Измеритель временных интервалов

 

ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ , содержащий генератор, выход которого соединен с первьм входом первого элемента И, второй вход которого подключен к выходу триггера управления и к первому входу блока временной трансформации, первый и второй выходы которого соединены с первым и вторьм входа1ш соответственно блока задания коэффициента трансформации, выход которого соединен с первым входом триггера управления, основной.адресный , второй вход триггера управления соединен с вторьм входом блока щ еменной трансформации, о т л и ч а ю ц и и с я тем, что, с целью повышения точности измерений путем повьшения .стабильности временного разрешения измерителя при больших значениях коэффициента трансформации и усТ1 анения влия.ния дрейфа временного порога, в него введены блок управлешя , два блока селекции, регулируемый элемент задержки, второй и третий элементы И, дополнительный адресный ;счетчик, блок коммутаторов и элемент задержки, причем первый выход блока управления соединен с первыми входами первого и второго блоков селекции, вторые входы которьге подключены к входам Старт и Стоп измерителя соответственно, выход первого блока селекции соединен с вторым входом блока временной трансформации, к третьему входу которого через регулируеш 1й элемент задержки подключен выход . второго блока селекции, второй выход блока управления подключен к первому входу второго элемента И и установочному входу дополнительного адресного счетчика, счетньй вход которого соединен с выходом второго элемента И, второй вход которого соединен с выхо-; дом первого элемента И и первый вхо- , дом третьего элемента И, второй вход которого подключен к третьему выходу блока управления,а выход - к счетному входу основного адресного счетчика , установочные входы которого подключены к соответствующим выходам блока коммутаторов, входы которого подключеш к соответствующим выходам дополнительного адресного счетчика, выход блока задания коэффициента трансформащш через элемент задержки подключен к управляющему входу блока коммутаторов, выход триггера управления соединен с входом блока управления .

„,80„„1052097

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЯ4АЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 С 04 Р 10/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ fHHT СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 3422944/18-21 (22) 09.04.82 (46) 15 ° 12.89. Бюл. Р 46 (72) В.Г. Деменков и В.С. Нестеренко (53) 681. 325. 3 (088 . 8) Изобретение относится к измери- ния и кодирования временных интервательной технике, а конкретно к измери- лов наносекундного диапазона в ядертельньи устройствам ядерного приборо-, нофизических экспериментах. строения, и предназначено для измере(54) (57) ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕННЫХ HHTEPBAll0B содержащий генератор, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого подключен к выходу триггера управления и к первому входу блока временной трансформации, первый и второй выходы которого соединены с первым н вторьи входами соответственно блока задания коэффициента трансформации, выход,которого соединен с первым входом триггера управления, основной, адресный счетчик, второй вход триггера управления соединен с вторьм входом блока временной трансформации, о т л и— ч .а ю шийся теи, что, с целью .повышения точности измерений путем повьипения.;стабильности временного разрешения измерителя при больших значениях коэффициента трансформации и устранения влияния дрейфа временного порога, в него введены блок управления, два блока селекции, регулируе- ьый элемент задержки, второй и третий элеиенты И, дополнительный адресный счетчик, блок коммутаторов и элемент

2 задержки, причем первый выход блока управления соединен с первьии входами первого и второго блоков селекцйи, вторые входы которых подключены к входаи "Старт" и "Стоп" измерителя соответственно, выход первого блока селекции соединен с вторым входом блока временной трансформации, к третьему входу которого через регулируемый элеиент задержки подключен выход второго блока селекции, второй вьпсод блока управления подключен к..первому входу второго элемента И и установочному входу дополнительного адресного счетчика, счетный вход которого сое" динен с выходом второго элемента И, g второй вход которого соединен с выходои первого элемента И и первьм вхо- . дом третьего элемента И, второй вход которого подключен к третьему выходу блока управления,а выход — к счетному входу основного адресного счетчика, установочные входы которого под- вя ключены к соответствующим выходам блока коммутаторов, входы которого под- р ключены к соответствующим выходам дополнительного адресного счетчика, выход блока задания коэффициента трансформации через элемент задержки подключен к управляющему входу блока 3 коммутаторов, выход триггера управле ния соединен с входом блока управления.

