Устройство для измерения повторяющихся временных интервалов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ . ПОВТОРЯЩИХСЯ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ, содержащее генератор случайных потоков импульсов, два вентиля, счет-, чик числа благоприятных исходов, счетчик числа измерений, блок управления и формирователь импульсов , отличающее ся тем, что, с целью повьшения точности измерений , в него введены тактовьй генератор, блок формирования равновероятных импульсов, логический элемент И и блок сброса, причем выход тактового генератора соединен с первым входом блока формирования равновероятных импульсов, второй и третий входы которого подключены соответственно к выходу геI СЕсотз1ГАя 1 Ш,§Лй07|; й нератора случайных потоков импульсов и к первому выходу формирова , теля импульсов, вход Которого соединен с входной шиной устройства, а второй и третий выходы подключены к первым входам соответственно логического элемента И и первого вентиля, второй вход которого подключен к первому выходу блока управления и первому входу второго вентиля , и выход первого вентиля подключен к счетному входу счетчика числа измерений, выходы которого соединены с информационными входами блока управления, второй и третий выходы которого подключены со (Л ответственно к первому и второму входам блока сброса, выход которого соединен с установочными входа. § счетчика числа измерений и счетчика числа благоприятных исходов, выход последнего из которых является выходом устройства, а счетный вход ч1 соединен с выходом второго вентиля, со со второй вход которого подключен к логического элемента И, втоЭб рой вход которого подключен к персо вому выходу блока формирования равновероятньх импульсов, второй выход которого соединен с входом тактового генератора.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУЬЛИН (51)4 G 04 F 10/04 т" фиг g+gff g q

l3,. :- ц

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕ! 1ИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3619406/24-21 (22 ) 27. 04. 83 (46) 15.08. 85. Бюл. Р 30 (72) Д.Г.Алиева, С.Я.Красюкова и А, А. Тер-Хачатуров (71) Азербайджанский институт нефти и химии им. M.Азизбекова (53) 681. 317.77(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 325562, кл. 0 04 F 10/04, 1969.

Авторское свидетельство .СР

У 351315, кл. H 03 K 13/20, 1970. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ПОВТОРЯЮЩИХСЯ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ, содержащее генератор случайных потоков импульсов, два вентиля, счет-. чик числа благоприятных исходов, счетчик числа измерений, блок управления и формирователь импульсов, отличающее с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены тактовый генератор, блок формирования равновероятных импульсов, логический элемент И и блок сброса, причем выход тактового генератора соединен с первым входом блока формирования равновероятных импульсов, вто-. рой и третий входы которого подключены соответственно к выходу ге„„Я0„„11 383 A нератора случайных потоков импульсов и к первому выходу формирова. теля импульсов, вход Которого соеJ динен с входной шиной устройства, а второй и третий выходы подключены к первым входам соответственно логического элемента И и первого вентиля, второй вход которого подключен к первому выходу блока управления и первому входу второго вентиля, и выход первого вентиля подключен к счетному входу счетчика числа измерений, выходы которого соединены с информационными входами блока управления, второй и третий выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам блока сброса, выход которого соединен с установочными входами счетчика числа измерений и счетчика числа благоприятных исходов, выход последнего из которых является выходом устройства, а счетный вход соединен с выходом второго вентиля, второй вход которого подключен к выходу логического элемента И, второй вход которого подключен к первому выходу блока формирования равновероятньх импульсов, второй выход которого соединен с входом тактового генератора.

1173383

Изобретение относится к и>глулг.оной технике и может быть испольэовано в тех областях техники, где требуется измерять повторяющиеся интервалы времени, либо другие вели- 5 чины, которые могут быть преобразованы во временной интервал, напри— мер, в фазовых измерениях, при измерении электрического напряжения. тока, температуры и т,п, Цель изобретения — повышение точности измерения за счет приближения закона распределения случай>гого потока к линейному °

На фиг, 1 изображена функциональная схема устройства измерения временных интервалов, HB фиг, 2 — временные диаграммы работы устройства. устройство содержит генератор I случайных потоков импульсов, логи- 20 ческий элемент И 2, вентиль 3, счетчик 4 благоприятных исходов, формирователь 5 импульсов, вентиль б, счетчик 7 числа измерений, блок 8 управления, блок 9 сброса, тактовый генератор 10, бпок 11 формирования равновероятных импульсов. Блок

11 содержит триггеры !2 и 13, инвертор 14, элемент И 15 и дифференцирующую RC-цепочку. Блок 8 включает в себя триггер 16, многовходовый элемент И-НЕ 17 и двухвходовые элементы И-НЕ 18 — 21, Выход генератора 10 соединен с первым входом блока 11, второй и 35 третий входы которого подключены соответственно к выходу генератора 1 и к.первому выходу формирователя 5, вход которого соединен с входной шиной устройства, а второй и третий выходы подключены к первым входам соответственно элемента И 2 и вен— тиля 6, второй вход которого подключен к первому выходу блока 8 и к первому входу вентиля 3, выход вентиля б подключен к счетному входу счетчи-ка 7, выходы которого подключены к информационным входам блока 8, второй и третий выходы которого подключены к первому и второму входам бло- 50 ка 9 сброса, выход которого соединен с установочными входами счетчиков .

