Измеритель временных интервалов

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСИИХ

РЕСПУБЛИК (1Е (Ю

3(5Î 6 04 F 10/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕНКЫй КОМИТЕТ ССС

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA

К АВТОРСНОМУ СВИДВТВЪСТВУ (21) 3418109/18-21 (22) 02.02.82 (46) 07 ° 08.83. Бюл. Ф 29 (72) Л.А. Брякни, Н.Й. Вашкевич, В.Ф..Говоров и С.Б. Демин (71) Пензенский политехнический институт (53). 621.317(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 538335, кл. G 04 P 10/04, 1975.

2. Богородицкий A.A. Рыкевский А.Г. Нониусные аналогоцифровые преобразователи, И., Энергия, 1975, с. 40 ° (54)(57) ИЗИЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕР ВАЛОВ, содержащий ключ, два счетчика, генератор импульсов и генератор пилообразного напряжения, выход которого соединен с первым входом элемента сравнения, о т л. и ч а ю щ и й= с я тем, что, с целью повыаения точности измерения, в него введен цифроаналоговый преобразователь, причем выход ключа соединен с управляющим входом генератора пилообразного напряжения и с входом первого счетчика, первый выход которого через цифроаналоговый преобразователь соединен с вторым входом элемента сравнения,выход которого через генератор импульсов соединен с входом второго счетчика,а второй выход первого счетчика соединен с входом ключа.

10340 ) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано при построении высокоточных измерительных приборов и устройств.

Известо устройство нониусного измерения временного интервала, содержащее основной и нониусный генераторы, дискриминатор, схему пропускания, логическую схему I 1).

Недостатком известного устройства является невысокая точность измерения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является измеритель длительности интервалов времени, содержащий интерполяционные блоки преобразования, каждый из которых содержит формирователи, основной и нониусный генераторы, первую и вторую схемы сравнения, ключи, генератор стробирующих импульсов, и счетчики старшего и младшего разрядов ()2 j.

В известном устройстне повышение точности ведет к соответствующему увегичению времени преобразования.и к уплотнению устройства.

Цель изобретения — повышение точности измерения без увеличения аппаратурных затрат.

Поставленная цель достигается тем, что в измеритель временных ин- тервалов, соцержащий ключ, два счетчика, генератор импульсов и генератор пилообразного напряжения, выход которого соединен с первым входом элемента сравнения, дополнительно введен цифроаналоговый преобразователь, причем выход ключа соединен с управляющим входом геНератора пилообразного напряжения и с входом первого счетчика, первый выход которого через цифроаналоговый преобразователь соединен с вторым входом элемента сравнения, выход которого через генератор импульсов соединен с входом второго счетчика, а второй выход 45 первого счетчика соединен с входом ключа.

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройстна; на фиг. 2 — диаграммы его работы.

Измеритель временных, интервалов содержит ключ 1 (фиг. 1),счетчик 2, генератор 3 имгульсов, счетчик 4, генератор 5 пилообразного напряжения, элемент б сравнения, цифроаналого 55 вый преобразователь 7,шину В сброса в исходное состояние, шину 9 входного сигнала, выходную шину 10 результата.

Устройство работает следующим образом.

С приходом сигнала сброса в исходное состояние по шине 8 ключ 1 {роль ключа здесь выполняет, например, Т-триггер), счетчик 2 и счетчик 4 приходят в нулевое состояние. С выхода счетчика 2 на управляющий вход хлюча 1 поступает разрешающий сигнал. С приходом первого импульса измеряемого интервала (фиг. 2a, на вэ!ходе клО -а 1 формируется положи тель11ый перепад (фиг. 20 ), по которому запускается генератор 5 пилооб разного напряжения (фиг. 22), и как только напряжение на его выходе пересечет уровень напряжения, подаваемого с цифроаналогового преобразова.геля 7 (фиг. 28), элемент б сравнения (компаратор, фиг. 2д) запускает генератор 3 импульсов, импульсы ко..орого поступают на суммирующий вход

c:÷åT÷Hêà 4 (фиг. 2e). Второй импульс измеряемого интервала переводит ключ 1 в исходное состояние. При этом генератор 5 приводится в исходное состояние. Элемент б сравнения заг.:рещает работу генератора 3, а содержимое счетчика 2 увеличивается на единицу. Это приводит к изменению уровня напряжения на выходе цифроа.налогового преобразователя (фиг.24).

Výìåнение этого напряжения приводит к тому, что с приходом импульсов следующего временного интервала запуск генератора 3 будет задержан на интервал времени, равный Я /М, где С(, — напряжение, соответствующее младшему разряду цифроаналогового преобразователя 7, а V — скорость изменения выходного напряжения генератора 5. С выходной шины 10 сни1 мается результат измерения.

В предлагаемому устройстве точность измерения зависит от угла наклона образующей напряжения генератора 5. С увеличением скорости Ч изменения выходного напряжения генераT(3pB 5, что соответствует уменьшению шага квантования, точность измерения соответственно увеличивается. Например, если при уронне порогового напряжения логического элемента, равного 1В, скорость изменения Ч выходного напряжения генератора 5 составляет, предположим, 10 нс/Hp то при

10-уровневом преобразовании цифроаналогового преобразователя 7, раэреш 1ющая способность оценивается величинОй Б 1 нс, Если же скорость Ч изменения выходного напряжения первого генератора 5 составляет 2 нс/В, то при 10уровневом преобразовании цифроаналогового преобразователя 7, разрешающая способность устройства составит величину в 0,2 нс. Вместе с тем, увеличением разрядности цифроаналогового преобразователя, разрешающую способность предлагаемого устройства можно значительно повысить, сделав

его высокоточным устройством в измерении временных интервалов, при

1034011 этом точность измерения может быть выше, чем у известных измерителей временных интервалов. ил о

Составитель В. Муляр

Редактор Л. Пчелинская Техред A.Бабинец Коррек тор Ю. Мак аренко

Заказ 5623/50 Тираж 411 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент ; r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Предлагаемое устройство в основном выполнено на дискретных элементах, что позволяет говорить об эффективности подобных устройств как при производстве, так и при операциях контроля и настройки.

Таким образом, при всей простоте предлагаемого преобразователя, он позволяет измерять временной интервал наносекундного диапазона.