SU1287191A1 - Устройство дл вычислени отношени временных интервалов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к автома-J тике и вычислительной технике. Цель изобретени  - повышение быстродействи  и расширение области применени  за счет обработки частотно-импульсных и кодовых сигналов. Устройство дл  вычислени  отношени  временных интервалов содержит схему 1 сравнени  кодов, четьфе счетчика 2, 3, 17 и 24, шесть элементов И 5-7, 14, 19, 26, п ть элементов ИЖ 11,

Description

(Л

С

(pU9.f

ND

00

СР

1287

16, 21, 27 и 30, элемент ИЛИ-НЕ 15, одновибратор 22, элемент 23 задержки, элемент НЕ 25, группу 28 элементов И и счетчи : 29 результата. Расширение области применени  обеспечиваетс  реализацией следующих режимов работы: деление друг на друга временных интервалов TI и T , приход  щих на входы 9, 10 устройства, деление числа импульсов Fj, Fg, статистически неравномерно распределенных во времени и

1

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может найти применение, в частности, в информационно-измерительных комплексах и устройствах дл  обработки инфррмации, представленной во врем импульсной форме, а также в виде кодов или неравномерно распределенных во времени последовательностей импульсов.

Цель изобретени  - повышение быстродействи  и расширение области при- К1енени  путем обработки час1 Ьтно-им- пульсных и кодовых сигналов.

На фиг.1 изображена блок-схема устройства дл  вычислени  отношени  временных интервалов; на фиг.2 - схема счетчика результата; на фиг.3-8 - временные диаграммы работы устройства .

Устройство (фиг.1) содержит схему

1 сравнени  кодов, первый и второй счетчики 2 и 3, генератор 4 импульсов , первый, второй и третий элементы И 5, .6 и 7, триггер 8, первый и вто- рой врем импульсные информационные входы 9 и 10 устройства, первый элемент ИЛИ 11, первый частотно-импульсный информационный вход 12 устройства , вход 13 интервала измерени  уст- ройства, четвертый элемент И 14, элемент ИЛИ-НЕ 15, второй элемент ИЛИ 16, третий счетчик 17, первый кодовый информационный вход 18 устройства , п тьй элемент И 19, вход 20 запуска устройства, третий элемент ИЛИ 21, одновибратор 22, элемент 23 задержки , четвертый счетчик 24, элемен НЕ 25, шестой элемент И 26, четверты

поступающих на входы 12, 32 за врем  измерени , деление кодов, поступающих на входы 18, 31 устройства, деление временного интервала Т на число импульсов 1 и деление числа импульсов F, на временной интервал. Повышение быстродействи  достигаетс  з,а счет исключени  необходимости заполнени  счетчика 2 импульсами пониженной частоты при вычислении дробной части отношени . 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

элемент ИЛИ 27, группу 28 элементов И, счетчик 29 результата, п тый элемент ИЛИ 30, второй кодовый 31 и второй частотно-импульсный 32 информационные входы устройства.

Счетчик 29 результата (фиг,2) содержит счетчик 33 целой части результата , элемент ИЛИ 34 и группу 35 декад дробной части результата .

Схема 1 сравнени  кодов может быт выполнена на микросхемах К564ИП2. Счетчики 2, 3, 17 могут быть вьшол- нены на микросхемах К564ИЕ14. Счетчи 24 может быть вьшолнен со встроенным дешифратором двоичного кода в позиционный , например на микросхеме К564ИЕ9.

На фиг.З и 4 прин ты следующие обозначени  временных диаграмм: а - сигнал на входе 10 устройства; б - сигнал на входе 9 устройства; в сигнал на входе 13 устройства; г - сигнал на выходе элемента ИЛИ 27; д - сигнал на выходе элемента ИЛИ 16

е - сигнал на выходе схемы 1 сравнени  кодов; ж - сигнал на выходе одно- вибратора 22; 3 - сигнал на выходе триггера 8; и - сигнал на выходе элемента И 5,

На фиг.5 и 6 прин ты следующие обозначени  временных диаграмм; а - сигнал на входе 32 устройства; б - сигнал на входе 12 устройства. Эпюры сигналов в, г, д, е, ж, д, и снимаютс  с тех же элементов, что и на фиг.3.

