Устройство для измерения повторяющихся интервалов времени

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПСЖТОРЯЮШИХСЯ ИНТЕРВАЛОВ ВРЕМЕНИ, содервкащее формирователь сигнала первого и формирователь сигнала второго каналов, входы которых являются входами устройства,, формирователь интервалов времени, выход которого подключен к первому ВХОДУ селектора, выход которого соединен с вхоДом счетчика импульсов, выход которого через блок усреднения подключен к входу блока индикации, генератор опорной частоты и генератор шума , выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам фйзового модулятора, вькод которого соединен с входом первого формирователя имдульсов , отличающийся тем, что, с целью повышетшя точности измерений , в него введены второй формирова . тель импульсов и два блока временной привязки, первые входы которых подкяк чены к выходам соответственно формирователя сигнала первого канала и формирователя сигнала второго канала, вторые входы блоков временной привязки объединены и соединены с выходом первого формирователя икшульсов, а выходы подключе i ны к первому и второму входам соответственно формирователя интервалов времеш (Л выход генератора опорной частоты соединен с входом второго формирователя импульсов, выход которого подключен к .второму входу селектора. .

(19) ()1) СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(51) G 04 Р 10/04 (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3333556/18-21 (22) 26.08.81. (46} 15.08.83. Бюл. № 30 (72) Г. А. Парфенов, Г. П. Пашев и Ю. Н, Киреев.. .(53) 681.325.3 (088.8) (56) 1. Аппаратура для частотных и времен ных измерений. Под. ред. А. П. Горшкова.

М., "Советское радио", 1971, 167-170.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 351226, кл.С 04 F 10/04, 1970. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОВТОРЯЮШИХСЯ ИНТЕРВАЛОВ

ВРЕМЕНИ, содержащее формирователь сигнала первого и формирователь сигнала второго каналов, входы которых являются входами устройства, формирователь интервалов времени, выход которого подключен к первому входу селектора, выход которого соединен с вхоДом счетчика импульсов, выход которого через блок усреднения подключен к жоду блока индикации, генератор опорной частоты и генератор шума, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам фа.зового модулятора, выход которого соединен с входом первого формирователя импульсов, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены второй формирователь импульсов и два блока временной привязки, первые входы которых подключены к выходам соответственно формирователя сигнала первого канала и формирователя сигнала второго канала, вторые входы блоков временной привязки объединены и соединены с выходом первого фор мирователя импульсов, а выходы подключе р ны к первому и второму входам соотве1 ственно формирователя интервалов времени, выход генератора опорной частоты соединен с входом второго формирователя . С импульсов, выход которого подключен к

Ф второму входу селектора.

° ««

Ф 1035

Изобретение относится к радиоизмери-. тельной технике и может найти примене« ние при различных временных измерениях

Известно устройство nna измерения интервалов времени, работа которого основана иа методе прямого счета числа импульсов опорной последовательности с постони. ным периодом Т„, уложившихся в измеряемый интервал времени, оно содержит входные формирователи, формирователь 10 временного интервала, селектор и счет чик С13 .

Основным недостатком известного уст ройства является болыцая погрешность квантования (+ единица счета). 15 Известно устройство — стохастический измеритель повторяющихся интервалов времени, в котором случайность вводится в погрешность за счет того, что для запол нения временных интервалов используется 20 последовательность счетных импульсов со случайным периодом следования, которое содержит формирователь сигнала 1-го канала, формирователь сигнала 2-го канала, формирователь временных интервалов, се- 25 лектор, счетчик, устройство усреднения, устройство индикации, генератор шума, фазовый модулятор, формирователь импуль. сов, .опорный генератор (2 g .

Недостатком этого устройства являет- З0 ся то, что нарастание дисперсии при увеличении измеряемого интервала времени существенно снижает точность известных стохастических измерителей.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что .устройство для измерения повторяющихся интервалов времени, содержащее формирователь сигнала первого и формирователь сигнала второго каналов, входы которых являются входами устройства, формирователь интервалов времени, выход:

KD70pDTD подключен к первому входу се45 лектора,выход которого соединен с вхоцом t счетчика импульсав, выход которого через блок усреднения подключен к входу блока индикации, генератор опорной частоты и генератор шума, выходы которых подключены соответственно к первому и второму в хо- 50 дам фазового модулятора, выход которого соединен с входом первого формирователя им п ульсов, введены второй формирователь импульсов и ава блока временной привяэки, первые входы которых пойключены к выходам соответственно формирователя сигнала первого канала и формирователя сигнала второго канала, вторые входы блоков

860 2 временной привязки объединены и соедине ны с выходом первого формирователя импульсов, а выходы подключены к перво му и второмувходам соответственно формиро. вателя интервалов времени, выход генератора опорной частоты соединен с входом вто- рого формирователя импульсов, выход которого подключен к второму входу се-. лектора.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства, которое содержит формиро. ватель 1 сигнала первого канала, формирователь 2 сигнала второго канала, фор.мирователь 3 ингервалов времени, селектор 4, счетчик 5 импульсов, блок 6 усреднении, блок 7:индикации, генератор

8 шума, фазовый модулятор 9, первый формиФ Фагель 10 импульсов, генератор

11 опорной частоты, второй формирова. тель 12 импульсов, первый блок 13 временной привязки, второй блок 14 временной привязки.

