Цифровой измеритель отношения временных интервалов

Цифровой измеритель отношения временных интервалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(72) Авторы изобретения

P.Â.ÊîðîâèH и И.И,Ковтун (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ОТНОШЕНИЯ

ВРЕИЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ

Изобретение относится к цифровой измерительной технике и может быть использовано в системах автоматики.

По основному авт.св. Â 526853 известно устройство, содержащее первый счетчик, запоминающий регистр, установочные входы которого подключены через первые ключи к выходу первого счетчика, блок сравнения кодов, пер- вые входы которого соединены с выходами запоминающего регистра,два формирователя временных интервалов, блок управления, блок синхронизации считы" вания, второй счетчик, счетчик результата, элемент задержки и вторые ключи. При этом выход первого формиро

1$ вателя подключен к первому входу блока синхронизации считывания,выход второго формирователя подключен ко входу блока управления, первый выход которого подключен ко входу первого счетчика и ко второму входу блока синхронизации считывания, второй выход - ко входу второго счетчика, выходы которого подключены ко входам блока сравнения кодов, третий выход блока управления подключен к первым входам вторых ключей непосред. ственно, а ко вторым входам их — че- рез элемент задержки и счетчик реэуль тата, Первый выход блока синхронизации считывания подключен ко вторым входам первых ключей, второй выход к установочному входу первого счетчика, блок синхронизации считывания содержит блок выделения первой паузы, блок выделения первого импульса и интегратор, причем первыйвход блока выделения первой паузы образует первый вход блока синхронизации последнего и первый вход блока выделения первого импульса соединены между собой и образуют второй вход блока синхронизации считывания, выход блока выдвления первой паузы обт разует первый выход блока синхрони» зацйи считывания .и через интегратор подключен ко второму входу блока вы34

3 8642 деления первого импульса. выход которого образует второй выход блока синхронйзации считывания и соединен с установочным входом блока выделения первой паузы () 1, Недостаток известного цифрового

5 измерителя отношения временных интер" валов в том, что он имеет низкую точность и может давать сбои при некоторых условиях измерений.

Цель изобретения — повышение точности измерений в следящем режиме.

Поставлейная цель достигается тем, что в цифровой измеоитель воеменных интервалов введены три элемента ИЛИ

У элеме нт И и триггер, причем блокир ующий вход блока сравнения кодов через первый элемент ИЛИ подключен к первому выходу блока синхронизации считыванйя, третьеку выходу блока управления и первому входу второго элемента 20, ИЛИ и непосредственно — к первому входу элемента И, второй вход которого соединен с выходом триггера, первый выход блока сравнения кодов и выход элемента И через третий элемент 25

ИЛИ подключены к счетному входу счетчика результата,к первому входу триггера и второму входу второго элемен- та ИЛИ, выхоц которого подключен к установочному входу второго счетчи- .

36 ка, второи выход блока сравнения кодов соединен со вторым входом триггера.

На чертеже представлена блок-схема цифрового измерителя отношения speменных интервалов.

Цифровой измеритель содержит первый счетчик 1, выходы которого подключены через первые .ключи 2 к запоминающему регистру 3, выходы которого подключены к первым входам блока

4 сравнения кодов, выход первого фор" мирователя 5 подключен к первому входу 6 блока ? синхронизации считывания,выход второго формирователя 8 подключен ко входу блока 9 управле- 45 ния. Первый выход которого попключен к входу первого счетчика и к второ му входу 10 блока 7, второй выход блока 9 управления подключен icî входу второго счетчика 11, выходы которого соединены со вторыми входами блока 4 сравнения ходов, третий выход блока 9 управления подключен к первым входам первого 12 и второго 13 элементов ИЛИ, к пер55 вым входам вторых ключей 14 непосредственно, а ко вторым входам последних через поспедовательно соединенные элемент 15 задержки !

6 результата, первый выход

17 .блока 7, синхронизации считывания соединен со вторыми входами первых ключей 2, а второй выход через первый элемент ИЛИ 12 соединен с первым входом элемента И !8 и блокировочным входом блока 4 сравнения кодов, пер" вый выход блока 4 сравнения кодов соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ 19, а второй выход через последовательно соединенные триггер 20, элемент И 18, третий !9 и второй 13 элементы ИЛИ соединен с установочным входом второго счетчика

l1, причем выход третьего элемента

ИЛИ 19 соединен со входом счетчика

l6 результата и вторым вход>м триггера 20. Кроме того, блок 7 синхронизации считывания содержит блок

21 выделения первой паузы, блок 22 выделения первого импульса,интегратор 23, и второй его выход 24 подключен к установочному входу первого счетчика I, Цифровой измеритель может работать в двух режимах — стартс-опном и следящем.

