Цифровой измеритель отношения временных интервалов

Цифровой измеритель отношения временных интервалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(7l ) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ОТНОШЕНИЯ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ

Изобретение относится к цифровой измерительной технике и может быть .использовано как в качестве автономн о прибора, так и в качестве устройства, BcTpaHaaeMoro в информационно- измери тельные системы.

Известен цифровой измеритель отношения временных интервалов, использующий метод деления двух числоимпульсных кодов, содержащий измеритель временных интервалов, счетчик первого интервала, управляемый делитель частоты, счетчик результирующих импульсов (1).

Управляемый делитель частоты выпол нен на базе вычитающего счетчика с клапанами перезаписи кодов.

Определение отношения временных интервалов в этОм yc rpoOcrae осуществляет», ся в процессе измерения второго временного интервала (1).

Недостатком устройства является сравнительно невысокое быстродействие, обусловленное необходимостью многократного повторного выполнею :к операции деления в течение последующих вторых временных интервалов.

Наиболее близким по технической cymности к предлагаемому является цифровой измеритель отношения временных интервалов, содержащий измеритель временных интервалов, один из измерительных выходов которого подключен к счетному входу счетчика первого интервала, кодовый выход которого связан с управляющим вхо 10 дом управляемого делителя частоты, реверсивный счетчик, счетчик результиру. ющих импульсов. Управляемый, делитель в известном устройстве выполнен на базе счетчика со схемой сравнения. Определение отношения временных интервалов в устройстве осуществляется после окончания измерения временных интервалов 2)..

Недостатком известного устройства является сравнительно невысокое быстродействие, обусловленное тем, что время выполнения операции деления пропорцио нально длительности второго временного интервала.

3 9171

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее блок измерения временных интервалов, первый выход которого подключен к счетному входу счетчика первого интервала, кодовый выход которого связан с управляющимвходом управляемого делителя частоты, реверсивный счетчик, первый счетчик результирующих импульсов, введены делитель частоты, два переключателя, второй счетчик результирующих импульсов, формирователь импульсов и элемент запре- та, причем второй выход блока измерения И временных интервалов соединен с первым, входом первого переключателя, соединен с первым счетным входом управляемого делителя частоты и с входом делителя частоты, выход которого соединен со вторым входом первого. переключателя, выходы которого соединены один — с суммирующим, другой — с вычитающим входами реверсивного счетчика, выход последнего разряда которого подключен к управляющему входу блока измерения временных интервалов, управляющий выход которого соединен непосредственно с управляющими входами обоих переключателей и первым входом элемента запре-30 та и через формирователь импулцров— с установочными входами делителя час- . тоты и управляемого делителя частоты, выход которого подключен ко входу вто- . рого переключателя и второму входу

35 элемента запрета, выход которого соединен с установочным входом реверсив-ного счетчика, выходы второго переклю-: чателя подключены к счетным входам счетчиков результирующих импульсов.

На фиг. 1 представлена структурная схема цифрового измерителя отношения временных интервалов; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство содержит блок 1 измерения временных интервалов, один из из-мерительных выходов которого подключен к счетному входу счетчика 2 первого интервала, кодовый выход которого . связан с управляющим входом управляемого делителя 3 частоты, реверсивный счетчик 4, первый счетчик 5 результирующих импульсов, делитель 6 частоты, первый переключатель 7 и второй переключатель 8, второй счетчик 9 результирующих импульсов, формирователь 10 импульсов и элемент 11 запрета. Входы

71 ф первого переключателя 7 импульсов, адин непосредственно, а другой - через делитель 6 частоты соединены со вторым выходом блока 1 измерения временных интервалов и счетным входом управляемого делителя 3 частоты. Один иэ выходов первого переключателя 7 соединен с суммирующим, а другой - с вычитак щим входом реверсивного счетчика 4, импульсный вход переполнения которого. подключен к управляющему входу блока измерения временных интервалов, а установочный вход .через элемент 11 запрета связан с выходом управляемого делителя 3 частоты и входом второго переключателя 8, один as выходов которого подключен к входу первого счетчика 5, а другой — к входу второго счетчика 9 результирующих импульсов. Управляющий выход блока 1 соединен с управляющими входами первого переключателя.

