SU1177793A1 - Цифровой измеритель интервалов времени - Google Patents

Abstract

ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ИНТЕР- : ВАЛОВ ВРЕМЕНИ, содержаний генератор импульсов, выход которого подключен к первым входам первого и второго элементов И, второй вход первого элемента И соединен с выходом первого триггер а, первый и второй входы которого подключены соответственно к шинам старт-и стоп-импульсов,послед- н   из которых соединена с первым входом второго триггера, выход которого подключен к входу генератора ударного воз 5уждени , выход которого подключен к счетному входу дополнительного счетчика, выход : первого элемента И соединен со счетным входом основного счетчика, выходы основного и дополнительного счетчиков подключены соответственно к первому и второму входам цифрового индикатора, отличающийс  тем, что, с целью повьшени  надежности и точности измерений, в него ввег. дены третий элемент И, элемент ИЛИ, реверсивный счетчик и дешифратор нул , причем шина стоп-импульсов соединена с вторым входом второго элемента И, выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу деШ1фратора нул , а выход - к второму входу второго триггера, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов , а выход - с входом сложени  реверсивного счетчика, вход вычитани  которого соединен с выходом генера Ч Ч тора ударного возбуждени , выходы с входами дешифратора нул , а шина старт-импульсов соединена с установочными входами йсновного, допол нительного и реверсивного счетчиСАР ков.