3-12

На фиг.7 прин ты следующие обозначени  временных диаграмм: а - ,сигнал на входе 12 устройства, б - сигнал .на входе 10 устройства. Эпюры сигналов в, г, д, е, ж, з, и снима- ютс  с тех же элементов, что и на фиг.З и 4.

На фиг.8 прин ты следующие обозначени : а - сигнал на входе 9 устройства; б - сигнал на входе 32 устрой- ства. Эпюры сигналов в, г, д, е, ж, 3, и снимаютс  с тех же элементов, что и на фиг.3-5.

Устройство работает в нескольких режимах, осуществл   деление времен- ных интервалов Т и Т„, приход щих на входы 9 и 10 устройства, деление числа импульсов Р, , F , статистически неравномерно распределенных во времени , приход щих на входы 12 и 32 за врем  измерени  Т , деление кодов, наход щихс  на входах 18 и 31 устройства , деление временного интервала Tj на число FJ импульсов неравномерной последовательности и деление числа Y импульсов неравномерной последовательности на временной интервал Т .

Измерение отношени  временных интервалов Tj и Т (TI Ti ) .

В начале измерени  счетчики 2, 3, 17, 24, 29 и триггер 8 установлены в состо ние О, причем счетчик 24, выполненный с встроенным дешифратором , подключает через первый элемент И группы 28 выход схемы 1 сравнени  кодов к входу счетчика 33 целой, части результата (фиг.1 и 2). Временной интервал Т приходит на вход Ю устройства , а временной интервал Tj - на вход 9. Элементы И 6, И 7 открывают-. с , и импульсы с генератора 5 начинают поступать на входы счетчиков 2 и 3, содержимое которых линейно возрастает . На выходе схемы сравнени  кодов находитс  нулевой потенциал, поскольку стробирующий вход схемы сравнени  кодов заблокирован логическим О с выхода элемента ИЛИ-НЕ 15 (фиг.3г,е). В момент окончани  интервала Tj схе- ма сравнени  кодов разблокируетс  и на выходе по вл етс  потенциал 1 который через элемент ИЛИ 21 сбрасывает счетчик 2 в О, при этом равенство кодов на входах схемы 1 сравне-. ни  кодов нарушаетс  и на выходе схемы сравнени  кодов оп ть устанавливаетс  нулевой потенциал; Сформированный таким образом импульс записы914

ваетс  в счетчике 33 целой части результата (фиг.З,ж). Это означает, что в интервал Т уложилс  один интервал TJ . Содержимое счетчика 2 продолжает линейно возрастать, до тех пор пока код в нем не сравниваетс  с кодом N(Tj) (где FQ - частота генератора 4), хранимым в счетчике 3, В этот момент на выходе схе- ;мы 1 сравнени  кодов по вл етс  по- ;тенциал 1, который устанавливает счетчик 2 в О. На выходе схемы сравнени  кодов по вл етс  в момент обнулени  счетчика 2 нулевой потенциал так как равенство кодов на входах схемы 1 сравнени  кодов нарушилось .

