Устройство для измерения временного интервала

Устройство для измерения временного интервала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в автоматике, вычислитель ной технике, при- .боростроении. Устройство содержит 1 генератор 1 импульсов, RS-триггер 2, D-триггеры 3, 4, элемент ИЛИ 5, счетные триггеры 6, 7, элемент И 8, счетчик 9 импульсов. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) ((! ) (я)ю G 04 F 10/04

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4887498/21 (22) 04.12.90 (46) 07.02,93. Бюл. t4. 5 (71) Самарский филиал Научно-исследова. тельского института технологии и организации производства двигателей (72) В.В.Беззубцев (56) Авторское свидетельство СССР

hh 1741559, кл. G 04 Е 10/04, 1990, 2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕННОГО ИНТЕРВАЛА (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в автоматике, вычислительной технике, при.боростроении. Устройство содержит 1 генератор 1 импульсов, RS-триггер 2, D-триггеры

3, 4, элемент ИЛИ 5, счетные триггеры 6, 7, элемент И 8, счетчик 9 импульсов. 5 ил.

1793426

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в автоматике, вычислительной технике, приборостроении, Известно устройство для измерения временного интервала, содержащее генератор импульсов, RS-триггер, S- u R-входы которого подключены соответственно к шинам "Старт" и "Стоп", элемент И, первый вход которого подключен к выходу генератора, счетчик, счетный вход которого подключен к выходу элемента И, а информационные выходы подключены к труппе шин результата измерения, элемент

ИЛИ.

Недостатком известного устройства является низкая точность измерения, так как в нем не учитывается составляющая погрешности измерения, вызванная неопределенностью временного положения стэрт-импульса относительно импульсной последовательности генератора.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является устройство для измерения временного интервала, содержащее генератор импульсов, R-триггер, два О-триггера, элемент ИЛИ. элемент И, счетный триггер и счетчик. Прямой выход генератора соединен с первым входом элемента И и с тактовым входом второго D-триггера. S- u R-входы RS-триггера подключены соответственно к шинам

"Старт" и "Стоп", прямой выход — к О-входам первого и второго О-триггеров, соответственно прямой и .инверсный выходы которых подключены к входам элемента

ИЛИ, выход которого подключен к тактовому входу счетного триггера, выход счетного триггера подключен к шине поправки, а S: ход — к шине "Сброс" и к входу обнуления счетчика, счетный вход которого подключен к выходу элемента И, а информационные выходы подключены к группе шин основной части результата измерения, Недостатком известного устройства является его сравнительная сложность.

Цель изобретения — упрощение устройства за счет сокращения объема оборудования и количества связей.

Цель достигается тем, что в устройство для измерения временного интервала, содержащее генератор импульсов, RS-триггер, два D-триггера, элемент ИЛИ, элемент

И, счетный тритгер и счетчик, причем прямой выход генератора соединен с первым входом элемента И и с тактовым входом первого О-триггера, а инверсный вход — c тактовым входом второго О-триггера, S- u

R-входы RS-триггера подключены соответственно к шинам "Старт" и "Стоп", прямой

Устройство работает следующим образом, Генератор 1 формирует на своих выходах прямую и инверсную импульсные последовательности типа меэндр с периодом

55 r. Триггер 2 находится в состоянии "0", обеспечивая "0" на D-входах триггеров 3,4, которые вследствие этого по С-входам также установятся в "0", и элемент И 8 закрыт для импульсов генератора 1. Перед изменением импульсом по шине 15 счетчик 9 и триггер 7

45 выход подключен к 0-входам первого и второго О-триггеров, прямой и инверсный выходы которых соответственно подключены к первому и второму входам элемента ИЛИ, выход которого подключен к тактовому входу счетного триггера, выход которого подключен к шине поправки, а S-вход — к шине

"Сброс" и к входу обнуления счетчика, счетный вход которого подключен к выходу элемента И, а информационные выходы подключены к группе шин основной части результата измерения, введен дополнительный счетный триггер, тактовый вход которого подключен к выходу основного счетного триггера, прямой выход — к дополнительной шине ."Знак", а R-вход подключен к шине

"Сброс", при этом второй вход элемента И подключен к прямому выходу второго 0триггера.

На фиг, 1 представлена функциональная схема устройства для измерения временного интервала; на фиг, 2 — 5 — временные диаграммы работы устройства.