Description

,1 Изобретение относитс  к радиоэлектронике и может быть использовано в цифровой измерительной технике в частности, дл  построени  цифровых измерителей времени (.таймеров), а . также в автоматике, вычислительной технике, радиолокации и эксперимент ал ьной фи аи 1СИ, Целью .изобретени-   вл етс  повыше ние надежности при одновременном повышении точности измерений благодар  методу фиксации момента совпадени  импульсов счетной и нониусной послед вательностей. На фиг.1 изображена структурна  схема цифрового измерител  интервалов времени; на фиг.2 - временные диаграммы сигналов на входах и выходах отдельных элементов измерител  в режиме с использованием нониусной последовательности. Цифровой измеритель интервалов времени содержит генератор 1 импульсов , генератор 2 ударного возбуждени  (импульсов нониусной последовательности J, основные элементы И 3 и 4, дополнительный элемент И 5, о новной 6 и дополнительный 7 счетчики , первый 8 и второй 9 триггеры, элемент ИЛИ 10, реверсивньй счетчик 11, дешифратор 12 нул , цифровой индикатор 13, при этом генератор 1 импульсов через элемент И 3 подклю чен к основному счетчику 6, а через элемент И 4, элемент И1М 10, триггер 9 и генератор 2 ударного возбуждени  - к дополнительному счетчику 7. Дополнительный элемент И 5 входами . подключен соответственно к выходу генератора 1 импульсов и триггера 9, а выходом соединен с входом сложени  реверсивного счетчика 11, входом вычитани  подключенного к выходу генератора 2 ударного возбуждени , входом установки соединенного с входом установки счетчиков 6 и 7 и шиной Старт. Выходы реверсив нoгo счетчика 11 подключены к дешифратору 12 нул , выходом соединенног с другим входом элемента ИЛИ 10. Вы- ход триггера 8 подключен к второму входу элемента И 3,-.а его единичный и нулевой входы подключены соответ-:ственно к шинам Старт, и Стоп. Шина Стоп, кроме того, соединена с единичным входом триггера 9, Реверсивный счетчик выполн етс  двухкаскад::ым, потому что он дол32 ен иметь три различных состо ни : ва состо ни , периодически смен юие одно другое до момента совпадени  импульсов нониусной и счетной последовательности в классическом нониусном методе, и третье сосовпадени  и отличающеес  от двух предыдущих. Функционально реверсивный с етчик содержит два двойных разр да, устанавливаемых перед началом измерений сигналом Старт в положение +2. Дешифратор нул  выполнен на элементах И, срабатывающих при переходе обоих триггеров реверсивного счетчика в нулевое положение. Основой и дополнительный счетчики работают в двоично-дес тичном коде . Число дес тичных разр дов основного счетчика выбираетс  исход  из максимальной длительности измерительного интервала и длительности периода генератора 1. Количество двоично-дес тичных разр дов дополнительного счетчика должно совпадать с минимальной величиной га. Генератор ударного возбуждени  вырабатывает последовательность импульсов с возможно более стабильным периодом Т TO (l-lO ), однако к нему не предъ вл ютс  какие-либо ограничивающие требовани  по длительности импульсов. Генераторы 1 и 2 ; вырабатывают импульсные последовательности ,- с минимально возможной, с точки зрени  срабатывани  счетчиков 6 и 11, длительностью. Подача по шине Старт импульса на входы установки счетчиков 6 и 7 в положение -1 обеспечивает нормальное показание цифрового индикатора 13 при измерении временных интервалов , меньших чем Т. 10 (дл  счетчика 6, поскольку положение импульса Старт должно соответствовать положению импульса генератора 1), и при изменении временных интервалов, равных целому количеству периодов Тр . (дл  дополнительного счетчика 7). Св зь щины Старт с входом установки реверсивного счетчика 11 в положение +2 позвол ет периодически измен ть код этого счетчика в интервале +2 - +1 и обеспечивает отличное от них третье положение Нуль при попадании двух импульсов нониус™ ной последовательности в интервал между фронтами двух соседних импуль сов счетной последовательности. Устройство работает следующим об разом. Сигналы начала и конца измер емо го интервала подаютс  соответственно на единичный и нулевой входы три гера 8. Генератор 2, импульсов нониусной последовательности  вл етс  генератором ударного возбуждени  с жесткими требовани ми к периоду сле довани  сигналов, но с пониженными требовани ми к форме и длительности генерируемых им импульсов. В исходном положении триггеры 8 и 9 наход тс  в нулевом состо нии а генератор 2 импульсов нониусной последовательности не генерирует. По сигналу Старт счетчики 6 и 7 перевод тс  в состо ние -1, а реверсивный двухразр дный счет . чик П-в состо ние +2. Одновременно с этим триггер 8 устанавливаетс  в состо ние 1 и сигнал с его единичного выхода поступает на вход элемента И 3. Импульсы (метки времени ) с выхода генератора 1 импу сов (счетной последовательности) че рез элемент И 3 поступают на вход счетчика 6, где подсчитываетс  коли чество поступивших импульсов (фиг. По сигналу Стоп триггер 8 переводитс  -в состо ние О (фиг.2б и поступление меток времени с генератора 1 импульсов (счетной последовательности ) на счетчик 6 прекращаетс . Одновременно с этим триг гер 9 переводитс  в состо ние 1 (фиг.2в) и запускает генератор 2 импульсов нониусной последовательности , импульсы с выхода которого поступают на вход счетчика 7 и на вычитающий вход реверсивного счетчи ка 11 (фиг,21х) , а на суммирующий вход счетчика 11 начинают поступат импульсы с генератора 1 импульсов (счетной последовательности ) через элемент И 5 (фиг.2 и ) Соотношение между пзриодом следовани  импульсов Гр генератора 1 импульсов (счетной поел адовательности и периодом следовани  импульсов Тц генератора 2 импульсов нониусной последовательности выбирают из услови  Т TO (1-10-) . В момент t перевода реверсивного , счетчика I1 в состо ние О дешифратор 12 нул  вырабатывает сигнал, которым триггер 9 через элемент ИЛИ 10 устанавливаетс  в нулевое состо ние и срывает генерацию генератора2 импульсов нониусной последовательности . На фиг.2е показано изменение кода Ncy в двухкаскадном реверсивном счетчике 11. Число импульсов в счетчике 6 соответствует целому числу периодов Tj в интервале между импульсами .Старт и Стоп, а код в счетчике 7 - числу интервалов --- Т, Т - Т„ в промежутке между последним импульсов Т, прошедшим на основной счетчик 6, и сигналом Стоп, Результат со счетчиков 6 и 7 поступает на цифровой индикатор 13, В том случае, когда импульс Стоп совпадает с импульсом генератора I импульсов счетной последовательности, на выходе элемента И 4 по вл етс  сигнал,который переводит триггер 9 в состо ние О, и устройство прекращает работу. Поскольку срабатьшание элемента И 4   триггера 9 происходит не мгновенно, то генератор 2 успевает выработать один импульс, который переводит счетчик 7 в состо нке О. Возможно включение на выходе элемента И 4 элемента задержки на часть периода Тц, что повышает надежность срабатывани  генератора 2 при совпадении импульсов Стоп и импульсов с генератора 2, Результат с выходов счетчика 6 поступает на входы ифрового и щикатора 13,

Стоп

Стоп

„Старт

и а П П П П I П П П П П

Claims (1)

1. ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ИНТЕР- : ВАЛОВ ВРЕМЕНИ, содержащий генератор импульсов, выход которого подключен к первым входам первого и второго элементов И, второй вход первого элемента И соединен с выходом первого триггера,первый и второй входы которого подключены соответственно к шинам старт-и стоп-импульсов,последняя из которых соединена с первым входом второго триггера, выход которого подключен к входу генератора ударного возбуждения, выход которого подключен к счетному входу дополнительного счетчика, выход первого элемента И соединен со счетным входом основного счетчика, выходы основного и дополнительного счетчиков подключены соответственно к '' первому и второму входам цифрового индикатора, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и точности измерений, в него вве—. дены третий элемент И, элемент ИЛИ, реверсивный счетчик и дешифратор нуля, причем шина стоп-импульсов соединена с вторым входом второго элемента И, выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ, второй · вход которого подключен к выходу де- 9 шифратора нуля, а выход - к второму входу второго триггера, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход - с входом сложения реверсивного счетчика, вход вычитания которого соединен с выходом генератора ударного возбуждения, выходы с входами дешифратора нуля, а шина старт-импульсов соединена с установочными входами Основного, дополнительного и реверсивного счетчиков ,

   SU „„ 1177793 . I 177793