Измеритель однократных коротких интервалов времени

Измеритель однократных коротких интервалов времени

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е (1918930

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советсиик

Социапистичвснмк

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное K авт. сеид-ву (22)Заявлено 01.08.80 (2! ) 2968773/18-21 с присоединением заявки М(53)М. Кл. феудлрстеклей квинтет

CCCP ав делам «заеретелкй и вткрыткв

С 04 F 10/04. (2З) Приоритет

Опубликовано 07. 04. 82 Бюллетень Мт 13 (53) УДК 681 ° 325 °.3(088.8) Дата опубликования описания 07.04.82 (72) Автор изобретения

E.È.Èâîíèí (71) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ОДНОКРАТНЫХ КОРОТКИХ

ИНТЕРВАЛОВ ВРЕМЕНИ

Изобретение относится к измери» тельной технике и может быть использовано для измерения однократных коротких инТервалов времени, ограниченных импульсами сложной формы.

Известно устройство для измерения и регистрации энакопеременного им« пульсного процесса сложной формы, содержащее семь нуль-органов, входы которых соединены с источником сигнала и блоком пороговых напряжении, 1В регистр, состоящий из семи триггеров, соединенных с выходами счетчика, преобразователь кода, две группы по семь в каждой дифференцирующих

IS цепей, две многовходовые схемы ИЛИ, два вентиля, входы которых подключены к восьмому триггеру управления, двухвходовую схему ИЛИ, выход которой соединен с формирователем строба адреса, генератор образцовой частоты,и запоминающий блок I1).

Недостатком этого устройства является невысокая точность измерения временных интервалов и невысокая точность регистрации особых точек, а также относительная сложность устройства, обусловленная необходимостью регистрации импульсного процесса сложной формы.

Известен измеритель коротких интервалов времени, содержащий два дискриминатора уровней напряжений, входы которых соединены со входом измерителя, выход первого дискриминатора соединен со вторым установочным входом первого триггера, а выход второго дискриминатора через первую схему. ИЛИ - с первым установочным входом первого триггера, шина

"Сброс" соединена с первыми установочными входами второго, третьего, четвертого и пятого триггеров непосредственно и через первую схему ИЛИ с первым установочным входом первого триггера и с,установочным входом второго счетчика. Выход кварцевого генератора соединен с первыми входа° .

3 g>Sg ми второй и третьей схем ИЛИ, а вто- рой выход второго триггера соединен с третьим входом третьей схемы ИЛИ.

Счетный вход третьего счетчика соединен с выходом четвертой схемы ИЛИ, первый вход которой соединен с выходом кварцевого генератора, второйс входами второй и третьей схем ИЛИ и с выходом пятого триггера, третийс входом второй схемы ИЛИ и с вторым 10 выходом первого триггера и через схему задержки импульсов с первым установочным входом шестого триггера, а четвертый - с первым входом третьего триггера, с счетным входом 1 четвертого триггера и с первым входом первой схемы ИЛИ-НЕ, второй вход которой соединен с вторым входом второй схемы ИЛИ-НЕ, с счетным входом третьего триггера, с Первым выходом первого триггера и с вторым установочным входом шестого триггера, а третий вход первой схемы ИЛИ-НЕ соединен с третьим входом второй схемы ИЛИ-HE и с выходом шестого

23 триггера, выход первой и второй схем

ИЛИ-HE соединен с установочными входами третьего и первого счетчиков соответственно, а первый вход второй схемы ИЛИ-НЕ соединен с вторым вы30 ходом третьего триггера и с входом второй схемы ИЛИ (2).

Недостатком устройства является невозможность измерения коротких интервалов времени, ограниченных импульсами сложной формы, на заднем фронте которых наблюдаются колебания относительно заданного уровня, а также невозможность измерения средней длительности однократных импульсов сложной формы на заданном уровне.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является измеритель коротких интервалов времени, содержащий два дискриминатора, вход каждого из которых подключен ко входу измерителя, выход первого дискриминатора подключен к первому входу первого триггера, а выход второго дискриминатора - ко второму входу первого триггера, первый выход которого соединен с первым входом первого элемента И-НЕ, а второй выход с первым входом второго элемента И-НЕ, второй триггер, первый вход которого подключен ко входу "Старт" измерителя, а выход - к первому входу третьего элемента И-НЕ, ко второму входу которого подключен первый выход