7 и 4, выход последнего из которых является выходом устройства, а счетный вход соединен с выходом венти- 55 ля 3, второй вход которого подключен к вьгходу элемента И 2, выход которого подключен к первому выходу блока

11, г>торс»г г..ыхоп кс т; рого соединен с входом тактового генератг>ра 10.

Устройство работает следующим образом, Ifa вход тактового генератора 10 через триггер !2 блока 11 подаются случайные импульсы от генератора I пуассоновского потока (фиг, 2б),ко— торые дают разрез>еггие .работе такгового генератора 10 (фиг. 2в), на выходе которого появляются импульсы в случайные моменты времени, которые подаются на вход триггера

13 блока !I. Тактовый генератор 10 с помощью Г(С-цепочки настроен на частоту периодически следующих измеряемых импульсов °

Поток измеряемых интервалов поступает на вход формирователя 5, который преобразует указанный измеряемый поток в поток прямоугольных импульсов (фиг ° 2а ), длительность которых измеряется. Этот поток чеь рез инвертор 14 блока 11 подается на второй вход триггера 13 „ на выходе которого имеет место поток (фиг.2г, r ) равновероятных импульсов с частотой, равной частоте измеряемого сигнала, который через триггер 12 блока 11 дает запрет тактовому генератору IO, Другой вьход триггера

13,фиг, 2г) подается через дифференцирующую цепочку HC (сигнал на выходе которой представлен на фиг,2д ) и логический элемент 15 (сигнал на выходе которого представлен на фиг, 2д ), на вход элемента 2, на второй вход которого подаются импульсы от формирователя 5, В качестве триггеров 12 и 13 используются HS-триггеры с входами установки "0" и "1". Необходимость предварительной установки тригге— ров 12 и 13 блока 11 отпадает,,так как оба триггера работают в измерительном режиме и логическая связь их такова, что предварительная установка исходного состояния не нужна, так как процесс измерения начинается с приходом опросного импульса от блока 5, ко".орый и устанавливает оба триггера в исходное состояние.

На выход элемента 2 появляется импульс (фиг, 2е) в том случае, если за время поступления HG один его вход очередно> о измеряемого импульса на другой с го > <о» поступит

1173383 импульс от формирователя равнонероятных импульсов, а так как их частоты равны и, следовательно, за один период измеряемого сигнала выпадает лишь один равнонероятный им— пульс, н данном случае возможно применение логического элемента И.

Поток импульсов с ньгхода логического элемента И 2 через вентиль

3 подается на вход счетчика 4 благоприятных исходов. С выхода формирователя 5 снимаются импульсы, синхронные с импульсами, подаваемыми на вход элемента 2, и подаются через вентиль 6 на нход счетчика 7, Счетчик 7 представляет собой счетI чик до заданного числа N (в данном случае N=-10000), предварительно в него записанного, Обнуление счетчиков 4 н 7 осуществляется установкой "1" на втором входе нсех разрядон, что достигается первоначально кратковременной подачей "0" кнопкой 22 через логический элемент блока 9 сброса.

Выходы всех разрядов счетчика 7 подаются на входы логического элемента 17 блока 8 для выделения последнего 10000-ro импульса, который через блок 9 прекращает работу счетчиков 4 и 7, возвращая их н исходное состояние.

Во время счета, который начинается с момента включения кнопки

23 блока 8,.счетчики 4 и 7 начинают работу, так как с выхода триггера 16 блока 8 подается разрешение на вход вентилей 3 и 6, количество импульсон на которых соответствует положительному числу испытаний и и общему числу 11 соответственно.

После поступления на вход N-го (т.е. 10000-ro) импульса счетчик

7 выдает импульс на блок 8 управления, который сразу же сигналами со своих выходов закрывает вентили

3 ь 6. В дальнейшем процесс повто1изм Т та кт

Функциональные назначения блока формирования — получение потока импульсов, равномерно распределенных

20 на интервале Тизл(фиг. 2д).

l1

Отношение P = — и теории вещМо N роятностей называется частотой, приблизительно равной вероятности интересующего нас события, т. е. вероятности попадания хотя бы одного случайного импульса на измеряемый интервал м

m> "и И "и (1!

Точность приближенного равенства(1) тем выше, чем больше число испытаний N °

В данном случае число выбирается кратным десяти, благодаря это35 му операция деления n/N еводится

J1HIIIb K сдвигу занятой в цифровом десятичном показании счетчика 4

Величина измеряемого интервала определяется по формуле

Pv и

"и иЬмр (2) 45

Таким образом зависимость между

Э величиной измеряемого интервала и числом импульсов, совпавших с измеряемым сигналом, линейна. ряется через интервал, определяемый блоком управления, т.е, в результате измерительного цикла в счетчике 4 благоприятных исходов оказывается зафиксированным некоторое число и соответствующее заданному общему числу измеряемых импульсов, поданных на входную шину устройства и зафиксиронанных счетчиком 7. и Блок 11 формирования равновероятных импульсов может быть постро— ен на триггерах, Необходимое условие работы блока 11 формирования равновероятных импульсов следующее:

1173383

11 733Н3

g (Ф)

gflP папуас г

Составитель Л,Плетнева Редактор E.Êoï÷à Техред М.Надь Корректор Л.Обручар

Заказ 5051/47 Тираж 406 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4