Устройство для измерения времени задержки

 

1.УСТРОЙСТВО ДЛЯ, ИЗМЕРЕЙШ ВРЕМЕНИ ЗАДЕРЖКИ, содержащее измеритель периода, блок задержки, первый вьпсод которого подключен ко входу исследуемого траКта, о т л и ч а rani е .е с я тем, что, с целью повыше ния быстродействия измерений и снижения кк трудоемкости, в него введены генератор одиночных инпульсрв, элемент ИЛИ, генератор импульсов и блок стробирования, причем выход генератора одиночньк импульсов под ключен к первому входу элемента ШЩ, выход которого соединен со входами измерителя периода и блока задержки, первый выход которого соединен с первым входом блока стробирования, второй в-коя которого подключен ко второму вькоду блока задержки, а выход ко второму входу элемента ИЛИ. (Л СП 00 со J

СОЮЗ COIKTCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

-- РЕСажЛИН

ГОСУДАРСТВЕННИЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОИ*ЕтЕНИй И ОтКРЫтИй

Р.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (511 С 04 F 10/04

/ :: оэср ъ

) "×

4 в)

1. аи-., ...

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЯЛЬСТВу (21) 3679180/24-21 (22) 26.12.83 (46) 30,05.85. Бюл.№ 20 (72) Р ° Р.Урманчеев (53) 621.317.77 (088.8) (56) 1.Измеритель временных интервалов И2-26,Техническое описание и инструкция по эксплуатации .

2.817.019 70.

2..Авторское свидетельство СССР № 113565, кл.С 04 Р 10/04,1956.

3. Авторское свидетельство СССР № 983634, кл. 6 04 F )О/04„1982 (прототип ). (54)(57) 1.УСТРОЙСТВО ДЛЯ, ИЗИЕРЕН1И

ВРЕИЕНИ ЗАДЕРЖКИ, содержащее измери.тель периода, блок задержки, первый

„„SU„„ I I 5897Î выход которого подключен ко входу исследуемого тракта, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повьппе" ния быСтродействия измерений и снижения их трудоемкости, в него введены генератор одиночных импульсов, элемент ИЛИ, генератор импульсов и блок стробирования, причем выход генератора одиночных импульсов под" ключен к первому входу элемента ИЛИ, выход которого соединен со входами измерителя периода и блока задержки, первый выход которого соединнн с первым входом блока стробирования, .второй вход которого подключен ко второму выходу блока задержки, а выход ко второму входу -элемента ИЛИ..

1158970

2.Устройство по и.1, о т л ич а ю. щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия измерений и снижения их трудоемкости, блок стробирования содержит ключ, два элемента И-НЕ,два инвертора и согласующий каскад, выход которого является выходом блока, выход первого инвертора подключен к первому входу первого элемента И-НЕ, второй вход

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении времени задержки сигнала в пассивных электрических цепях. 5

Известно устройство измерения времени задержки, в основу работы которого положен компенсацион.ный метод измерения временных интервалов, согласно которому осуществля10 ют сравнение измеряемого интервала с эталонным. При этом. эталонный временной интервал задается генератором задержанных импульсов (ГЗИ ), а момент компенсации измеряемого

15 временного интервала эталонным фиксируется с помощью осциллографического индикатора. ГЗИ позволяет получить два импульса с регулируемым временным сдвигом между ними. Запус20 кающий импульс служит для запуска исследуемых устройств, задержанныйдля запуска ждущей развертки индика тора.

При исследовании длинных ВЧ трактов, линий связи отраженный импульс имеет искаженный фронт по сравнению. с фронтом запускающего импульса эа счет неравномерности частотной характеристики тракта. Поэтому при измере-ЗО нии появляется погрешность иэ-за неточного совмещения фронтов запус» кающего и отраженного импульсов.

Кроме того, дополнительная погрешность появляется за счет неравенст- 55 ва амплитуд. запускающего и задержанного импульсов (1).

Недостатком этого устройства является низкая точность. которого через ключ соединен с общей шиной, а выход подключен к первому, входу второго элемента И-НЕ, второй. вход которого является первым входом блока,а выход через второй инвертор соединен со . входом согласующего каскада, вход первого инвертора является вторым входом вторым входом блока стробнрования.

Известно также устройство, в котором время задержки оценивается по изменению частоты автогенератора при включении в цепь обратной связи исследуемого тракта. Точность этих устройств в основном определяется точностью измерителя частоты и поэтому достаточно высока 121.