30 4 третьего триггера, четвертый триггер, управляющие входы которого соединены с управляющими входами измерителя, четвертый элемент И-НЕ, пятый триггер, кварцевый генератор, выход которого через первый элемент И-НЕ соединен со счетным входом первого счетчика и через третий элемент И-НЕ со счетным входом второго счетчика, вход установки "0" которого подключен к шине "Сброс", с которой соединены входы установки "0" всех триггеров и первого счетчика. Кроме того, это устройство содержит два счетчика, причем второй выход третьего тригге» ра подключен ко второму входу второго элемента И-НЕ и к первому входу элемента И, второй вход которого подключен ко второму выходу первого триггера, а выход - к выходу установки нуля третьего счетчика, выход которого подключен к каждому из элементов И-НЕ, выход кварцевого генератора соединен со счетными входами тре« тьего и четвертого счетчиков, через второй и четвертый элементы И-НЕ соответственно, выход второго триггера подключен к третьему входу четвертого элемента И-НЕ, вход установки "0" четвертого счетчика и дключен к шине

l l I I

Сброс измерителя, счетный вход пятого триггера подключен к первому выходу первого триггера, а выход - к счетному входу четвертого триггера (3).

Недостатком известного устройства является невозможность измерения усредненных временных параметров од-. нократных импульсов сложной формы, т.е. недостаточно широкие функциональные воэможности.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устрой- . ства.

Эта цель достигается тем, что в измеритель однократных коротких интервалов времени, содержащий кварцевый генератор, пять триггеров, пять счетчиков, семь элементов Й-НЕ и два дискриминатора, вход каждого из которых подключен к входной шине измерителя, выход первого дискриминатора подключен к Sвходам первого и второго триггеров, а выход второго дискриминатора - к первому r-входу первого триггера, единичный выход которого соединен с первым входом первого элемента И-НЕ, а нулевой - с первыми входами второ5 918 . 30 G го, третьего и четвертого элементов На фиг,1 приведена структурная

И-НЕ единичный выход второго триг- схема устройства; на фиг 2 - входной гера соединен с первым входом пятого импульс, временные параметры кото о1 р лемента И-НЕ, а нулевои - с первым го измеряются на уровне U„, входом шестого элемента И-НЕ, 5-вход s Устройство состоит из дискриминатретьего триггера соединен с шиной горов 1 и 2 уровней напряжения, сра"Старт" измерителя, единичный выход батывающих соответственно при увелитретьего триггера соединен с вторым чении и уменьшении по модулю импульвходом шестого элемента И-НЕ и пер- са до пороговой величины (U„), кварвым входом седьмого элемента И-НЕ, Io цевого генератора 3, триггеров 4-8, единичный выход четвертого триггера счетчиков 9-14, элементов 15»2З И-ЙЕ соединен с вторым входом третьего Измеряемый импульс подается по шине элемента И-НЕ, а нулевой - с вторым 24. На шину 25 подаешься сигнал входом первого элемента И-НЕ, выход "Старт", Шина 26 служит для привекварцевого генератора .соединен с 15 дения измерителя в исходное состоятретьими входами первого, третьего и ние. Шины 27 и 28 - управляющие вхошестого элементов И-НЕ и с вторыми ды измерителя, входами пятого и седьмого элементов Измеритель работает следующим обИ-НЕ, выходы первого, третьего, пя- разом. того, шестого и седьмого элементов 2о При подаче на шину 26 нулевого

И-НЕ

Е соединены со счетными входами логического сигнала "Сброс" триггесоответственно первого, второго, ры 4-8 и счетчики 10, 11, 12 и 14 устретьего, четвертогО и пятого счет- танавливаются в нулевое состояние. чиков, выход второго элемента И-HE При этом на выходе счетчика 11 и на соединен с установочным входом пер- 25 первом выходе счетчика 14 устанавливого счетчика и счетным входом пято- вается единичный логический сигнал, го триггера, управляющие входы кото- а на втором выходе счетчика 14 - нурого подключены к управляющим шинам левой логический сигнал. измерителя, первый выход третьего На два входа элемента 16 И-НЕ посчетчика соединен с вторым входом 30 ступают единичные логические сигналы четвертого элемента И-НЕ, выход ко- с первого выхода счетчика 14 и с нуторого подключен к 5-входу четвер- левого выхода триггера 5, в результого триггера, второй выход третье- тате чего на выходе элемента 16 И-НЕ го счетчика соединен с вторым и тре- устанавливается нулевой логический тьим входами соответственно второго з сигнал и счетчик 9 устанавливается в и пятого элементов И-НЕ, выход пято- нулевое состояние. го счетчика соединен с третьим и На первый вход элемента 23 И-HE четвертым входами соответственно поступает сигнал логической единицы седьмого и третьего элементов И-НЕ, с выхода счетчика 11 а на второйII II