В следящем режиме цифровой измеритель рабдтает следующим образом.

Первый из сравниваемых временных интервалов Т!, представленный, например, как период следования импуль .— сов, поступает на вход формирователя

5, На выходе последнего появляется, последовательчость импульсов длительностью Г! н с периодом следования

Т . Импульсы с выхода формирователя

5 поступают на первый вход 6 блока

7 синхронизации считывания, представляющий собой первый вход блока 21 выделения первой паузы.На второй вход 10 блока 7, представляющий собой второй вход блока 2! выделения первой паузы, и первый вход блока 22 выделения первого импульса поступают импульсы образцовой частоты f0 1/Т0 с первого выхода блока 9 управления. Эти

1же импульсы непрерывно поступают .на вход счетчика 1, Блок 21 выделения первой паузы формируют на выходе 17 импульс каждый раз по сладу импульсов Г,!в паузе между импульсами образцовой частоты.101, Длительность форин" руемых блоком 21 импульсов равна интервалу между спадом импульса и фронтом импульса образцовой частоты. Мак симальная длительность импульса на выходе блока 2 1 выделения первой паузы равна длительности паузы между равный по длительности Т /2, и происходит переза""св а ИФ в pemcTp

3 и сброс счетчика

Таким образом, в регистр 3 по спаду каждого выходного импульса Г1 записывается число N<,пропорциональное закончившемуся временному интервалу.

На вход второго формирователя 8 подается второй интервал Т . В еледящем режиме измерения отношения временных интервалов на вход счетчика 11 со второго выхода блока 9 управ ления непрерывно поступают импульсы образцовой частоты.

В процессе заполнения счетчика

11 импульсами образцовой частопш выбираемый в нем код непрерывно сравнивается с числом Й, записанным в регистре 3. В момент достижения равенства на первом выходе блока 4 сравнения кодов:появляется: импульс, поступающий через элемент ИЛИ 19 на вход счетчика 16 результата и первый вход триггера 20, с одной стороны, а с другой стороны, через элемент

ИЛИ !3 сбрасывает счетчик !I в исход,юе нулевое состояние. После этого заполнение счетчика 11 продолжается снова от нуля до момента достижения равенства. Затем процесс повторяется, Каждый импульс с третьего выхода блока 9 управления, соответствующий концу интервала Т» поступает на один из вхо дов ключей 14, разблокируя их, в ре" зультате чего на выходе последнего появляется число N которое подсчитывает счетчик 1б результата за. время

Т . Через время, задаваемое элементом

15 задержки и достаточное для считывания результата, счетчик 16 сбрасывается в нулевое состояние. За время T g.на вход счетчика 11 поступает и э = Тэ 602 импульсов. Блок 4: сравнения кодов сформирует столько импульсов а первом выходе, сколько раз число Й содержится в числе М2.

Следовательно, результатом измерения, снимаемым через ключи 14 с выхода счетчика 16 результата, будет число

Это выражение показывает, что результатом измерения является число, пропорциональное отношению двух временных интервалов, причем выходной реэульта" измерения выдается по концу каждого предыдущего временного интервала

5 8642 импульсами образцовой частоты О!и, если последние имеют форму меандера, то эта длительность Равна То1/2.

Импульс с выхода 17 блока 7 синхронизации считывания поступает на один кз входов ключей 2, разблокируя их. Другие входы ключей 2 подключены к выходам счетчика 1, в ре- . зультате чего в запоминающий регистр

3 по спаду входных импульсов за- 10 писывается число й,! Т - f0 наг! 041 бранное к этому моменту счетчиком 1 и пропорциональное временному интервалу Т,! . Одновременно импульс с выхода 17 поступает через элемент ИЛИ

12 на блокировочный вход блока сравнения кодов, что исключает ошибки, обусловленные возможными сбоями в работе этого блока в моменты записи кода N в запоминающий регистр 3.

Кроме того, импульс с выхода блока

21 выделения первой паузы поступает через интегратор 23 на второй вход блока 22 выделения первого импульса.