Недостатками этого устройства являются низкое быстродействие и большая трудоемкость измерений.

-, Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, содержащее внешний генератор синусоидальных колебаний, ключ, усилитель, анализатор спектра, частотомер, блок задержки, первый выход которого подключен ко входу исследуемого тракта, короткозамыкатель 3-).

Недостатком известного устройства является большая трудоемкость измерения и низкое быстродействие

Цель изобретения - повышение быстродействия измерений и снижение их трудоемкости.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения времени задержки, содержащее измеритель периода, блок задержки, первый выход которого подключен ко .входу исследуемого тракта, введены генератор .одиночных импульсов, элемент ИЛИ, генератор импульсов и . блок стробирования, причем выход генератора оди ночных импульсов подключен к первому входу элемента ИЛИ, выход которого соединен со входом генератора импуль"

1158970 сов, выход которого соединен со входами измерителя периода и блока задержки, первый выход которого соединен с первым входом блока стро бирования, второй вход которого подключен ко второму выходу блока задержки, а выход ко второму входу . элемента ИЛИ.

Кроме того, блок стробирования содержит ключ, два элемента И-НЕ, два инвертора и согласующий каскад, вьиод которого является выходом блока, выход первого инвертора подключен к первому входу первого элемента И-НЕ, второй вход которого через ключ соединен с общей шиной, а выход подключен к первому входу второго элемента И-НЕ, второй вход которого является первым входом блока, а выход через второй инвертор соединен со входом согласующего каскада, вход первого инвертора является вторым входом блока стробиро1 вания.

На фиг,l изображена функциональна схема устройства, на фиг.2 и 3временные диаграммы его работы, Устройство содержит генератор 1 одиночных импульсов, элемент 2 ИЛИ, генератор 3 импульсов, блок 4 задержки, измеритель 5 периода, блок 6 стробирования, состоящий из инвертора 7, элементов 8,9 И-HE инвертора 10 и согласующего каскада ll, ключа 12, исследуемый тракт !3.

Генератор 1 одиночных импульсов предназначен для начального запуска генератора 3.

Элемент 2 ИЛИ предназначен . для пропускания сигнала запуска генератора 3 с генератора 1 одиночных импульсов при начальном запуске или импульса цепи обратной связи в процессе измерения.

Генератор 3 импульсов предназ

1 начен для фбрмирования длительности импульсов и задержки их относитель- но запускающих импульсов. К генератору 3 предъявляются следующие тре бования: длительность импульса 0,11 мкс, обеспечение режима внешнего запуска, наличие устройства точной фаэовой привязки формируемых импульсов относительно запускающих, обеспечение задержки 1-100 мкс. В качестве генератора 3 .может быть применен стандартный генератор, 1О

)5

Я 25

ЭО

55 например Г5-60 или аналогичный по параметрам.

Блок 4 задержки предназначен для создания задержки импульсов в цепи обратной связи автогенератора.

Время задержки 1-)0 мкс. Блок 4 задержки реализуется последовательным соединением линий задержки по типовой схеме. Выходной каскад блока 4 задержки должен быть согласован с волновым сопротивлением исследуемого тракта !3.

Измеритель 5 периода предназначен для измерения периода следования импульсов на выходе генератора 3.

Измеритель 5 периода реализуется по типовой схеме в виде формирователя строба, выходной импульс которого имеет длительность, равную сумме нескольких измеряемых периодов, при этом указанная. длительность заполняется метками кварцевого генера тора, число которых фиксируется в счетчике с индикацией результата измерения периода. В качестве измерителя 5 периода может быть использован стандартный, например типа

ЧЗ-54.

Блок б стробирования предназначен для запрета прохождения падающих импульсов на вход внешнего запуска генератора 3 импульсов в режиме

Измерение™. Согласующий каскад 11 выполнен в виде эмиттерного .повторителя, согласованного с волновым сопротивлением исследуемого тракта 13.

Генератор 1 одиночньи импульсов, элемент 2 ИЛИ, генератор 3 импульсов, блок 4 задержки и исследуемый тракт

13 соединены последовательно, Выход исследуемого тракта 13 разомкнут.

К входу исследуемого тракта 13 подключен первый вход блока 6 стробирования, вьиод которого подключен через второй вход элемента 2 ИЛИ ко входу внешнего запуска генератора 3 ыпульсов. -Второй вход блока 6 стро бирования подключен ко второму выкоду блока 4 задержки. Измеритель 5 периода подключен к выкоду генератора 3 импульсов. Процедура измерения времени задержки в данном устройстве состоит из следующих операций:

- установка на блоке стробирования режима Калибровка, отсчет показания Т „ измерителя периода (15 с );

1158970 — установка на блоке стробирования режима Измерение", отсчет пока- занияТ„, измерителя периода (15 с );

- вычисление времени задержки исследуемого тракта (60 с).

