Устройство для вычисления отношения временных интервалов

Устройство для вычисления отношения временных интервалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Со1оз Советсиик

Социалистичесиин

Республии 922783 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 13.08.80 (21) 2972822/18 24 (53)NL. Кл.

g 06G 7/16 с присоединением заявки №

3Ьнудврстнин1ый квинтет

СССР не. денни нэабретенкй н отнрытнй (23) Приоритет

Опубликовано 23.04.82. Бюллетень № 15 (53) УДК 681.335. (088.8) Дата опубликования описания 23.04.82

Г

А. Ю. Жкоуловкев, П. Т. Скроконко, В. Ф. Пкткгин и А. И. Солодовник

1 "

Конотопский ордена Трудового Красного Знактени, электромеханический завод "Красный металлист

1 (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ОТНОШЕНИЯ

ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и,может быть использовано в информационно-измерительных системах для построения специализированных вычислительных устройств с время-импульсной формой представления

5 информации.

Известно устройство для вычисления отношения временных интервалов, содержащее линию задержки, два элемента И, 10 источник образцовой частоты, два счетчика импульсов, счетчик результата и схему сравнения кодов .

В этом устройстве для вычисления отношения временных интервалов производит15 ся измерение отношения временных интервалов Т,, и Т, совпадающих во времени.

Эти интервалы квантуются частотой f0 ге- нератора, выход которого соединен с вход дами двух элементов И. Временной интервал Т„поступает на вход первого элемента И, а Т вЂ” через линию задержки на вход второго элемента И. В устройстве установлено два счетчика — первый дпя измерения интервала ) „, второйТ,, выходы которых соединены со схемой сравнения. На счетчик результата измерения и вход установки второго счетчика поступают сигналы с выхода блока сравнения, формируюшие сигналы в момент равенства чисел обоих счетчиков,Ii) .

Недостатком этого устройства является низкая. точность вычнслейия отношения временных интервалов из-.за квантования контролируемых интервалов только одной образцовой частотой импульсов и низкая функциональная возможность изза невозможности нахождения отношения временных интервалов, представленных одной импульсной последовательностью, когда длительности импульсов соответствуют контролируемым интервалам. Кроме того, область применения этого устройства ограничена из а необходимости подачи HB второй вход временных интервалов большей длительности, чем. на первый вход.

Наибопее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство дпя вычисления отношения временных интервалов, содержащее два счетчика импульсов, выходы которых соединены с входами схемы сравнения кодов, а входы подключены к выходам двух эпементов И. На входы первого элемента. И поступают сигналы от генеpampa эталонной частоты и вход времен- 1в ного интервала 7+. На входы второго элемента И -. сигналы от генератора этаФ .. понной частоты, вход временного, интер аа>а Т и, через инвертор, вход временного интервала Т„. Выход схемы сравне«д$ ния кодов соединен с входом установки в исходное состояние второго счетчика импупьсов И через элемент ИЛИ. со входом счетчика резупьтатов. При этом, второй .вход эпемента ИЛИ через Одно рр вибратор соединен с входом первого временного интервала Т„. Таким образом, при поступлении на входы устройства одновременно интервалов Т1 и Т > происходит измерение интервала Т„толь- >$ ко в первом счетчике, а после окончания интервала Т„в счетчик результата с помощью одновибратора заносится импульс, соответствующий тому, что в интервапе Т "уложился ровно один интервап Т„. После этого копичество отношений" опредепяется схемой сравнения кодов .в соответствии с оставшейся длительностью интервала Т .

Недостатком этого устройства является низкая точность вычиспения времен3S ных интервалов из-за использования лпя квантования обоих временных интервалов одной и той же частоты квантования от; опорного генератора. Кроме того, устройство имеет низкую функциональную

40 воэможность и ограниченную область применения из-за невозможности его использования при несовпадении первого и второго временных интервалов во времени и при поступлении на два входа устройства одной импульсной последовательности, дпительность импульсов которой соответствует контропируемым временным интервалам, так как в счетчике результата будет записываться ложный $© один. Импупьс оТ одновибратора. бель изобретения — повышение точности и расширение функциональных возможностей устройства за счет возможности вычисления отношения временных интервалов, разнесенных во времени.