1052097

Н аи более бли эким по технической сущности к данному изобр етению является измеритель временных интервалов,, содержащий генератор, выход которого

"соединен с.первым входом первого элемента И, второй вход которого подключен к выходу триггера управления и к первому входу блока временной тран-. сформации, первый и второй выходы ко- »и торого соединены с первым и вторым входами соответственно блока задания коэффициента трансформации, выход .которого соединен с первым входом триггера управления, основной адресный. счетчик, второй вход триггера управ.ления соединен с вторым входом блока временной трансформации.

К недостаткам этого измерителя временных интервалов можно отнести трудность и сложность обеспечения стабильности регистрируемых временных спектров и полсисения в них временных пиков при больших коэффициентах трансформации, что приводит к снижению 25 точности измерений.

Целью изобретения является повьш ение точности измерений путем повышения стабильности временного разреше.ния измерителя при больших значениях коэффициента трансформации и устранения влияния дрейфа временного порога.

Поставленная цель достигается тем, что в известный измеритель временных интервалов, содержащий генератор, вы- . ход которого соединен с первым входом первого элемента .;, второй вмод которого подключен к выходу триггера управления и к первому входу блока временной трансформации, первый и вто-,щ рой выходы которого соединены с первым и вторым входами соответственно блока задания коэффициента трансформации, выход которого соединен с первым входом триггера управления, основной 45 адресный счетчик, второй вход триггера управления соединен с вторым входом блока временной трансформации, введены блок управления, два блока селекции, регулируемый элемент задерж-50 ки, второй и третий элементы И, дополнительный адресный счетчик, блок коммутаторов и элемент задержки, причем первый выход блока управления соеди »ен с первыми входами первого и второго блоков селекции, вторые входы которых подключены к входам "Старт" и

"Стоп" измерителя соответственно, выход первого блока селекции соединен с втор ьм входом блока вр еме иной трансформации, к третьему входу, которого через регулируемый элемент задержки подключен выход второго блока селекции, второй выход блока управления подключен к первому входу второго элемента И и установочному входу дополнительного адресного счетчика, счетный вход которого соединен с выходом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И и первым входом третьего элемента И, второй вход которого подключен к третьему выходу блока управления, а выход — к счетному входу основного адресного счетчика, установочные входы которого подключены к соответствующим выходам блока коммутаторов, входы которого подключены к соотвествующим выходам дополнительного адресного счетчика, выход блока задания коэффициента трансформации через элемент задержки подключен к управляющему входу блока коммутаторов, выход триггера управления соединен с входом блока управления, ю

Такое схемное решение позволяет повысить стабильность временного разрешения при больших значениях коэффициента трансформации и устранить влияние дрейфа временного порога блока временной трансформации, так как информация о флуктуациях и дрейфе порогов формирующих и преобразующих устройств измерителя в виде кода записывается и периодически обновляется в дополнительном адресном счетчике с помощью устройства управления, Перед каждым измерением эта информация с помощью блока коммутаторов переписывается в основной адресный счетчик в виде обратного кода, что позволяет в процессе измерения временного интервала автоматически вычитать флуктуирующие и дрейфующие временные добавки, вносимые формирующими и преобразующими устройствами измерителя, и получать правильный код измеряемого временного интервала.

На чертеже изображена блок-схема измерителя временных интервалов.

Измеритель содержит генератор 1, элемент И 2, основной адресный счет чик 3, триггер 4 управления, блок 5 временной трансформации, включающий элементы .ИЛИ 6 и 7,и преобразователи

8 и 9 временных интервалов, блок 10 задания коэффициента трансформации, 1052097 который содержит элемент ИЛИ 11 и счетчик 12, блок 13 управления, блоки 14 и 15 селекции, регулируемый элемент 16 задержки, два элемента

И 17 и 18, дополнительный адресный счетчик 19, блок 20 коммутаторов и элемент 21 задержки.