Э шина Сброс соединена с R-входами д сигнал логического нуля с единичновсех триггеров и с установочными го выхода триггера 5, в результате входами третьего, четвертого и пято- чего на выходе элемента 23 И-НЕ го счетчиков, введены шестой счетчик присутствует сигнал логической едии восьмой и девятый элементы И НЕ; ницы и состояние счетчика 13 неопрепричем первый вход восьмого элемен- 4 деленно (счетчик 13 не обнуляется). та И-НЕ соединен с единичным выходом третьего триггера, второй вход - с, Таким образом, з исходное состоянулевым выходом четвертого триггера, ние все триггеры 4-8 и счетчики 9-12 третий вход соединен с выходом квар- и 14 находятся в нулевом состоянии, цевого генератора, а выход под ючен 50 а тояние счетчика 13 - н-опредек счетному входу шестого сче-.чика, ленно. Элементы 15 . 17, 20, 2,, 18 и установочный вход. которого подключен 22 И-HE закрыты нулевыми логическик шине "Сброс" измерителя, первый ми сигналами с выходов соответствуювход девятого элемента И-НЕ подклю- щих триггеров 5-7 и следовательно чен к выходу пятого счетчика, - сигналы с выхода кварцевого генера55 второй вход - к единичному выходу тора 3 на счетные входы счетчиков первого триггера, а выход - к 9-14 не подаются. устаНовочному входу второго счет- При поступлении сигнала "Старт" чика. на шине 25 измерителя, триггер 4

18930 8

1О

tS

ЗО

" 35

45 до значения Un (точка 33 на фиг.2) 7 9 перебрасывается в единичное состоя-, ние, разрешая прохождение импульсов с кварцевого генератора 3 через элементы 17, 20 и 21 И-НЕ на счетные входы счетчиков 10-12. Начинается отсчет временных интервалов й1, g,tg (фиг.2),причем счетчик 12 совместно с кварцевым генератором 3 и элементом 21 И-НЕ измеряют интервал t1,, счетчик 10 - интервал t и счетчик

ll - интервал

При увеличении {по модулю) входного импульса, поступающего на шину

24 до порогового значения 0 (точка

29 на фиг.2), срабатывает дискриминатор 1 и перебрасывает триггеры 5 и 6 в единичное состояние. Нулевой логический сигнал с нулевого выхода триггера 6 закрывает элемент 21 И-НЕ в результате чего измерение интервала t< счетчиком 12 заканчивается и в счетчике 12 хранится информация, пропорциональная интервалу

Единичный логический сигнал с еди ничного выхода триггера б раэоешает прохождение импульсов с кварцевого генератора 3 через элемент 18 И-НЕ на счетный вход счетчика 14. Время переполнения счетчика 14 (Интервал

t ) выбирается больше времени дребезга на переднем фронте измеряемого (входного) импульca (ty ) и меньше суммы (tg, +t ) т,е. t), < tg

Единичный логический сигнал с единичного выхода триггера 5 открывает элемент 15 И-НЕ, в результате чего начинается процесс измерения интервала .t< счетчиком 9, одновременно этот же сигнал, поступая на второй вход элемента 23 И-НЕ, устанавливает на его выходе нулевой ло гический сигнал, в результате чего счетчик 13 обнуляется.

При уменьшении (no модулю) входного импульса (точка 30 на фиг.2) до значения Um (дребезг) срабатывает дискриминатор 2 и триггер 5 возвраща ется в нулевое состояние, закрывая элемент 15 й-НЕ и через элемент 16

И-НЕ обнуляя счетчик 9. .Одновременно нулевой логический сигнал с выхода элемента 16 И-НЕ, поступая на счетный вход триггера 8, перебрасывает последний в единичное состояние, что сигнализирует о наличии дребезга. На управляющие шины

20 и 21 поданы логические управляющие сигналы таким образом, что триггер 8 удерживается в этом состоянии вне зависимости от сигналов на его счетном входе.

При новом увеличении (по модулю) входного импульса до значения Un (точка 31 на фиг.2) дискриминатор 1 срабатывает, триггер 5 устанавливается в единичное состояние и так же как и в предыдущем случае счетчик 9 начинает отсчет времени t (отсчет начинается с нуля). Далее работа устройства повторяется.

При последнем увеличении входного импульса до значения 0п (точка 32 на фиг.2) дискриминатор l срабатывает, триггер 5 устанавливается в единичное состояние и счетчик 9 начинает отсчет времени t (отсчет опять начинается с нуля).