Устройство для измерения временного интервала содержит генератор 1 импульсов, RS-триггер 2, D-триггеры 3,4, элемент ИЛИ

5, счетные триггеры 6,7, элемент И 8, счетчик 9, Прямой выход генератора 1 подключен к первому входу элемента И 8 и к

С-входу 0-триггера 3, а инверсный выход— к С-входу триггера 4. S-вход триггера 2 подключен к шине 10 "Старт", à R-вход — к шине

11 "Стоп". Выход триггера 2 подключен к

0-входам триггеров 3,4„прямой и инверсный выходы которых подключены к входам элемента ИЛИ 5. Второй выход элемента И

8 подключен к выходу триггера 4, а выход— к счетному входу счетчика 9, информационные выходы которого подключены к групповой шине 12 основной части результата измерений. Тактовый вход триггера 6 подключен к выходу элемента ИЛИ 5, а прямой выход — к шине 13 поправки и к тактовому входу триггера 7, выход которого подключен к дополнительной шине 14 "Знак". Шина 15

"Сброс" подключена к входам обнуления счетчика 9 и триггера 7 и к входу установки триггеров.

1793426 обнулятся, 0-триггер 6 установится в "1" по

S-входу".

В момент начала измеряемого интерва»а Тк на шину 10 поступает старт-импульс, устанавливая триггер 2 в "1", а в момент

Окончания Тх на шину 11 поступает стоп-импульс, возвращая триггер 2 в исходное состояние. Таким образом, на прямом выходе триггера 2 формируется строб-импульс, длительность которого равна длительности х.

Случай, когда начало и конец строб-импульса приходятся на нулевые состояния прямой импульсной последовательности, Иллюстрируется временными диаграммами фиг.2. Начало строб-импульса находится в ббласти t1...tz, а окончание — в области 16„ ty.

herxo вычислить, что максимальная и минимальная длительности строб-импульса, выраженные через z; составляют

Тмакс = t7 11 = 4,5 т, Тмин=tá 12=3,5K

Рассмотрим формирование результата измерения. С началом строб-импульса на

0-входах триггеров 3,4 устанавливается "1" и в момент tz по перепаду О/1 прямой импульсной последовательности триггер 3 устанавливается в "1" по С-входу. Триггер 4 устанавливается в "1" в момент тз в результате воздействия на его С-вход перепада

О/1 инверсной импульсной последовательности, С момента 1э элемент и 8 открыт для импульсов генератора 1. По окончании строб-импульса на D-входах триггеров 3,4 вновь установится "0", и в момент ty триггер

3, а в момент 1з триггер 4 возвращаются в исходное состояние. В интервале 1з..,1в через элемент И Я на вход счетчика 9 поступают четыре счетных импульса, в интервале . 17„.1з на обоих входах элемента ИЛИ 5 потенциал "0", и íà его выходе формируется

"отрицательный" импульс, под воздействием которого триггер 6 опрокидывается, устанавливается в нулевое состояние, Поскольку на шине 13 поправки — "0", то результат измерения составляет

N =4 г, а погрешность измерения 1Л < 0,5 г.

На фиг. 3 иллюстрируется случай, когда начало строб-импульса приходится на нулевое состояние прямой импульсной последовательности (t1...tz), а конец — на единичное состоячие этой последовательности (t5.„t6).

Максимальное и минимальное значения измеряемого интервала, очевидно, составят

Тмакс = 16 — t1 = 4 г, Тмин = 15 tz 3 Г, Аналогично предыдущему случаю в момент tz триггер 3, а в момент tz триггер 4 устанавливаются в "1™. По окончании стробимпульса первым в "0" устанавливается

5 триггер 4 в момент t6, а потом в момент ty— триггер 3, B интервале 1з.;лб на вход счетчика 9 поступают три импульса, n=-3, Триггеры 6,7 не изменяют своего состояния, поэтому по окончании измерения

10 на шине 13 — "1", а на шине 14 — "0", Код поправки

Р=+0.5r, так как "0" на шине 13 означает "3", а ".1" означает "-".

15 Результат измерения составляет

Nu = и+Р = 3 +0,5 Г= 3,5 7, очевидно погрешность измерения Л!

«3,5 с."

На фиг. 4 представлен случай, когда на20 чало строб-импульса приходится на единичное состояние (tz".t3), а окончание — на нулевое состояние (ta."ty) прямой импульсной последовательности. Здесь максималь, ное и минимальное значения измеряемого

25 интервала составляют

Тмакс=17 t2=4T

Тмин = 16 — 1З = 3 Т.