Элемент И 2 выполняет функцию основного клапана, пропускающего импуль-,10 сы генератора 1, при взведенном триггере 4 управления, либо на основной адресный счетчик 3, либо на дополнительный адресный счетчик 19, в зависимости от. поступающих с блока 13 управления уровней на элементы И 17 и18. Блок 5 временной трансформации увеличивает входной временной интервал в определенное число раз. Это число, называемое коэффициентом трансфор-20 мации, устанавливается с помощью блока

10 задания. коэффициента трансформации, блок 13 управления периодически обновляет информацию о временном пороге измерителя в виде кода в дополнитель- 25 ном адресном счетчике 19. Частота обновления этой информации определяется скоростью дрейфа временного порога измерителя и зависит от коэффициента трансформации, с увеличением .. 30 его значения частота обновления информации о величине временного. порога увеличивается . Блоки 14 и 15 селекции идентифицируют сигнал, поступивший от блока 13 управления,вьщеляют его и подают на входы блока 5 временной трансформации. Регулируемый элемент

16 задержки осуществляет задержку .сигнала на входе "Стоп" блока 5 временной трансформации на необходимую вели-g0 чину, в целях достижения оптимальной длительности цикла получения информации о величине временного порога измерителя, в виде кода, в зависимости от величины коэффициента"трансформации. Дополнительный адресный счетчик . 19 хранит .информацию о величине временного порога измерителя. Блок 20 коммутаторов обеспечивает установку основного адресного счетчика 3 .в об- 50 ратном коде относительно кода, .хранимого в дополнительном адресном счетчике 19. Элемент 21 задержки служит ддя задержки сигнала установки триг. геров основного адресного счетчика 3 на длительность, необходимую для съема информации с основного адресного счетчика 3 в систему регистрации (на чертеже не показана).

Измеритель временных интервалов работает следующим образом, При включении измерителя временных интервалов блок 13 управления

;блокирует элемент И 18, устанавливает триггер 4 дополнительного адресно- го счетчика 19 в исходное состояние, ! снимает блокировку с элемента И 17 и подает уровень на блоки 14 15 селек- ции, который блокирует другие их входы. Сигнал с выхода блока 14 селекции, выделенный из поступившего уровня, взводит триггер 4 управления, который подаетразрешающий уровень на элемент И 2, и импульсы генератора 1 через элемент И 17 поступают на дополнительный адресный счетчик 19. Уро вень с триггера 4 управления поступает на третий вход блока 5 временной трансформации и снимает блокировку с преобразователей 8 и 9.. Сигнал с выхода блока 14 селекции поступает также на первый вход блока 5 временнай трайсформации. Сигнал с выхода другого блока 15 селекции, вьщеленный из поступившего уровня блока 13 управления, через регулируемый элемент 16 задержки поступает -Ha второй вход блока 5 временной трансформации. Временный интервал, заключенный между сигналами, поступившими по первому и второму входам блока 5 временной трансформации, удваивается преобразователем 8.

Сигнал с первого выхода преобразователя 8, соответствующий концу входного временного интервала, поступает на первый вход второго преобразователя

9 и через элемент ИЛИ 11, вход которого является одним из.входов блока

10 задания коэффициента трансформации, поступает на счетчик 12 и регистрируется в нем. Сигнал с второго выхода преобразователя 8 поступает на второй вход второго преобразователя 9. Временной интервал, заключеннйй между входньии сигналами преобразователя 9, равен временному интервалу, заключенисму между сигналами "Старт" и "Стоп", и удваивается в этом преобразователе, Сигнал с первого выхода второго, преобразователя 9, соответствующий концу временного интервала, поступивше- го на eio входы, подается через эле» мент ИЛИ 11 на счетчик 12 и регистрируется в нем.

Сигнал с первого выхода второго преобразователя 9 поступает также ° на другой вход элемента ИЛИ 6. Сигнал со"

1052097 со второго выхода преобразователя 9 поступает на вход элемента ИЛИ 7. Сигналы с выходов элементов ИЛИ 6 и 7 поступают на входы преобразователя 8, 5