Поставпенная цель достигается тем, : что в устройство дпя вычисления отно3 922783 4 шения временных интервалов, содержащее генератор импульсов, два элемента

И, первый элемент ИЛИ, первый одновибратор, два счетчика импупьсов, счет-, чик результата, схему сравнения кодов, входы которой подключены к информационным входам соответственно первого и второго счетчиков импульсов, счетные входы которых подключены соответственно к выходам первого и второго элемен» тов И, а выход схемы сравнения кодов подключен к входу установки нуля второго счетчика импульсов, выход генератора импульсов подключен к первому входу второго элемента И, вход первого одновибратора является первым входом уст- ройства, а выход подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, введены третий элемент И, второй элемент ИЛИ, второй одновибратор, триггер и делитель частоты, вход которого подключен к выходу генератора импульсов, а выход де« пикеля частоты подключен к первому входу первого эпемента И, второй вход которого подключен к вгорому входу второго элемента И и к выходу второго элемента ИЛИ, третьи входы первого и второго элементов И подключены соответственно к прямому и инверсному выходам триггера, вход которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу второго одновибратора, вход которого является вторым входом устройства, первый и второй входы второго элемента ИЛИ соответственно подключены к входам первого и второго одновибраторов и соответственно к первому и второму входам третьего. элемента И, выход которого подключен к установочному входу счетчика результата, информационный вход которого под кпючен к выходу схемы сравнения кодов.

На фиг. 1 показана блок-схема устройства дпя вычисления временных интервалов; на фиг. 2 - временная диаграмма его работы.

Устройство дпя вычисления отношения временных .интервалов содержит генератор импульсов 1, выход которого соединен с входом депитепя частоты 2, элементы И 3, 4 и 5, одновибраторы 6 и 7, эпементы ИЛИ 8 и 9, триггер 10, счетчики импульсов 11 и 12, схема сравнения кодов 13 и счетчик результата 14.

Входные шины Т„и Т соединены соответственно с входами одновибраторов 6 и 7, элемента ИЛИ 9 и элемента И 5.

Выходы одновибраторов через элемент

ИЛИ 8 соединены с входом триггера 10, 2783 6

10 ( N0905(7_#_T4).

В процессе пересчета импульсов вторым счетчиком импульсов 12, в момент равенства кодов чисел, записанных в счетчиках импульсов 11 и 12, на выходе схемы сравнения кодов 13 появляется сигнал, который устанавливает второй счетчик импульсов 12 Б. исходное состояние и, поступая на вход счетчика ре25 зультата 14, изменяет его состояние, В момент окончания временного интервала Т1 на выходе второго одновибратора.

7 формируется импульс, который поступает через первый элемент ИЛИ 8 на вход триггера 10, устанавливает его в состояние, при котором на единичном выходе присутствует сигнал. Одновременно нсче зает сигнал с выхода второго элемента

ИЛИ 9 и на вход счетчиков импульсов

11 и 12 прекращается поступление ситналов. В счетчике результата 14 к этому . моменту записано число, равное отноше нию

4 01 01Г ;" 1)

40 +

>а о Ео

55

5 92 прямой .и инверсный выходы которого соединены соответственно с третьими входами элементов И 3 и 4. Вторые входы элементов И 3 и 4 соединены с выходом элемента ИЛИ 9, а первые - соответственйо с выходом делителя частоты 2 и генератора импульсов. Выходы. элементов

И 3 и 4 соответственно подключены к входам счетчиков импульсов 11 и 12, информационные выходы которых. соединены с входами схемы сравнения кодов

13. Выход схемы сравнения кодов 13 соединен с входом счетчика результата

14 и со входом установки нуля второго счетчика импульсов 12. Выход элемента

И 5 соединен с установочным входом счетчика результата 14.

Устройство для вычисления отношения временных интервалов работает следую щим образом.

Временные диаграммы (фиг. 2) показывают работу устройства при трех возможных случаях поступления на его вход временных интервалов Т и Т . временные интервалы поступают на вход устройства одновременно (фиг. 2a), временные интервалы следуют друг за другом (фиг. 2б) и временные интервалы поступают только на один, вход (фиг. 2в).