Через время сф счетчик 14 переполняется и нулевым. логическим сигналом со своего первого выхода закрывает элементы 18 и 16 И-НЕ, в результате чего счет интервала времени tg прекращается, и на первом выходе счетчика 14 остается нулевой логический сигнал, на втором выходе - единичный, а сигнал обнуления счетчика 9 с выхода элемента 16 И-HE пройти на установочный вход счетчика 9 уже не может, так как этому препятствует нулевой логический сигнал с первого выхода счетчика 14. Единичный логический сигнал с второго выхода счетчика

14, поступая на первый вход элемента

19 И-НЕ не препятствует прохождению нулевого логического сигнала с выхода элемента 19 И-НЕ íà S-вход триггера 7, однако в данный момент этот сигнал не поступает, так как на второй вход элемента 19 И-НЕ подается нулевой логический сигнал с нулевого выхода триггера 5.

При уменьшении входного импульса срабатывает дискриминатор 2 и триггер

5 возвращается в нулевое состояние.

Нулевой логический сигнал с единичного выхода триггера 5 закрывает элемент 15 И-НЕ, в результате чего счетчик 9 останавливается, сохраняя информацию, пропорциональную интервалу t .Îäíoâðåìåííî единичный логический сигнал с нулевого выхода тригге-.

Применение предлагаемого изобретения значительно расширит функциональ9 918930 10 ра 5 устанавливает на выходе элемен-, лю входного импульса до значения Un та 9 И-НЕ нулевой логический сиг- счет» 13 б счетчик 3 о нуляется, а при каждом нал, в результате чего триггер 7 опуменьшении.- начинает отсчет интеррокидывается в единичное состояние. вала времени

Нулевой логический сигнал с нулево- П

$ ри последнем уменьшен 1и входного выхода триггера 7 закрывает эле- го сигнала до значения U (точка 3б мент 17 И-НЕ в результате чего

S на фиг .?) счетчик 13 начинает отсчет счетчик 10 и ек а ает ч т прекращает счет импульсов интервала t ь (отсчет начинается с кварцевого генератора 3. нуля).

В счетчике 10 хранится информа- 10 Процесс продолжается до тех пор ция, пропорциональная интервалу пока не переполнится счетчик 11. Вре(фиг.2). Одновременно этот же сигнал мя переполнения счетчика 11 (интерс нулевого выхода триггера 7, посту- вал t5) выбирается больше суммы инпая на третий вход элемента И-НЕ 15 тервалов (+Ц ), где tgz- допустиудерживает последний в закрытом сос- $ мое время колебаний (время дребезга) тоянии, вне зависимости от состояния на заднем фронте входного импульса. триггера 5, и тем самым сохраняет ин- При переполнении счетчика 11, формацию об интервале tz в счетчике нулевой логический сигнал с его вы9 при переходе триггера 5 в единич- хода закрывает элемент 22 И-НЕ, осное состояние. танавливая тем самым счет импульсов

Одновременно нулевой логический кварцевого генератора 3 счетчиком сигнал с единичного выхода триггера 13. В счетчике 13 хранится информа5 закрывает элемент 23 И-НЕ и сиг- ция, пропорциональная интервалу вренал "Сброс", поступивший с выхода мени элемента 23 И-HE на установочный . $ ОдновРеменно нУлевой логический вход счетчика 13, снимается. сигнал с выхода счетчика 11, закрыОдновременно единичный логичес- вая элемент 23 И-НЕ, блокирует цепь кий сигнал с единичного выхода триг- прохождения сигнала "Сброс" на усгера 7 разрешает прохождение импуль- тановочный вход счетчика 13 ОдновРе,сов с выхода кварцевого генератора 30 менно этот же выходной сигнал с вы3 на счетный вход счетчика 13 через хода счетчика 11 закрывает элемент элемент 22 И-. НЕ ° Счетчик 13 начина- 20 И-НЕ, в результате чего счетчик ет отсчет интервала времени tL (точ- 11 прекращает счет импульсов кварце-. ка. 33 на фиг.2). вого генератора 3. В счетчике 11

При увеличении по модулю входно3$ хранится информация пропорциональS

ro импульса (точка 34 на фиг.2) до ная интервалу времени ty. значения U> (дребезг) срабатывает Процесс измерения закончен. В дискриминатор 1. и переводит триггер счетчиках 9.-1É хранится информация, 5 в единичное состояние. Сигнал с пропорциональная следующим интерванулевого выхода триггера 5 закрыва40 лам времени: -счетчик 9 - tq счетФ ет элемент 22 И-НЕ, прекращая тем чик 1Π— t>, счетчик 11 - tg, счетсамым поступление импульсов кварце- чик 12 - t<, счетчик 13 - tq, счетвого генератора 3 через элемент И-НЕ чик 14 - tg, 22 на счетный вход счетчика 13.Одно-- Усредненные временные интервалы временно единичный логический сигнал задержки переднего и заднего фронтов