Временной интервал, заключенный между этими входными сигналами преобразователя 8, опять равен входному времен,ному интервалу, заключенному между сигналами "Старт" и "Стоп". Преабразо-10 ватель снова удваивает этот временный интервал, и сигнал с выхода преобразователя 8 через элемент ИЛИ 11 поступает на счетчик 12 блока 10 задания коэффициента. трансформации и на вход преобразоват.еля 9. На другой вход этого преобразователя 9 поступа; åò сигнал с второ-о выхода преобразователя 8. Последовательная работа двух преобразователей временных интервалов с коэффициентом преобразования, равным двум, будет продолжаться до тех пор, пока нв заполнится счетчик 12. При заполнении этого счетчика сигнал с его выхода возвращает 25 триггер 4 управления в исходное состояние,блокируя тем самым преобразователи 8 и 9 и снимая разрешающий уровень с элемента И 2, прекращая поступление импульсов генератора 1 через элемент И 17 на дополнительный адресный счетчик t9. Сигнал с выхода блока 10 задания коэффициента трансформации через элемент 21 задержки поступает на блок 20 коммутаторов и через него переносит информацию из дополнительного адресного счетчика 19 в основной адресный счетчик 3 в виде дополнитепьного кода, Таким образом, информация о временном пороге измерителя временных интервалов занесена в основной адресный счетчик 3 в виде дополнительного кода.

Блок 13 управления заканчивает инициирование необходимых сигналов, блокирует элемент И 17, снимает блокировку с элемента И 18 и входов блока 14 и 15 селекции, соединенных соответственно с шиной "Старт" и шиной

-"Стоп" °

Сигнал "Старт", поступивший на вход измерителя и появившийся на вы-. .ходе блока 14 селе,кции, взводит триг" гер 4 управления, который подает разрешающий уровень на элемент И 2. Им пульсы с генератора 1 поступают те-. перь через элементы 2 и 18 на основной адресный счетчик 3. Сигнал с выхода блока 14 селекции поступает также на вход блока 5 временной трансформации, который по его третьему входу деблокирован уровнем с триггера 4 управления.

Сигнал "Стоп", прошедший на вход блока 15 селекции, с его выхода через регулируемый элемент 16 задержки, поступает на вход блока 5 временной трансформации, которйй в совокупности с блоком 10 задания коэффициента трансформации работает таким же образом, как описано.

При заполнении счетчика 12 в блоке 10 задания коэффициента трансформации сигнал с его выхода возвращает триггер 4 управления в исходное состояние, блокируя при этом в блоке 5 временной трансформации преобразователи 8 и 9 и снимая разрешающий уровень с элемента И 2, прекращая пос-. тупление импульсов генератора 1 через элемент И 18 на основной адресный счетчик 3.

Особенность работы адресного счетI чика 3 заключается в том, что в нем в дополнительном коде хранилась информация о временном пороге измерителя. По мере поступления импульсов с генератора 1 счетчик заполняется и информация о временном пороге измерителя, записанная в нем, уменьшается и при полном заполнении счетчика информация о временном пороге в счетчике равняется нулю и далее в счетчик записывается информация о временном интервале, заключенном между сигналами "Старт" и "Стоп". Таким образом, путем досчета импульсов генератора

1 до переполнения адресного счетчика

3 в нем осуществляется цифровое вычитание временного порога измерителя временных интервалов.

Сигнал с выхода блока 10 задания коэффициента трансформации через элемент 21 задержки поступает на блок

20 коммутаторов и через него вновь переписывает информацию из дополнительного адресного счетчика 19 в основной адресный счетчик 3 в виде дополнительного кода, Измеритель временных интервалов опять готов для приема сигналов "Старт" и "Стоп". Спустя некоторое время, если триггер 4 управления находится в исходном состоянии или по возвращении его в исходное состояние„блок 13 управления вновь инициирует необходимыеЪигналы

< получения информации о временном поТехред Л.Сердюкова Корректор Н. Король

Редактор Л. Письман

Заказ 8258 Тираж 364 Подписное .ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

9 1-05209 роге измерителя в его дополнительном адреснси счетчике 19.. Использование в измерителе времен5 ных интервалов дополнительных элементов н связей между ними позволяет обеспечить долговременную, независяаую от изменения температуры, стабильность временных спектров, положе- 10 ние в них временных пиков и высокое временное разрешение при большом ко»., зффициенте трансформации, так как

7 l0

Ф устраняется влияние нестабильностей и дрейфа, связанных с изменением порогов Формирующих н преобразующих уз лов измеритепя, Периодическое обновление информации о временном пороге измерителя в его дополнительном адресном счетчике н постоянное вычитание этой информации в циклах измерения из основного адресного счетчика в цифровом виде обеспечивает высокие метрологические параметры измерителя временных интервалов.