При этом длительность временных интервалов Т., и Т может иметь различные соотношения

Т17/ Tll и т i(Т1.

Рассмотрим работу устройства в случае, если на его вход поступают одновременно временные интервалы Т„и Т и длительность интервала Т„(Т>

В момент поступления времейных интервалов Т и Т на вход устройства, на выходе третьего элемента И 5 формируется сигнал, устанавливающий счетчик результата в состояние, равное отно шению част т делителя частоты 2 и генератора 1 о" (отношение выбирается в зависимости от требуемой точности измерения интервалов Т „и Т и может составлять любое число, например 10,.

100, 1000 и т.д.).

Триггер 10 находится в состоянии, при котором на его единичном выходе присутствует сигнап. Поэтому на вход первого счетчика импульсов 11 в течение периода времени первого .временного интервала Т„поступают импульсы с вьюхода делителя частоты 2 частотой 0 через первый элемент И 3. В момент окончания интервала времени Т„первый одновибратор 6 формирует импульс, который через первый элемент ИЛИ 8 поступает на вход триггера 10 и опрокидывает его в состояние, при котором на нулевом выходе присутствует сигнал.

При этом поступление импульсов на вход первого счетчика импульсов прекра щается и в нем фиксируется результат измерения интервала Т„, равный М=ЕО Т„.

На вход второго счетчика импульсов

12 начинают поступать импульсы с вы» хода генератора импульсов 1 частотой

Ь1 °

Количество импульсов, которое может поступить на вход второго счетчика импульсов 12 где первая составляющая вносится в счетчик результата 14 по входу предустановки, а вторая формируется в процессе измерения временного интервала (Т <- Т„).

Таким образом, в счетчике результата

Q фиксируется число, равное отношению с требуемой точностью. Если длительность временного интервала Т меньше длительности временного интервала Т„ „ работа устройства происходит аналогично (фиг. 2a). При этом в счетчике результатов фиксируется число

10„(т„-т, ) 01 Е09Т1

Рассмотрим работу устройства, если на его вход последовательно поступаю

7 9227 временные интервалы Т и Т, причем

Т„v Т 1(фиг. 2б).

B этом случае в момент появления временного интервала Т на вход первого счетчика импульсов 1.1 начинают поотупать импульсы частотой делителя 2

E 0 . Ha установочном входе счетчика результата 14 сигнал отсутствует. После окончания временного интервала Т„пер-. вый одновибратор 6 формирует сигнал, 1о поступающий через первый элемент ИЛИ.

8 íà вход триггера 10 и опрокидывающий его в состояние, при котором сигнал присутствует на его нулевом выходе.

В первом счетчике импульсов 11 запи- 15 сывается число

1 0 1

Технико-экономический эффект от применения преплагаемого устройства заключается в использовании одного и того же устройства для решения различных задач, повышения точности вычисления отношения временных интервалов и, как следствие этого, повьппается достоверность рас познавания сейсмоакустических сигналов, что приводит к сокращению длин ложнопрогнозируемых опасных зон, что позво ляет повысить производительность добычных участков, сократить затраты на противовыбросные мероприятия и освободить операторов от выделения сейсмоакустических сигналов на слух, S0 й

3O1TQ оъ 4 т

При появлении временного интервала

Т на вход второго счетчика импульсов

12 начинают поступать импульсы генератора импульсов 1 частотой gyes через второй э,пемент И 4.

Количество импульсов, которое может

5 поступить на вход второго счетчика импульсов 12, равно

Nfl=-Eo„TK

В процессе пересчета импульсов вторым счетчиком ймпульсов 12 в момент равенства кодов чисел, записанных в счетчиках импульсов 11 и 12, на выходе схемы сравнения кодов 13 появляет» ся сигнал, который устанавливает второй

35 счетчик импульсов 12 в исходное состояние и, поступая на вход счетчика результата 14, изменяет его состояние.

В момент окончания временного интер.вала Т на выходе второго одновибратора 7 формируется импульс, который,поступая через первый элемент ИЛИ 8 на вход триггера 10 устанавливает его в состояние, при котором на единичном выходе присутствует сигнал, Одновремен45 но исчезает сигнал с выхода второго элемента ИЛИ 9 и на входы счетчиков импульсов 11 и 12 прекращаемся поступление сигналов. В счетчике резульж« та 14 к этому моменту записано число

Таким образом, в счетчике результата 1 фиксируется число, равное отноше» 55 нию - с требуемой точностью.