4$ с единичного выхода триггера 5 подает входного импульса определяют следуюсигнал "Сброс" через элемент 23 И-НЕ на щим образом установочный вход счетчика 13, В С -t1+ --Ф результате счетчик 13 обнуляется, 1+

При новом уменьшении. по модулю ts-Еъ-t

$0 +------входного сигнала до значения U . нс ъ 2 (точка 35 на фиг.2) срабатывает дискриминатор 2, возвращая триггер 5

Среднюю длительность входного импульса на уровне О находят следуюв нулевое состояние, в результате щим образом чего счетчик 13 начинает отсчет ин$$ t -» -ta t5 -ta-С тервала времени tq (отсчет начинает- t =t +- -2"---+------- °

НС ся с нуля).

Далее работа устройства повторяется. При каждом увеличении по моду91893

Формула изобретения

16 ные воэможности, так как позволит измерять усредненные временные интервалы, ограниченные импульсами сложной формы, а также измерять временные интервалы начала и окончания дребезга входного импульса относительно заданного уровня.

Измеритель однократных коротких интервалов времени, со;;ержащий кварцевый генератор, пять триггеров, пять счетчиков, семь элементов И-НЕ и два 1 дискриминатора, вход каждого иэ которых подключен к входной шине измерителя, выход первого дискриминатора подключен к S-входам первого и второго триггеров, а выход второго

36 дискриминатора - к первому к-входу первого триггера, единичный выход которого соединен с первым входом первого элемента И-НЕ, à нулевойс лервыми входами второго, третьего и четвертого элементов И-НЕ, единичный выход второго триггера соединен с первым входом пятого элемента И-НЕ, а. нулевой - с первым входом шестого элемента И-НЕ, S-вход третьего триггера соединен с шиной "Старт" измери36 теля, единичный выход третьего триггера соединен .с вторым вход шестого элемента И-НЕ и первым входом седьмого элемента И-НЕ, единичный выход четвертого триггера соедийен с вторым входом третьего элемента И-НЕ, а нулевой - с вторым входом первого элемента И-НЕ, выход кварцевого генератора соединен с третьими входами йервого, третьего и шестого элементов. И-ЙЕ и с вторыми входами, пятого и седьмого элементов И-НЕ, выходы первого, третьего, пятого, шестого и седьмого элементов И«НЕ соединены со счетными входами соответственно первого, второго, третьего, четвертого и пятого счетчиков, 0 l2 выход второго элемента И-HE соеди-. нен с установочным входом первого счетчика и счетным входом пятого триггера, управляющие входы которого подключены к управляющим шинам измерителя, первый выход третьего счетчика соединен с вторым входом четвертого элемента И-НЕ, выход которого подключен к S-входу четвертого триггера, второй выход .третьего счетчика соединен с вторым и третьим входами соответственно второго и пятого элементов И-НЕ, выход пятого, счетчика соединен с третьим и четвертым входами соответственно седьмого и третьего элементов И«НЕ, шина "Сброс" соединена с к-входами всех триггеров и с установочными входами третьего, четвертого и пятого счетчиков, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей измерителя, в него введены шестой счетчик и восьмой и девятый элементы И-НЕ, причем первыи вход восьмого элемента И-НЕ соединен с единичным выхоФ дом третьего триггера, второй вхсдс нулевым выходом четвертого трйггера, третий вход соединен,с выходом кварцевого генератора, а выход подключен к счетному входу шестого счетчика, установочный вход которого подключен к шине "Сброс" измерителя, первый вход девятого элемента И-НЕ подключен к,выходу пятого

I. ч счетчика, второи вход « к единичному выходу первого триггера, а выходк установочному входу второго счетчика.

Источники информации, принятые во внимание при .экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР и 419813> кл. G 01 и 29/02, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

N 711537, кл. G 04 F 10/04, 1977.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке М 2596689/18-21, кл. С 04 F 10/04, 27.10.79, l

Составитель Ю,Тюпич

Редактор Н.Рогулич Техред З.фанта Корре ктор А. Дэя тко

Заказ 2140/32 Тираж 429 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., д.4/5 е е юю ююе е е Ю филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4