Измеритель временных интервалов

Измеритель временных интервалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советски к

Соцнвлнстнчесннк

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДИТИИеСТВУ (61) Дополнительное к авт. свмд-ву (22) Заявлено 06. 11 . 80 (21) 3001646/18-21 с прнсоеамненмеет заявки М— (23) П риоритет— (51)М. Кл.

G 04 F 10/04 тееударстеоивй квинтет

СССР ао дерен изебретеиий и открытии

Опубликовано 23.05.82; 5вллетень М 19 (53) УЙК 681.325. . P (088. 8) Дата опублмкованмя опмсамня 23. 05 . 82 (72) Авторы изобретения

В.П.Егоров и А.В.Данилов (71) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕИЕННЦХ ИНТЕРВАЛОВ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в автоматизированных системах управления различного назначения и

: других областях, связанных с дискретным иэмереним времени.

Известен таймер, содержащий N-разрядный счетчик, генератор импульсов, выходные вентили, управляющий вход которых является входом считывания времени таймера, и выходные информа.ционные шины(1).

Недостатком известного таймера является низкая точность отсчета времени из-за того, что сигналы считыт5 вания времени таймера асинхронны с импульсами генератора, заполняющими двоичный счетчик, и в моменты их совпадения возможно считывание

"ложного" значения времени, причиной которого являются переходные процессы от младших к старшим разрядам счетчика таймера при его заполнении.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является таймер, содержащий Х-разрядный двоичный счетчик, у которого входы и выходы каждого разряда соединены соответственно через входные вентили с входными информационными шинами и через выходные вентили. с выходными информационными шинами, а также генератор импульсов, выход которого через делитель и .ключ подключен к первому счетному входу счетчика,уп- равляющий вход выходных вентилей соединен через инвертор с вторым входом ключа и является шиной считывания времени таймера. Управляющий вход входных вентилей является шиной записи времени таймера 2).

Этот таймер, в сравнении с известным обладает большей точностью отсчета времени, так как возможность считывания "ложного" значения времени в нем устранена за счет того, что между делителем и счетным входом счетчика включен ключ, управляемый сигналом считывания времени. Поэтому в момент времени, когда происходит совпадение импульса с выхода делителя и импульса считывания, ключ закрыт, и импульс заполнения во время считывания в счетчик не поступает, исключая тем самым появление переходных процессов в счетчике за счет переносов значе- 10 ний логической "1" из триггеров младших разрядов в старшие.

Недостатком известного таймера является относительно низкая точность отсчета времени из-за того, 1S что при совпадениях сигнала считывания и импульса заполнения послед.ний ие проходит в счетчик. В результате этого„ вносится погрешность при отсчете текущего времени иа дли- 2О тельность периода следования импульсов заполнения. При многократных же обращениях к таймеру происходит накопление погрешностей, которые могут ухудшить в конечном итоге качест-д во функционирования автоматизированной системы управления, использующей такой таймер. Особенно это не желательно при измерении длительных интервалов, например, при отсчете астроно-Зо мического времени или при решении задач управления технологическими и другими процессами, жестко связанными по „времени.

Цель изобретения.- повышение точности отсчета времени.

Поставленная цель достигается тем, что в измеритель, содержащий двоичный счетчик„ входы и выходы каждого разряда которого соединены соответственно через входные вентили с входными информационными шинами и через выходные вентили с выходнцми информационными шинами, а также генера" тор импульсов, выход которого через

45 делитель подключен к первому входу ключа, выход которого соединен с первым счетным входом счетчика, управляющий вход выходных вентилей соединен через инвертор с вторым входом ключа и является шиной считывания вре$9 меии„а управляющий вход входных вентилей является шиной записи времени, введены последовательно соединенные элемент совпадения и формирователь задержанного импульса, а так же элемент И и одновибратор, вход которого соединен с выходом ключа, а выход - с первым входом элемента И, 930223 4 второй вход которого подключен к выходу формирователя задержанного импульса, а выход — к второму счетному входу счетчика, шина считывания времени соединена с йервым входом элемента совпадения, второй вход которого подключен к выходу делителя.

На фиг. 1 представлена блок-схема измерителя временных интервалов, на фиг. 2 - эпюры напряжений отдельных узлов для трех возможных случаев совпадения управляющего сигнала считывания с сигналом генератора.

Измеритель содержит N- разрядный счетчик 1, входные вентили 2, выходные вентили 3, генератор 4 импульсов, делитель 5, ключ 6, инвертор 7, элемент 8 совпадения, формирователь 9 задержанного импульса (фЗИ), элемент И 10 и одневибратор 11

1Входы каждого разряда счетчика 1 через входные вентили 2 соединены с входными информационными шинами, I а выходы через выходные вентили 3 с выходными информационными шинами .

Генератор 4 импульсов через делитель 5 и ключ 6 соединен с первым счетным входом счетчика 1. Управляющий вход выходных вентилей 3, являющийся шиной считывания времени, через инвертор 7, соединен с вторым входом ключа 6. Выход делителя 5 через последовательно соединенные элемент 8 совпадения и ФЗИ 9 и элемент И 10 соединен с вторым счетным входом счетчика 1. Второй вход элемента 8 совпадения соединен с шиной считывания времени, а одновибратор 11 включен между выходом ключа 6 и первым входом элемента

И 10. Управляющий вход входных вентилей 2 является шиной записи времени.

При работе измерителя, например, в режиме отсчета астрономического времени начальное значение измерителя привязывается к реальному времени. Для этого на входные информационные шины подается двоичный код текущего времени, который через входные вентили 2 по сигналу записи времени переписывается в счетчик 1.