Суммарное время измерения не превышает 1,5 мин (у прототипа с учетом демонтажа исслеуемого тракта 8-16 ч).

Устройство работает следующим образом.

Одиночный импульс генератора 1 (фиг.2а) запускает генератор 3.

Импульс, задержанный в генераторе 3 (фиг ° 2б ) и блоке 4 задержки (фиг,2в ) поступает на вход исследуемого трак та 13, распространяется по тракту.

Далее, отражаясь от его разомкнутого выхода, импульс возвращается на вход тракта и поглощается выходным сопротивлением блока задержки. Таким образом, на входе исследуемого тракта 13 существуют падающие и отраженные импульсы.

В зависимости от положения ключа !

2 (фиг.1} устройство работает в двух режимах — "Измерение" и "Калибровка". Рассмотрим работу в каждом из этих режимов. В режиме Измерение" ключ 12 разомкнут, сигнал на входе элемента 8 И-HE соответствует логической "1" (фиг.2е ). .При этом на один иэ входов элемента 9 И-HE проходит стробирующйй импульс из блока 4 задержки (фиг.2ж ).

На первый вход элемента 9 И-НЕ поступают падающие и отраженные импульсы со входа исследуемого тракта 13 (фиг.2в ). Поскольку временное положение строба (фиг.2r) совпадает . с положением падающего импульса, то блок 6 стробирования запрещает прохождение падающих импульсов и на вход внешнего запуска генератора 3 поступают только отраженные им-. пульсы. Т.е. в режиме Измерение"

«втогенератор генерирует периодическую последовательность импульсон, которые циркулируют в цепи генератор 3-блок4-тракт 13 туда тракт 13 обратно-блок 6-элемент 2генератор 3. В этом режиме период

Т импульсов определяется выражением ллем

Т = + +2 +i +

«>М "ген "hn э л* "тр 6л. стр или г л" г

"теллэ "бл Ъа*» "Tp >""бл.стр с ллли время задержки генератора 3, бло а 4 задержки, исследуемого тракта

13, блока 6 стробирования и элемента 2 ИЛИ соответственно. На фиг.2r и 2д показаны сигналы на входе и выходе инвертора 7, на фиг 2з — сигнал с выхода элемента 9 И-НЕ и.т кол= "гон "6л. ыл,+ "6л. стр "или

Вычитая (2 ) иэ (1 ) получим

Т вЂ” Т =2ь иьм kén тр изм кллл

Ттр =. (4) Таким образом, по результатам двух измерений периода следования импульсов можно определить время

1 задержки исследуемого тракта.

Точность измерения Йремени задержки данного устройства определяется погрешностью измерителя периода и в этом отношении относится к самым точным устройствам аналогичного назначения. фиг,2и — сигнал на выходе блока 6 стробировання.

В режиме "Калибровка" ключ 12

10 замкнут на корпус, поэтому сигнал на выходе элемента 8 И-HE соответствует логической "1" (фиг.Зж ) независимо от состояния другого входа элемента 8 -HE. При этом элемент 9 -HE

1$ пропускает как падающие так и отЭ раженные импульсы (фиг.Зв ) на выход блока 6 стробирования (фиг.Зи) (обозначения на фиг.З аналогичны обозначениям фиг,2 ). Ha вход внешнего запуска. генератора 3 также постуи лают падающие и отраженные импульсы.

В режиме "Калибровка" необходимо, чтобы генератор 3 запускался только . падающими импульсами. Принцип построения генератора 3 выбран таким, чтО при ВыпОлнении услОВия 2Т (Тгеи генератор запускается только первыми импульсами из пары, поступающей на его вход, т.е. только падающими.

Поэтому задержка генератора 3 выбирается заведомо больше величины

2 „. Указанная особенность запус» ка генератора является типичной для большинства стандартных генераторов.

В режиме "Калибровка" период Тлслл

3$ следования импульсов автогенератора определяется выражением.

0 а

К

Ю

У

U

EJ д

Р

U

U б

Составитель Л. Плетнева

Редактор А.Долинич Техред N.Êóçüìà Корректор М.Максимишинец

Подписное

Заказ 3585/46 Тираж 406

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент",r.Óæroðoä, ул.Проектная,4