7, второго переключателя 8 и элемента

11 запрета, а через формирователь lO импульсов связан с. установочными входами управляемого делйтеля. 3 частоты и делителя 6 частоты. Индексами 12. и

13 обозначены входы блока l измерения временных интервалов,, на которые подаются соответственно первый Т и второй Т - временные интервалы. Индексами 14 и 15 обозначены выходы устрой-. ства, на которые выводятся соответственно старшие и младшие, разряды числа, представляющего результат измерения.

На фиг. 2 обозначено команда . ol

"Запуск", сигнал о на входе 12; сигнал

8 на входе 13; 2- образцовая частота ; изменение состояния Д счетчика 2;

:8 образцовая частота Я0, импульсы ясна выходе управляемого делителя 3; изменение состояния ф первого счетчика

5 результирующих импульсов; изменение состояния ц, реверсивного счетчика 4; сигнал К на управляющем выходе измерите- ля 1; импульс h на выходе формирователя 10; импульсы,м на вычитающем входе реверсивного счетчика 4; изменения состояния н второго счетчижа 9 реэультиру ющих импульсов; импульс и на импульсном выходе переполнения реверсивного счетчика 4.

Устройство работает следующим образом.

По команде Запуск" на управляющем выходе блока 1 формируется сигнал, по которому выход ущ>авляемого делителя 3 через переключатель 8 подключается к

5 . М717 счетному входу счетчика 5 и через элемент 11 запрета - к установочному входу реверсивного счетчика 4, второй измери тельный выход блока l через переключатель 7 подключается к суммирующему входу реверсивного счетчика 4. им(2) "Ь - ох а

После этого блок 1 начинает измерять пьрвый временной интервал Т», подан ный на вход 12. При этом с первого.из- 10 мерительного выхода блока l на .вход счетчика 2 поступают импульсы образ цовой частоты 4q . Сигнал с кодового выхода счетчика 2 поступает на управляющий вход управляемого делителя 3 и устанавливает в нем коэффициент деления, равный числу, фиксируемому в счетчике

2. По окончании временного интервала Т,} в счетчике. 2 фиксируется число .

° (1)

И} = 0} 4 (3) „} Йа Та на вычитающий вход реверсивного счетчика

4 поступит . К импульсов и на выходе последнего разряда счетчика 4 появляеъ ся сигнал переполнения, который поотупа

Соответственно коэффициент деления управляемого делителя 3 становится равHbIM 8. °

По окончании измерения временного. интервала Т,} начинается измерение. щ орого временного интервала Т, поданного на. вход 13 блока 1 вре менных интервалов. При этом со второго измерительного выхода последнего на счетный вход

30 управляемого делителя 3 и на вход делителя 6 поступают импульсы другой образцовой частоты 1О, выбранной для заполнения второго временного интерва-. ла Т . Одновременно импульсы этой:же частоты через переключатель 7 поступа ют на суммирующий вход реверсивного счетчика 4.

Пусть с момента начала второго временного интервала Т.2 на втором изме.рительном выходе блока 1 образуется

Nq импульсов. При этом в счетчике 4 .фиксируется код числа Й}, а на выходе управляемого делителя 3 появляется им- 4 пульс. Этот импульс через переключа тель 8 поступает в счетчик 5 и через . элемент 11 запрета — на установочный вход реверсивного счетчика 4. В счетчике 5 фиксируется.число, равное одной единице счета, а счетчик 4 устанавли вается в исходное нулевое состояню. .При прохождении следующих Я,} импульсов образцовой частоты в счетчике 5 фиксируется число, равное двум

55 единицам счета, а реверсивный счетчик

4 вновь устанавливается в исходное нулевое состояние. 3а временной интерsan Т на втором измерительном выходе

6 блока l измерения образуется Йй пульсов, равное

Допустим теперь, что за первый отре зок Т временного интервала Тр обt разуется такое количество Ng ).- . T импульсов образцовой частоты, что по окончании этого отрезка времени в счетчике 5 фиксируется число Й }, равное а счетчик 4 вновь устанавливается в исходное нулевое состояние. При этом за остальной отрезок Т временного интерва« су ла Т образуется Ь} = } . Т. импульсов образцовой частоты меньшее, чем число Й,}, соответствующее коэффициенту деления управляемого делителя 3.