Временные диаграммы, пояснякицие работу устройства приведены на фиг; 2, где с — периодическая последовательность

"стартовых" импульсов на первом входе устройств; 6 — периодическая последовательность "стоповых" импульсов на втором входе устройства; e — вспомогательная последовательность импульсов со случайным периодом следования на выходе . первого формирователя 10 импульсов; ъ -последовательность4импульсов на выходе первого блока 13 временной привязки;

3 - последовательность импульс=ов на выхо ле второго блока 14 временной привязки;

e - последовательность импульсов на выхо де формирователя 3 интервалов времени; ж -последовательность счетных импульсов с постоянным периодом на выходе второго формирователя 12 импульсов; з -пачки счетных импульсов на выходе селектора 4.

Устройство работает следукецим образом.

Периодические последовательности импульсов "Старт и "Стоп", задержанные относительно друг друга на время Е,которое необходимо измерить, поступают на первый и второй входы соответственно (фиг. 2 а,б) и нормализуцотся по длительности и амплитуде в формирователях 1 и 2. С приходом импульса "Старт блок 13 временной привязки выделяет иэ вспомогательной последовательности импульсов со случайным периодом следования (фиг. 2 в) ближайший импульс (фиг. 2 г). Аналогичные операции проделываются блоком 14 временной привязки с приходом импульса Стоп" по вто60 4 риодом следования. В настоящем устройс1 ве, случайность в погрешность измерения вводится за счет операции временной привязки импульсов «Старт" и "Стоп" -к импульсам вспомогательной случайной последовательности. Этим достигается случайное равновероятное в интервале +p распределение положения начала и "конца" сформированных временных интервалов относительно последовательности счетных импульсов.

На фиг. 2ъ, i3 показаны штриховкой возможные временные положения импульсов на выходах блоков 13 и 14, привязки, а на фиг. 2, 6 положения начала и конца временных интервалов. Заполнение временных интервалов производится счет- . ными импульсами с постоянным перио-. дом следованияТ„, поэтому B процессе счета импульсов в пачке не возникает погрешности иэ-за накопления дисперсии.

Результат единичного измерения может случайным образом изменяться только на +1 счета независимо or длительности измеряемого интервала (фиг. 2 ь ). Единственной погрешностью остается случайная погрешность квантования с.дисперсией Тр /6. . B йэвестном устройстве дисперсия единичного измерения больших интервалов не менее Т, следовательно настоящее

2 устройство дает как минимум шестикра1 ный выигрыш по дисперсйи единичного измерения и, следовательно, по дисперсии усредненного результата при одинаковом числе усредняемых пачек импульсов.

Настоящее устройство дает также воэможность экономии времени измерения по сравнению с известными устройства . ми при одной и той же погрешности измерения. В предлагаемом устройстве мож-1 но испольэовать вдвое меныиее число пачек импульсов и получить более точный результат. Двукратное сокращение числа пачек импульсов эквивалентно сокращению в два раза времени получения одного усредненного результата измерения.

3 10355 рому входу, Импульсы с-В3аКопоВ блоков 13 и 14с равновероятным в интервале То временным положением используются для формирования последовательности прямо, угольных импульсов случайной плительнос5 .:ти Эта операпиявыполняетсяспомошьюфор пфоьателя 3 интервалов времени. Импуль- . ,сы с выхода чюрмирователя 3 открывают селеКтор 4 по первому входу, а по второму входу селектора 4 подается последовательность счетных импульсов с постоян- ð ным периодом следования Т„ (фиг. 2 ж).

При этом на выходе селектора 4 образуются пачки со случайным числом счетных импульсов (фиг. 2з), которые считаются счетчиком 5.Блок 6 усредйения определяет среднее число и импульсов

1 в пачке, и результат измерения 1 =Ц„Т, индицируется блоком 7- индикации.

Вспомогательная последовательность импульсов со случайным периодом следо- 20 вания формируется из сигнала генерато-ра 11, имекицего период Т,,путем его фаэовой модуляции в фазовом модуляторе 9 шумовым - напряжением с генератора 8 шума. Для обеспечения равновероят 25 ного в интервале То распределения временного положения. импульсов вспомогательной последовательности необходим достаточно большой индекс шумовой фазо» вой модуляции. 30

Иэ выходного сигнала фазового моду-. лятора по положительным переходам через нуль формируются короткие импульсы в первом формирователе 10 импульсов.

Периодическая последовательность счет»

35 ных импульсов таиже формируется из сит нала генератора 11 по положительным переходам через ноль во втором формирователе 12. Повышение точности устройства обьяс- 40 няется тем, что операция введения случайности и операция заполнения временных интервалов счетными импульсами выполняются раздельно, в то время как в извесь

4 ных устройствах обе эти операции выпол- 4няются одновременно за счет использования счетных импульсов со случайным пе1038580 е

Составитель Л. Плетнева

Редактор Н. Швыдкаа Техред Т,Фанта Корректор М. Демчик

Тираж 411 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 5830/47

Филиал ППП Патент, r. Жкгород, ул, .Проектная, 4