Если длительность этого импульса не

25 меньше не которо ra з аданно го з наче" ния, выбранного так, чтобы за это время произошла уверенная запись числа М1,в регистре 3, интегратор

23 формирует на выходе импульс, под" готавливающий к работе блок 22 выделения первого импульса. После этого на выходе блока 22 появляется первый после выделения блоком 2 1 паузы импульс образцовой частоты Т /2,поступающий на первь|й вход блока 22 с вы- 35 хода блока 9 управления, который,с одной стороны, приводит в исходное состояние блок 2! выделения первой паузы, а с другой стороны, проходит на выход 24 блока 7 и сбрасывает 46 счетчик в исходное нулевое состояние, исключая младший разряд, устанавливаемый в единичное состояние.

По спаду первого импульса образцовой частоты ТО1 /2 блок 7 оказывается в исходном со=тоянии, а счетчик готов к новому счету импульсов образдовой частоты о!. Далее все повторяется, как описано вьппе.

Если длительность импульса на выходе блока 21 выделения первой паузы меньше заданного значения, на выходе интегратора 23 импульс не появляется, и блок 22 выделения первого импульса остается в исходном состоянии. В результате в счетчик 1 эаписы

I вается еще одна единица, а по спаду импульса образцовой частоты на выходе блока 21 появляется импульс, 864234

Т, а тем самым в измерителе реализу ется непрерывный или следящий режим измерения отношения временных интервалов. Дпя исключения ошибок, обусловленных возможными переключениями в счетчике 16 результата в моменты считывания результата, с третьего выхода блока 9 управления подаются импульсы на второй вход элемента

ИЛИ 21, импульс с которого, поступая !О на блокировочный вход блока 4 сравнения кодов, запрещает формирование выходного импульса на время считывания результата.

Поскольку возможны ошибки в рабо- 1з те измерителя как обусловленные возможными сбоями в работе блока 4 сравнения кодов в моменты записи кода N в запоминающий регистр 3, так и возможными переключениями в счетчике gp

16 результата в моменты считывания результата на выход устройства,на блокируюыр и вход блока 4 через элемент ИЛИ 12 поступают сигналы в первом случае с выхода 17 блока, а во втором случае с третьего выхода блока

9 управления. Но длительности этих сигналов достаточно велики. Так длительность блокирующего импульса на выходе 17 достигает периода последовательности Т на первом выходе блока 9 управления, а за это время со второго выхода блока 9 на счетчик 11 могут поступать И =)<> I fog импульсов, среди которых вполне

I 3S может быть и тот, который сравняет код счетчика 11 с кодом запоминающего регистра 3.

Если блокирующий импульс пройдет

I до того, как разность кодов станет равной и, то триггер 20 останется в нулевом состоянии и блокировочный импульс на вход счетчика 16 не проходит через закрытый элемент И 18.

Тогда при достижении кодами разности и триггер 20 открывает элемент И 18

45 через и периодов последовательности

%pa срабатывает блок 4 сравнения кодов, вырабатывая на своем основнам выходе сигнал. Этот сигнал через элеЭ мент ИЛИ 19 поступает на счетчик 16 результатов, а также переводит триггер

20 в исходное нулевое состояние и через элемент ИЛИ 13 производит установку счетчика 11.

При работе цифрового измерителя в стартстопном режиме временный; интервал Т измеряется изложенным выше образом.

По команде "Запуск" подаваемой на вход запуска блока 9 управления,последний формирует импульсы образцовой частоты оз, поступающие на вход счетчика ll только в течение времени, равного интервалу Т . В остальном работа измерителя не отличается от работы в следящем режиме.

Формула изобретения

Цифровой измеритель отношения вре. ° менных интервалов, по авт. св.

11 526853, отличающийся тем, что, с целью повышения точности изМерений в следящем режиме, в него введены три элемента ИЛИ, элемент И ,и триггер, причем блокирующий вход блока сравнения кодов через первый элемент ИЛИ подключен к первому выходу блока синхронизации считывания, . третьему выходу блока управления и первому входу второго элемента

ИЛИ и непосредственно — к первому входу элемента И, второй вход которого соединен с выходом триггера,первый выход блока сравнения кодов и выход элемента И через третий элемент

ИЛИ подключен к счетному входу счетчика результата,к первому входу триг". гера и второму входу второго эле« мента ИЛИ, выход которого подключен к установочному входу второго счетчика, второй выход блока сравнения ко дбв соединен со вторым входом триггера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

В 526853, кл. G 04 F 10/00, 1975.

864234 с

Составитель Л. Плетнева

Редактор С.Лыжова ТехредИ.Рейвес Корректор О.Билак

Заказ 7782/69 Тирам 460 Иодписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открнтнй

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., д. 4!5

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