !

2 и 13 и через инвертор 11 с вторым входс м элемента И 7.

Вторые входы элементов И 16 и 17 подкличены к выходу триггера 13, подкличенного входом IJ к в Тхору триггерл 12, вход 1) которого подкличен к Об)чей I÷èíå устройства. Выход элемента И)1И 9 соединен с третьим входом коммутатора 21 задержки и входом сброг.л делителя 14 частоты, выход переполнения которого подкличен к второму вхс д элемента И)1И-ИЕ 18 и вход., гтробл злписи счетчика 20 задержки, подклг ченного своими входами данных порлзрядно к выходам запоминлищего устройства 19.

Устройство работает следуищим

<эбррзом.

При вкличении устройства на щину

4 нлчлльной установки пода тся одиночны)1 импульс (извне или от встроенного который устанавливает в нулевое состояние счетчик

15 времени, а тлкже (через элемент

И31И 9) делитель 14 и триггер 22, Этот же импульс, поступив на вход строба злписи ЭУ 19, Обеспечивает запись в него числа 1!О, двоичньп) эквивалент которого постоянно подкличен к информационным входам записи ЗУ 19.

Счетчик 15 времени, установленный в нулевое состояние, формирует на своем нулевом выходе импульс, поступаищий на I-; — Bõoä триггера ?; последний также перекличается в нулевое состояние.

Генератор 3 формирует непрерывнуи последовательность опорных импульсов с ч чстотой следования f, . Опорные им- пульсы через элементы И 5 и 24 посту1379771 паит на счетный вход делителя 14 частоты, который ведет их счет от нуля и до заполнения, когда на его выходе формируется импульс переполнения.

Импульс переполнения поступает на вход С строба записи счетчика 20 задержки, благодаря чему в него поразрядно переписывается число, хранящееся в ЗУ 19. Импульс переполнения с выхода делителя 14 частоты также иннертируется элементом ИЛИ-НЕ 18 и поступает на счетный вход триггера

22, По заднему фронту импульса триггер 22 перекличается н единичное состояние. Потенциал инверсного выхода триггера 2? запирает элемент

И 24 и останавливает работу делителя

14 частоты. В снов очередь, потенциал прямого выхода триггера 22 разрешает прохождение опорных импульсон через инвертор 23 и элемент И 25 на счетный вход вычитания счетчика

20 задержки. В темпе следования опорных импульсов счетчик ?О задержки последовательно списывает число, записанное в него, до перехода в нулевое состояние, когда на его выходе формируется импульс. Этот импульс через элемент ИЛИ-HЕ 18 FTHM HH 3p фронтом переводит триггер 22 в исходное нулевое состояние. Поочередная работа делителя 14 частоты и счетчика 20 задержки далее циклически повторяется, причем в каждом цик35 ле в счетчик 20 задержки заносится содержимое ЗУ 19, а число опорных импульсов, состанляищих каждый цикл (объем тактового пакета) ° (1) 40 пт Е + Mî+ ш;э,где Š— емкость делителя частоты 14;

М, — среднее значение числа, хранящегося н ЗУ 19; ш . — текущее отклонение числа, 45

1 хранящегося в ЗУ 19, от среднего значения М .

Импульс с выхода счетчика 20 задержки, формируемый в конце каждого тактового пакета, подается через эле50 мент ИЛИ 10 на счетный вход суммирования счетчика 15 и используется как тактовый импульс при отсчете времени.

При включении устройства, когда нет еще достоверной информации о текущей частоте, опорных импульсов, в Зу 9

55 в качестве кода коррекции заносится среднее его значение Мо Изменяя число M o + m;, хранящееся в ЗУ 19 (код коррекции), можно корректир<— вать объем тактового пакета и, тем самым, период следования тактовых импульсон (фиг.?).

Импульс точного времени, поступивший на шину 1 синхронизации, переключает триггер 2 н единичное состояние. Нулевой потенциал его иннерсн го выхода прекращает прохождение опорных пчпульсон через элемент И 5.

Единичный потенциал прямого выходя триггера 2 через элемент Ш1И 9 уст»нанливает делитель 14 частоты и тригГер 22 в нулевое состояние. Этот же потенциал разрешает прохождение опорных импульсов через элемент И 6, Дальнейший ход коррекции зависит от состояния счетчика 15 времени.

Если до прихода импульса точного времени отсчет нремени велся с опережением, то к моменту приходя импульса счетчик 15 заполняется, переходит и нулевое состояние и насчитывает некоторое число тактовых икпульсон л11.