Т .

Аналогичйым рбразом работает устройство в случае, если временные интер8З 8 валы Т и Т следуют один за другим через некоторый интервал времени. При этом, в период между окончанием интервала Т1 и появлением интервала Т на вход второго счетчика импульсов 12 не поступают импульсы в связи с отсутствием сигнала, на выходе второго элемента ИЛИ 9.

Рассмотрим работу устройства при необходимости измерения отношения интервалов одной импульсной последовательности, например Т„(фиг. 2в). В этом случае, при поступлении первого временного интервала Т1 на вход первого счетчика импульсов 11 поступают импульсы с делителя частоты . К моменту окончания первого импульса интервала Т„ в первом счетчике импульсов 1 1 записано число О T Ä

После окончания первого импульса . интервала Т., на входе первого одновибpampa 6 формируется импульс, который через первый элемент ИЛИ 8 поступает на вход триггера 10 и опрокидывает его в состояние, при котором на его нулевом выходе присутствует сигнал.Так как Ha BbIKo де второго элемента ИЛИ 9 сигнал отсутству ет, то на вход второго счетчика импульсов 12 импульсы.не поступают, В момент появления второго импульса интервала Т„ начинают поступать импульсы с выхода генератора импульсов 1 частотой „„. Количество импульсов, которое может йоступить на вход второго счетчика импульсов .12, равно й1 91тее

В дальнейшем процесс измерения происходит аналогично, а счетчик результа» та 14 фиксирует число оеА, 2 т„

922783 Формула изобретения

Устройство для вычисления отнощения временных интервалов, содержащее генератор импульсов, два элемента И, первый элемент ИЛИ, первый одновибратор, два счетчика импульсов, счетчик результата, схему сравнения кодов, входы которой подключены к информационным выходам соответственно первого и второго счеч чиков импульсов, счетные входы которых >0 подключены соответственно к выходам первого и второго элементов И, а выход схемы сравнения кодов подключен к входу установки нуля второго счетчика импульсов, выход генератора импульсов 15 подключен к первому вХоду второго эле-. мента И, вход первого одновибратора является первым входом устройства, а выход подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, о т л и ч а ю щ е е с я 20 тем, что с целью повышения точности и расширения функциональных возможностей за счет возможности вычисления отношения временных интервалов, разнесенных во времени, в него введены третий элемент И, 25 второй элемент ИЛИ, второй одновибратор, триггер и делитель частоты, вход которого подключен к выходу генерато10 ра импульсов, а выход делителя частоть подключен к первому входу первого элемента И, второй вход которого подключен к второму входу второго элемента И и к выходу второго элемента ИЛИ, третьи входы первого и второго элементов И подключены соответственно к прямому и инверсному выходам триггера, вход которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу второго одновибратора, вход которого является вторым azo-, дом устройства, первый и второй входы второго элемента ИЛИ .соответственно подключены к входам первого и второго одновибраторов и соответственно к первому и второму входам третьего элемента И, выход которого подключен к установочному входу счетчика результата, информационный вход которого подключен к выходу схемы сравнения кодов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Мо 579628, кл. 5 06$ 7/161, 1976, 2. Авторское свидетельство СССР

Ко 698006, кл, 5 069 7/16, .1978 (прототип).

922783

Q ) июйдраищв ®

Tg

Иаадидраиюр (7)

Триггер

Ял. и Д)

Зя. И И)

6 у

Ииоы-

pamop ®

ri

_#_0o> >i

pumopf 7

Т юггер

Ял. Nf3

Ял. И () у т, ИводиЮрашид Щ

rz

ОдвайдРашор (7) ф иггеф

Ж и®

Ял. и И)

Составитель Т. Сапунова

Редактор Н. Бобкова Техред С.Мигунова Корректор С. Шекмар

Заказ 2584/66 Тираж 732 Подйисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по данам изобретений и открытий

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

° МИ ° ВЮВВ

Фипиан ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная> 4