Сформированный таким образом импульс поступает на вход счетчика 33 целой, части результата. Это означает чТо в интервал 1 еще раз уложилс  интервал Т и т.д. В момент окончани  интервала Т на вьжоде элемента ИЛИ 11 возникает перепад потенциала 1-0 и одновибратор 22 формирует импульс, который переводит, устройство к вычислению дробной части отношени  (фиг.З ж). Этот импульс переводит счетчик 24 в следук дее состо ние и выход схемы сравнени  кодов оказываетс  подклкг- ченным к входу декады дес тых долей результата группы 35 декад, производит запись в счетчик 17 кода, оставшегос  после предьщущего измерени  в счетчике 2, и, наконец с некоторой задержкой, задаваемой элементом 25 задержки, производит сброс счетчика 2 и установку триггера 8 в состо ние 1. Выходы счетчика 2 соединены с входами счетчика 17 так, что перва  тетрада выходов счетчика 2 соединена с второй тетрадой входов счетчика 17, втора  тетрада выходов счетчика 2 соединена с третьей тетрадой входов счетчика 17 и т.д., а перва  тетрада входов счетчика 17 соединена с логическим О устройства.

Така  организаци  перезаписи позвол ет получить в счетчике 17 код остатка, умноженный на 16 или на 10 в зависимости от того, двоичные или двоично-дес тичные счетчики используютс  в устройстве,

В момент установки триггера 8 в 1 открываетс  элемент И 5 и на входы счетчиков 17 и 2 начинают поступать импульсы с генератора.. Содержимое счетчика 2 начинает линейно на512

растать и в момент совпадени  его кода с кодом Tj на выходе схемы сравнени  кодов формируетс  импульс, который записываетс  в декаду дес тых Долей результата. Процесс измерени  дес той доли результата продолжаетс  до тех пор, пока содержимое счетчика 17, выполненного вычитающим, не становитс  равным О. В этот момент на выходе переполнени  счетчика 17 воз- никает перепад 1 - О.

Одновибратор 22 формирует импульс который переводит устройство в следующий цикл измерени , т.е. измерени сотых долей результата. Этот импульс производит запись кода остатка с умножением на 10 в счетчик 17. Счетчик 24 подключает выход схемы сравнени  кодов к входу декады сотых долей результата группы 35 декад, и с задерж кой сброс счетчика 2. Измерение продолжаетс  до тех пор, пока потенциал с выхода старшего разр да счетчика 24 не сбрасывает триггер 8 в О. В этот момент измерение заканчиваетс  и в счетчике 29 результата оказываетс  результат измерений. Если в процессе измерений в счетчике 17 записываютс  нули, т.е. предьщущее измерение произошло без остатка, то на выходе переполнени  счетчика 17 присутствует нулевой потенциал, элемент НЕ 25 открывает злемент И 14 и задержанный импульс с выхода злемента задержки 23 сбрасывает триггер 8 в О

Измерение отношени  временных интервалов , когда TJ Т„ (фиг.4а,б).

На выходы 9 и 10 устройства приход т временные интервалы Тр и Tj , элементы И 6, И 7 открываютс  и им- пульсы с генератора 4 начинают поступать на входы счетчиков 2 и 3 (фиг.4г,д). Содержимое счетчиков 2 и 3 линейно возрастает, на выходе схемы 1 сравнени  кодов находитс  ну- левой потенциал, так как стробирую- щий вход заблокирован нулевым потенциалом с выхода элемента ШШ-НЕ 15 (фиг.4е). В момент окончани  интервала TJ схема 1 сравнени  кодов раз- блокируетс , а на выходе ИЛИ 11 возникает перепад 1-0 и одновибратор 22 формирует импульс. Этот импульс заносит код N(T) FO l, (где FQ - частота генератора 4), умноженный на 10, в счетчик 17, переводит счетчик 24 в следующее состо ние, тем самым подключа  выход схемы сравнени  кодов к входу декады дес тых до1 6

лей результата счетчика 29, и с некоторой задержкой, задаваемой элементом задержки 22, сброс счетчика 2 и установку в 1 триггера 8 (фиг.4з). Элемент И 5 открываетс , и импульсы с генератора 4 начинают поступать на входы счетчиков 2 и 17. Содержимо счетчика 2 линейно возрастает и в момент совпадени  его кода с кодом счетчика 3 сбрасываетс . На выходе схемы сравнени  кодов формируетс  при этом импульс, который регистрируетс  в декаде дес тых долей результата счетчика 29. Счетчик 2 продолжает заполн тьс  и в момент следующего совпадени  его кода с кодом N(Tj) сбрасываетс .