Поскольку величина погрешности отс .е— та в11 намного меныче числа М тактовых имнульсон за период Т (а следоватепьно,и емкости счетчика 15) то старший разряд счетчика (5 имеет нулено:t потенциал, который через иннертор li разрешает прохождение опорных имгул сон (импульсон досчета, с выхода эле-. мента И 6 через элемент И 7 на вход вычитания счетчика 15, который на ll нает ускоренный счет н обратном направлении — к нулевому состоянии.

Если отсчет времени велся с отставанием, то к приходу импульса точногвремени выход старшего разряда счетчика времени имеет единичный потенциал, который разрешает прохождение опорных импульсов с выхода элемента

И 6 (импульсов досчета) через элемент

И 8 и элемент ИЛИ 10 на вход суммирования счетчика 15, который в этом случае начинает ускоренный досчет в прямом направлении до заполнения и перехода в нулевое состояние. При переходе в нулевое состояние счетчик

15 меняет потенциал на выходе старшего разряда, что соответствует для последуищих счетчиков времени недостающей единице переноса.

В обоих случах коррекция показаний завершается переходом счетчика

15 в нулевое состояние, формированием на его нулевом выходе импульса, который, поступая на R-вход триггера ?, !

379771 устанавливает триггер в исходное <1<у:1евое ) состояние. Устройство возобнов.1яет отсчет времени. Существенно, что в обоих случаях коррекции покл.3лний для перевода счетчика 15 в ну5 левое состоя13ие требуется числг им33ульсов досчетя, рлвное откг<о3<е1313к3

<1<лктического отсчета чис:1л тлкт 3вых им;<ульсов .3л истекший период "1 от 1р Ф номинального нх числа 11:,1II =, < ф — + 11 + г. )11 + 11) (2)

<1 <е13;<дно, что для устранения погрещ1<ости необходн".<о установить код коррекции И, + г.;,, при к тором виполпя<.тся рлненсTI3n (3) ЗО

Совместное реl 1

+ 1!о) ,!

Л11 что

11 или с учетом т< го, (11„+ m, ) — (1.1, +,) = ------ 111.

Е+ ".1, 4О (4) Тлким образом, для устранения погрегн<ости отсчета <1 1 необходимо код коррекции изь<енить на величину, еи

31ропорционлль3<у31. Причем при опережении ходя код коррекции следует увеличить, при отстлвлнии — уменьшить.

В целях упрощения технической реализации I3 предлагаемом устроистве принято конструктивное допущение

Е + 10=

55 при котором (<3 + " :., — (I", + In; 3 = . I,, (5) тт< обстоятельство используется для корр<тк31ии ходя o T< I< тл. 3я период Т между двумя II IIII

Tn Tbl 1, и, к;1к результат, б I:I<3 ОАор

1.IIIpnI3lIIк> I: + т . 1 тлктових импульсов, то с учетом I ) и для осуществления коррекции хода достлточ33о импульсь1 досчетл, поступаиг<ие при коррекции показаний нл счетчик 15, одновременно подать нл соответству33щие сче l ти Зе входы ВУ 19. В

1313< <ц<яглемом устройстве эти импульсы проходят через элемент И 16 или 17 (фиг.3 и 4 3.

Результаты коррекции ход l удовлетворительни при условии, ITo погрешность отсчета 4II получена за один интервал Т. В том случае, если предыдущие импульсы точного времени llo теM или иным причинам не поступили, погрешность отсчетл накапливается; коррекция хода в этом случае может привести к резкой рясстройке работы устройства. 11<тя исклк3че33ия влияния подобно<о накапливания погре<яности отсчета служат 11-триггеры 12 и 13.

Входи тактов этиХ триггеров подклк3че3<и к виходу стлр1чего разряда счетчика 15, на ко гором в середине интервала Т формируется положительный перепад напряжения.

При прохождении этого перепадя триггер 12 всегда устанавливается в нулевое положение (так как его вход имеет потенциал логического нуля по .тоянно), а триггер 13 принимает состояние, в котором был триггер 12 до приходя перепадя, и сохраняет это состояние до прихода следук333тего переттлдл с виходл счетчика 15.

Триггер 12 может устанавливаться в единичное состояние только при поступлении и.<пульса точного времени высоким потенциалом с прямого выхода триггера 2. Таким образом, если в начале интервала времени Т поступает импульс точного времени, триггер

12 находится в единичном состоянии первуи половину этого интервала, триггер 13 — с середини этого интервала до серединь3 следувгтего. Поэтому при поступлении очередного импульса точного времени импульси д<3с <етл проходят через один из элементов И !