Генератор 4 импульсов формирует последовательность импульсов со стабильной частотой следования. Делитель 5 уменьшает частоту следования импульсов в необходимое число раз (фиг. 2 а ) в зависимости от нужного масштаба измеряемого времени.

930223 6

При отсутствии. сигнала считывания времени (фиг.2б) разрешающим потенциалом с выхода инвертора 7 (фиг.2в} ключ 6 по второму входу открыт., и очередной импульс с делителя 5 поступает через ключ 6 на первый счетный вход счетчика (фиг.2г)

При этом элемент 8 совпадения по первому входу закрыт запрещающим потенциалом на шине считывания времени, поэтому импульсы с делителя 5 йе проходят на ФЗИ 9. Запрещающий. потенциал с выхода ФЗИ 9 (фиг.2ж) удерживает элемент И 10 в закрытом состоянии. Одновибратор 11 с каждым импульсом заполнения счетчика срабатывает и формирует прямоугольный импульс (фиг.2 д), закрывающий элемент И 10 по первому входу.

При поступлении сигнала считывания времени измерителя на управляющие входы выходных вентилей 3 двоичный код текущего времени счетчика по заданному фронту импульса считывания переписывается в выходные информационные шины измерителя временных интервалов.

3 связи с тем, что сигналы считывания не связаны синхронно с импульсами генератора, возможно их совпаде ние во времени, при этом могут иметь место три ситуации совпадения, полное, частичное совпадение с опережением сигйала считывания и частичное совпадение с опережением сигнала заполнения.

При полном совпадении импульс заполнения с выхода делителя 5 не проходит через ключ 6, так как последний закрыт по второму входу запрещающим потенциалом с.выхода инвертора 7, который формирует этот потенциал под воздействием сигнала считывания. В то же время элемент 8 совпадения открыт по обоим входам; сигнал с выхода которого (Фиг. 2е ) заставляет срабатывать ФЗИ 9, который формирует импулье, задержанный

55 относительно момента включения

ФЗИ 9 на длительность импульса с выхода элемента 8 совпадения. После окончания сигнала считывания сформированный ФЗИ 9 импульс через элемент И10, открытый по первому входу разрешающим потенциалом одновибратора 11, поступает на,второй счетный вход счетчика (фиг.2 з) и добавляет к его содержимому единицу ликвидируя погрешность, возникшую в результате совпадения.

При частичном совпадении с опережением сигнала считывания по перед5 нему фронту импульса заполнения с выхода делителя 5 происходит срабатывание ФЗИ 9. Ключ 6, по заднему фронту сигнала считывания открывается в то время, когда импульс заполнения еще присутствует на первом входе ключа, в результате чего на его выходе сформируется перепад потенциала, который BocllpHHKMaBYcR счетчиком 1 как импульс заполнения и запускает одновременно одновибратор 11.

При срабатывании одновибратора на его выходе. формируется запрещающий потенциал для второго входа элемента И10. Поэтому импульс, сформиро20 ванный ФЗИ 9, не проходит на второй счетный вход счетчика, исключая тем самым внесение погрешности за счет двойного срабатывания счетчика от одного импульса заполнения» Длитель25 ность импульса одновибратора 11 должна быть больше максимального времени задержки ФЗИ 9.

При Частичном совпадении с опережением заполнения по переднему фрон30 ту импульса заполнения срабатывает одновибартор 11 и счетчик 1 увеличи вает свое содержимое на единицу. Однако по переднему фронту сигнала счи ыва ия происходит включение фЗИ 9 и для того, чтобы сформированный им

35 задержанный импульс не поступил на второй счетный вход- счетчика 1; длительность импульса одновибратора

11 должна быть не менее 2 Г

Таким образом, использование новых элементов и связей улучшает предлагаемый измеритель по сравнению с известным, так как позволяет повысить точность отсчета времени за счет того, что импульсы заполнения счетчика, совпавшие с сигналами считывания времени измерителя временных интервалов и не поступившие из-за этого в счетчик, не теряются безвозвратно, а добавляются к содержимому счетчика после окончания сигнала считывания.

Использование измерителя позволяет исключить возможность снижения качества работы автоматизированной системы управления за счет недостаточной точности отсчета значений реального времени и не требует дополни1 9302 тельных программных затрат на устранение указанного недостатка.

Формула изобретения

Измеритель. временных интервалов, содержащий двоичный счетчик, входы и выходы каждого разряда которого соединены соответственно через входные вентили с входными информационными шинами и через выходные вентили с выходными информационными шинами, а также генератор импульсов, выход которого через делитель подключен к первому входу ключа, выход которого соединен с первым счетным входом счетчика, управляющий вход выходных вентилей соединен через инвертор с вторым входом ключа и является шиной считывания времени, а управляющий вход входных вентилей является шиной записи времени, о т л и23 8 ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности отсчета времени, в него введены последовательно соединенные элемент совпадения и формирователь задержанного импульса, а также элемент И и одновибратор, вход которого соединен с выходом ключа, а выход - с первым входом элемента И, второй вход которого подключен к выходу Формирователя задержанного импульса, а выход - к второму счетному входу счетчика, шина считывания времени соединена с первым входом элемента совпадения, второй вход которого подключен к выходу делителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Журавлев 8.П. и Забубенов 8.Н.

Иультитаймеры. Л., "Энергия", 1979, с. 23.

2. Руководство по эксплуатации.

Таймер,А129-2.2.817.002 РЭ.

930223

Фиг.2

Составитель Л.Плетнева

Техред И.Рейвес Корректор О.Билак

Редактор Н.Лазаренко

Ч ираж 42/ Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 3467/61

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