На выходе схемы сравнени  кодов формируетс  импульс, который также регистрируетс  в счетчике 29. Вычисление продолжаетс до тех пор,пока содержимое счетчика 17 не становитс  равно О. В этот момент проис о- дит перезапись с умножением на 10 кода остатка и устройство переходит к вычислению сотых долей результата и т.д.

Измерение отношени  чисел, статистически неравномерно распределенных во времени последовательностей импульсов , приход щих на входы устройства во врем  измерени  (фиг.5, фиг.6).

В начале измерени  счетчики 2, 3, 17, 24 и триггер 8 наход тс  в состо нии О. На входы 32 и 12 поступают статически неравномерно распределенные последовательности импульсо FJ , Ь Измерени  начинаютс  в момен прихода импульса Т измерени  на вход 13 устройства, схема сравнени  кодов блокируетс  нулевым потенциалом в выходе элемента ШШ-НЕ 15, а элемент И 19 и И 26 открываютс  и импульсы FJ , F2 неравномерных последовательностей начинают поступать на счетчи- .ки 2 и 3 (фиг.5а,б). В момент окончани  интервала THJM в счетчиках оказываетс  код N(F) и N(F) чисел импульсов, пришедших за врем  измерени  на входы устройства, а на выходе элемента ИЛИ 11 образуетс  перепад потенциала 1-0. Одновибратор 22 формирует импульс, который записывает код N(F«) с умножением на 10 в счетчик 17, устанавливает триггер 8 в состо ние 1 и переводит счет-о чик 24 в следующее состо ние, т.е. подключает выход схемы сравнени  кодов к входу декады дес той доли результата . (фиг.5е,ж) . Если N(F-)N(F ( фиг.5а,б), то каждый дес тый импуль с выхода старшей декады группы 35 декад поступает через элемент ИЛИ 34 в счетчик 33, поэтому в счетчике 29 результата к концу первого цикла измерени  оказьшаетс  результат делени  как целой части отношени , так и дес той ее доли. Если N(F.) H(Fj) (фиг.6а,б), то в конце первого цикла измерени  в счетчике 29 результата оказываетс  только дес та  дол  результата . Дальнейша  работа устройства аналогична указанной. Измерение отношени  кодов. В начале измерени  все счетчики и триггер установлены в О, а на входах 18 и 31 устройства наход тс  коды, которые необходимо разделить, Вычислени  начинаютс , в момент при- |хода импульса Пуск на вход 20 устройства . Этот импульс пpoизвoдиt запись кодов, наход щихс  на входах 18, 31 устройства, в счетчики 2 и 3. На выходе элемента ИЛИ 11 возникает перепад потенциала 1-0, и одновиб-; ратор 22 формирует импульс, который производит запись информации из счетчика 2 в счетчик 17, установку триг- гера 8, сброс счетчика 2 и т.д. Дальнейша  работа устройства аналогична указанной.

Измерение отношени  числа импульсов неравномерной последовательности 2 к временному интервалу Tj (фиг.1, 2,7).

В этом режиме на вход 12 устройства приход т импульсы Fg неравномерной последовательности, на вход 10 - вре- менной интервал Т, , на вход 13 - интервал Т,,,| . Последний открывает элемент И 19, и импульсы неравномерной последовательности Eg начинают поступать на вход счетчика 2. Интервал. Т; открывает элемент И 7, и в счетчик 3 начинают поступать импульсы генератора 4, элемент ИЛИ-НЕ 15 блокирует схему 1 сравнени  кодов. В момент окончани  интервала Tj,,|, от пе- репада 1-0 с выхода элемента ИЛИ 11 одновибратор 22 формирует импульс, который производит запись в счетчик 17, устанавливает триггер 8 в 1, сбрасывает счетчик 2 и т.До Дальней- ша  работа устройства аналогично указанной.