Тогда, по окончании второго временного интервала Т, число в счетчике 5 не . изменяется и остается равныь N> а ! в счетчике 4 фиксируется число }"

По команде конца измерения второго временного интервала Т », формируемой блоком l, на его управляющем выходе . образуется сигнал, по которому выход управляемого делителя 3 через переключатель 8 подключается к счетному входу счетчика 9, а выход делителя 6 через переключатель 7 подключается к вычитающему входу реверсивного счетчика 4.

Одновременно по этому сигналу элемент

11 зайрета блокируется, а формирователь 10 фиксирует импульс, который устанавливает в нулевое исходное состояние счетные элементы управляемого делителя

3 и делителя 6. На второй измерительный вход блока 1 по-прежнему продолжают поступать импульсы образцовой частоты :с . При этом на выходе делите« ля 6, а следовательно, и на вычитающем. входе реверсивного счетчика 4 образуется последовательность импульсов с частотой т. о /К, где }с — коэффициент деления делителя 6, равный коэффициенту пересче-а та счетчика 9.

Через интервал времени Т, равный

7 917 ет на управляющий вход блока 1 и пере водит его в состояние, при котором ripeкращается формирование импульсов образцовой частоты 1ояе

За, интервал времени Т на вход счет- чика 9 результирующих импульсов с выхода управляемого делителя 3 поступает импульсов, равное

171 8 формула изобретения Цифровой измеритель. отношения временных интервалов, содержащий блок измерения временных интервалов, первый выход которого подключен к счетному входу счетчика первого интЬрвала, кодовый выход которого связан с управляющим входом управляемого делителя частоты, реверсивный счетчик, первый счетчик результирующих импульсов, о т л ич а н шийся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введены делитель частоты, два . переключателя, второй счетчик результиру« ющих импульсов, формирователь импульсов и элемент. запрета, причем второй выход блока измерении временных интервалов соединен: с первым входом первого переключателя и со счетным входом управ ляемого делителя частоты и с входом делителя частоты, выход которого соединен с вторым входом первого переключателя, выходы которого соединены одино суммирующим, другой - с вычитающим входами реверсивного счетчика, выход последнего разряда которого подключен к управляющему входу блока измерения временных интервалов, управляющий выход которого соединен непосредственно с управляющими входами обоих переключателей и первым входом элемента за« прета и через формирователь импульсов с установочными входами делителя частоты и.,управляемого делителя частоты, выход которого подключен к входу второго переключателя и второму входу элемента запрета, выход которого соединен с установочным входом реверсивного счетчика, выходы второго переключателя подключены к счетным входам счетчиков результирующих импульсов.

Источники информации» принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

% 523384, кл. (3 04 F 10/04, 1975. 2. Ивашев P. А. Цифровые .измерители отношения временных интервалов.

Труды ВНИИЭП Методы рассчета и конструирования средств электроизмерительной техники", 1977, с. 16, 17.!

Выражение для и с учетом (4) принимает вид:

Уж

Д Ку- .( (5) (6) я =к ц+я »

С учетом выражений (1), (3) и (5) выражение (6) принимает вид;

30 о(я ор Tr

Из последнего выражения видно, что результат измерения пропорционален отношению временных интервалов. Затраты времени, необходимые на выполнение операции деления после окончания второго временного интервала, определяются выражением (4) и пропорциональны длительности части этого временного интервала.

Предлагаемое устройство выгодно отличается от известного, так как позволяет при сохранении той же точности: сократить время, необходимое на выполнение операции деления после окончания второго временного интервала и тем самым повысить быстродействие измерителей отношения временных интервалов.

Код числа N на выходе 14 счетчика 5 cool âåòñòâóåò старшим разрядам, 20 а код числа на выходе 15 счетчика 9 соответствует младшим разрядам результата измерения, т.е. вес единицы счета счетчика 5 равен коэффициенту К пересчета счетчика 9. Таким образом, резуль- 25 тЬтом измерения является число

917171

Составитель Л. Плетнева

Редактор А. Власенко Техред А.Бабинец Корректор E. Рошко

Заказ 1887/68 Тираж 429 Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета СССР ло делам изобретений и открытий

1130З5, Москва, Ж-З5, Раушская наб., д. 4/5

Филиал llHI Иатепт", r. Ужгород, ул. Проектная, 4