Как видно иэ эпюр, с началом строб-импульса в единичное состояние устанавлива30 ется триггер 4 в момент тз, а триггер 3 — в момент tel. В интервале тз..я4 на выходе элемента ИЛИ 5 формируется импульс, по которому триггер 6 опрокидывается, устанавливаясь s "0", По окончании стробимпульса первым в "0" возвращается триггер 3 в момент ty, а затем в момент сев триггер 4 При этом в интервале ty..лз на выходе элемента ИЛИ 5 вновь формируется импульс, по которому триггер 6 вновь о ipo40 кидывается, устанавливается в "1", По перепаду О/1 на выходе триггера 6 опрокидывается триггер 7, устанавливается в "1", На шинах 13, 14- "1", что означает величину поправки

45 Р=-0,5т, В интервале тз..лв через элемент И 8 на вход счетчика 9 поступают четыре счетных импульса, т.е.

n=4.

Очевидно, что результат измерения Nu =

=и+Р =4 т+ 05z = 3,5т; IЛ! «05 т, На фиг. 5 начало и окончание строб-импульса, приходятся на единичное состояние прямой импульсной последовательности:

Тмакс = t6 tz = 3,5 т;

Тмин = В-u = 2,5 т .

Здесь, как и в предыдущем случае, в интервале tç.„t на выходе элемента ИЛИ 5 формируется импульс, и в момент ь1 триггер

1793426

Ф

Ф о р м ул а и зоб рете н и я выходкоторогоподключен ктактовомувхоУстройство для измеренйя временного 35 ду счетного трйггера, выход которого поди,.--терзала„ыдержащее генератор импуль-: . ключен к шине поправки, а S-вход — к шине сов. RS--григrep, два О-триггэра; элемент "Сброс" и к входу обнуления счетчика, счетИЛ Л, элемент И, счетный триггер и счетчик, ный вход"которого подключен к выходу злепричем прямой выход генератора соединен мента И, второй вход которого соединен с с первым входом элемента И и с тактовйм, 40 прямым выходом второго О-триггера, а инвходом: первого О-триггера, а инверсный формационными выходами устройства яв-выход — с тактовым входом второго О-триг- ляются групповые шины основной части гера, S- и Й-входы RS-триггера подключены " результата измерения, о т л и ч а ю щ е е с я соответственно к шинам "Старт" и "Стоп", " тем, что, с целью упрощения устройства, в прямой выход подключен к О-входам перво- 45 него введен дополнительный счетный

ro и второго О-триггеров, прямой выход пер- триггер, тактовый вход которого подключен вого О-трйггера и инверсный выход второго к выходу основного счетного триггера; пряD-триггера подключены соответственно к мой вйход — к дополнительной шине "Знак", первому и второму входам элемента ИЛИ, à R-вход подключен к шине "Сброс".

6 устанавливается в "0". Элемент И 8 открывается в момент тз, По окончании строиб-импульса состояние "1" возвращается, триггер

4 в момент te. закрывая элемент 8, а триггер

3 устанавливается в "0". Как видно из зпюр, триггер 6 до конца йзмерения в нулевом состоянии, т,е. P - О.

В интервале тз..ле на вход счетчика поступают три счетных импульса, т.е, и = 3, Тогда результат измерения составляет йц =3r, а погрешность измерения l Ы ф0;5г, как и в предыдущем случае, Погрешность измеренйя не превышает

0,5 r и в тех случаях, когда начало и/или конец строб-импульса совпадают. Пусть начало строб-импульса приходится на момент

tz, а окончание - на момент te. При этом длительность йзмеряемого йнтервала

Тх = ts-t2 = 3,5 т;

8 момент ф срабатывание триггера 3 имеет вероятностный характер. В момент t< вероятностный характер имеет срабатыварг«е триггера 4.

Если триггер 3 срабатывает в момент tz, а t ai«rrep 4 в момент t7 не успевает срабо; а ь, "то устройство работает в соответствиис зпюрами фиг. 2, и результат измерения составит

N-4ã.

Если и триггер 4 успевает сработать в

5 момент t2, то устройство работает с соответствии с фиг.3:

Йц3,5й

Если в момент 4 триггер 3, а в момент

te триггер 4 не успевают сработать, что ре10 зультат измерения формируется в соответствии с фиг.4:

И.-3,5Т.

Если триггер 3 в момент t2 не сработал, а триггер 4 в момент te успевает сработать, 15 то. результат измерения формируется по фиг.5;

Йц Зх.

Сравнивая измеренные значения с дей ствительными видим, что погрешность из20 мерения не превышает 0,5i.

Таким образом, предлагаемое устройст- во обеспочивает точность измерения такую же, что и прототйп, при этом имея меньший объем оборудования, исключаются два ло25 гическйх элемента, а вместо одного из Отриггеров используется счетный триггер.

1 793426

1: 3426

Составитель В, Беззубцев

Техред М.Моргентал . Корректор E. Папп

Редактор С, Кулакова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 504 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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