6 или 17 и код коррекции изменяется.

Если импульс точного времени пропущен, триггер 12 остается в нулевом состоянии, в середине интервлла Т григгер 13 также проходит в нулевое состояние, поэтому нулевым потенциаJIoM егo прямого вихода элем<нти И 16 и 17 закрь<вл33тся. Следовательно, корректиру33тся только показания счет137977! чика 15, а код коррекции сохраняется без изменения (Лиг.51.

Формула изобретения

У(тройстно для отсчета времени, содержащее генератор, запоминаищее устройство, счетчик времени, коммутатор задержки, делитель частоты и счетчик задержки, причем счетный вход делителя частоты соединен с первым выходом коммутатора задержки, второй выход которого подкличен к счетному входу счетчику задержки, о т л и ч а и щ е е с я тем, что, с цельи повыгчения точности отсчета времени путем автоматической полной коррекции темпа отсчета при привязке показаний устройства к сигналам то»(ного времени, и него введены гчина синхронизации, нина начальной установки, три триггера, несть элементов И, дна элемента ИЛИ, иннертор и элемент HJIH-НЕ, а счетчик времени выполнен в виде реверсивного счетчика, запоминаищее устройство выполнено в виде реверсивного счетчика с гчинами предварительной записи и счетчик задержки выполнен н ниде вычитаищего счетчика, причем выход генератора соединен с первыми входами первого и второго элементов И, выход первого элемента И подкличен к первому входу коммутатора задержки, второй вход которого подкличен к вы35 ходу элемента И!1И-НЕ, нина синхронизации соединена с входом установки в 1 первого триггера, прямой выход которого подкличен к первому входу первого элемента ИЛИ, входу установки в "1" второго триггера и второму входу второго элемента И, соединенного выходом с первыми входами третьего и четвертого элемептог

И, ганна начальной уcrапонкп соeд:п(еня с вторым входом первого элемепта

Иг1И, входом сброся счетчик; врем».J(1! и входом стробя записи з аггомгп(яи(»»» го устройства, нычитаигчий и с уммируи(чий входы которого подкличены соотн .тстненно к выходам пятого и;честого элементов И, ньгход четвертого элем» нт

И соединен с первыми входами пятого элемента И и второго элемента И. 1И, нь.ход которого соединен с суммируиггим входом счетчика времени, я второй вход второго элемента Ш1И подкличен к ньгходу счетчика задержки и первому входу элемента И1И-HE выход третьего элемента И соединен с первым нх» дом щестого элемента И и н».гчитяи(чим входом счетчика времени, нулевой выход которого»нэдкличен к входу сброса первого триггера, соединенного своим инверсным вьгходом с вторым входом перного элемента И, старг(чгй разряд счетчика времени соединен с вторым входо»м четвертого элемента И, счетными входами второго и третьего триггеров и чеpt з иннертор — с вторым входом третьего элемента И, вторые входн пятого и гчестого элементов И псдклвчены к ььгходу третьего триггера

» подкличенного своим входом Г к выходу второго триггера, вход Р которого подкличен к оГ>шей гчине устрой.-.тня, выход первого элемент, ИЛИ соедине( с чретьим входом коммутатора »алержки и входом сброся д"гителя частоты, выход переполнения которого подкличен к второму входу элеменrë И11И-НЕ и входу стробя записи счетчика задержки, подкличенного своими входами данных поразрядно к выходам запоминяищего устройстна.

1379771

ЗЛ 05

ДСЛЖ77РЛ ЮГ/Я 7Ю

3Л ИЛИ-НЕ

Tp&zPEp

ЗЛ l/Ë

Е СЛ7жж Ю 1

Л7 ф7М7/

®луис гаолян. древни

7;ООРГеб Г

Су. 1Г8ре ежг оocглm7аoяxюeиueе

ФааУ Г"

РмгпФ нулю о+ <с

Зопоиинакщее

gcmpoucmdb Ю сосл ояние

1 3797 71

Жчлуяьс та /и. Времени

Tpuzzep 2

@emeute 1Х

8pewe//u

Сослюя юе д / 0 Г

Выкод нуля

За ю" иножщ усср. 1Ó, С(7О77ОЯИ4/Г

qù7 4

Фм/7. арочного

8pewe u /,О//2РГО 2 !

7, ОУ22ГО f2

7pu_#_ /У