Аналогичным образом осуществл етс  работа устройства и в режиме измерени  отношени  временного интервала Т к числу импульсов неравномерной пос- ледовательности Fj (фиг.8а,б).

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   1 . Устройство дл  вычислени  отно шени  временных интервалов, содержащее счетчик результата, генератор им пульсов, выход которого соединен с первыми входами первого, второго и третьего элементов И, элемент НЕ, подключенный выходом к первому входу четвертого элемента И, схему сравнени  кодов, соединенную первым и вторым входами с выходами первого и второго счетчиков, и одновибратор, выход которого подключен к входу управлени  установкой кода третьего счетчика , соединенного установочным входом старших разр дов с выходом первого счетчика, а счетным входом - с выходом первого элемента И, подключенного вторым входом к выходу триггера, причем вторые входы второго и третьего элементов И соединены соответственно с первым и вторым врем импуль- ньми информационными входами устройства , отличающеес  тем, что, с целью повьппени  быстродействи  и расширени  области применени  за счет обработки частотно-импульсных и кодовых сигналов, в него введены четвертый счетчик, п тый и шестой элементы И, группа элементов И, элемент задержки, п ть элементов ИЛИ и элемент ИЛИ-НЕ, подключенный выходом к стробирующему входу схемы сравнени  кодов, первым входом - к входу запуска устройства, входам управлени  установкой кодов первого и второго счетчиков и первому входу первого элемента ИЛИ, вторым входом - к второму входу третьего элемента И, а третьим входом - к входу задани  интервала измерени  устройства, второму входу первого элемента ИПИ и первым входам п того и шестого элементов И, вторые входы которых соединены соответственно с первым и вторым частотно-импульсными информационными входами устройства, причем выход п того элемента И подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, соединенного с другими входами с выходами первого и второго элементов И, а выходом - со счетным входом первого счетчика, установочный вход которого соединен с

   первым кодовым информационным входом устройства, а вход обнулени  - с выходом третьего элемента ИЛИ, подключенного первым входом к выходу элемента задержки, счетному входу триггера и второму входу четвертого элемента И, а вторым входом - к выходу схемы сравнени  кодов и первым входам элементов И группы, соединенных вто- рь1ми входами с выходами четвертого счетчика, а выходами- - с соответствующими входами счетчика результата, причем выход шестого элемента И подключен к первому вх оду четвертого элемента ИЛИ, соединенного вторым входом с выходом третьего элемента И а выходом - со счетным входом второго счетчика, установочный вход которого подключен к второму кодовому инфор-: :мационному входу устройства, причем jустановочный вход младшей тетрады разр дов третьего счетчика соединен с шиной логического нул  устройства, а выход переполнени  третьего счетчика подключен к входу элемен а НЕ и

   (pus, 2

   5

   0

   5

   к третьему входу первого элемента . ИЛИ, соединенного четвертого и п тым входами с первым и вторым врем им- пульсными информационными входами устройства, а выходом - с входом од- новибратора, подключенного выходом к входу элемента задержки и счетному |Входу четвертого счетчика, вьгход старшего разр да которого соединен с первым входом п того элемента ИЛИ, подключенного вторым входом к выходу четвертого элемента И, а выходом - к входу обнулени  триггера.
2. 2. Устройство поп.1,отлича- ю щ е е с   тем, что счетчик результата содержит счетчик целой части результата , элемент ИЛИ и группу декад (дробной части результата, выход старшей декады соединен с первым входом элемента ИЛИ, подключенного выходом к счетному входу счетчика целой части результата, причем второй вход элемента ИЛИ и входы декад дробной части результата  вл ютс  соответствующими входами результата. (

   Ш..d

   i

   1

   Фи.Я