Способ градуировки интерполятора для время-цифрового преобразователя

 

Изобретение относися к измерительной технике. Может быть использовано для градуировки интерполяторов прецизионных времяцифровых преобразователей , измерителей временного интервала, электронных хронографов и т.д. Целью изобретения является повыпение точности градуировки при одновременном упрощении технологии процесса и его аппаратурной реализации . В устройстве для реализации способа источник 1 выполняет операции фop шpoвaния и сдвига входных тестовых сигналов, интерполятор 2 - операции измерения, вычислитель 3 - операции запоминания результатов измерения и вычисления по заданной математической формуле. Согласно способу для достижения поставленной цели при первом измерении входной тестовый сигнал (ВТС) формируют в произвольный момент времени. При каждом последующем ВТС сдвигают относительно предшествующего на величину ht +ei , где п - целое , .- период тактовых импульсов, й - постоянная величина, удовлетворяющая соотношению О л 61 /2. Последовательность выполняемых измерений приводится в описании изобретения. Повышение точности достигается при минимальном числе измерений. 1 з.п.ф-лы. 3 ил. СО с 00 00 о 1C

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

Респу Блин (21) 3778041/24-21 (22) 27.07.84 (46) 15.06.86. Бюл. к- 22 (71) Институт электроники и вычислительной техники АН ЛатвССР . (72) Ю.Н.Артюх и В.А.Беспалько (53) &21.374(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И 469948, кл. С 04 F 11/08, 1973.

Аульченко В.М. Широкодиапазонный времяцифровой.преобразователь с высоким разрешением. ПТЭ, 1977 ° Ф 1, с.79-83. (54) СПОСОБ ГРАДУИРОВКК ИНТЕРПОЛЯТОРА ДЛЯ ВРЕМЯЙИФРОВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ (57) Изобретение относися к измерительной технике. Может быть использовано для градуировки интерполяторов прецизионных времяцифровых пре-. образователей, измерителей временного интервала, электронных хронографов и т.д. Целью изобретения является повышение точности градуировки при

4 t

„.Я0„„1238020 А 1 (Я) 4 G 04 F 10/10, Н 03 К 5/135 одновременном упрощении технологии процесса и его аппаратурной реализации. В устройстве для реализации способа источник 1 выполняет операции формирования и сдвига входных тестовых сигналов, интерполятор 2 — операцйи измерения, вычислитель 3 — операции запоминания результатов измерения и вычисления по заданной математической формуле. Согласно способу для достижения поставленной цели при первом измерении входной тестовый сигнал (ВТС) формируют в произвольный момент времени. При каждом последующем ВТС сдвигают относительно предшествующего на величину п1 +4 g где n - любое целое число, < . — период тактовых импульсов, 6 - — постоянная величина, удовлетворяющая соотношению

0 - " /2. Последовательность выполняемых .измерений приводится в описании изобретения. Повышение точности достигается при минимальном числе измерений. 1 з.п.ф-лы. 3 ил. k4

ФФ

1238020

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исйользовано для градуировки интерполяторов прецизионных времяцифровых преобразователей (измерителей временного интервала, электронных хронографов и т.д.).

Цель изобретения — повышение точности градуировки при одновременном упрощении, .а также повышение точности при минимальном числе измерений.

На фиг. 1 представлена идеализированная характеристика "вход-выход" интерполятора; на фиг.2 — устройство для реализации способа; на фиг.3временные диаграммы взаимодействия блоков устройства.

Реальная характеристика "вход-выход".интерполятора представляет собой . периодическую ступенчатую функию. Для упрощения ступенчатые участки характеристики .заменены линейными.

Устройство для реализации способа включает источник 1 входных тестовых сигналов, градуируеиый интерполятор

2 и вычислитель 3. Источник 1 выполняет операции формирования и сдвига входных тестовых сигналов на постоянную. величину и может быть выполнен в виде высокостабильного опорного генератора, источника временных сдвигов

И1-8, умножителя частоты, формирующего тактовые импульсы путем умножения частоты опорного генератора.

Иитерполятор 2 выполняет операции измерения, вычислитель 3 — операции запоминания результатов измерения и вычисления по заданной математической формуле. В качестве вычислителя

3 может быть применена ЭВИ "Электроника-60" 15 Вм-16.

Задачей градуировки является определение величины d дискрета интерполятора. Для этого в произвольный момент времени t источник 1 формирует первый входной тестовый сигнал (фиг.За). Интерполятор 2 производит измерение временного интервала от момента прихода входного сигнала до последующего тактового импульса (фиг.Зб) и выдает результат измерения в виде кода N1 (фиг.3г). Результат измерения запоминается вычислителем

3. Если источник 1 включен в режиме генерации постоянного периода, .то он сформирует второй тестовый сигнал в момент времени, сдвинутый относи- . тельно предшествующего. Если источ+

d =К-N

1 t 2

Разность между результатами второго и третьего измерений также положительна:

Ф Ф

30 1 NNC NN3

Разность между результатами третьего и четвертого измерений буде отрицательной:

d = N - N

35 3 4

С другой стороны h, можно определить через величины ьi и d:

hl.

< Ф

40 а 4, — через величины ь, d иК:

45 Если учесть постоянство величины

4с для всех измерений, то из решения уравнений:

di

50

t следует 4, — 4, = К . Учитывая, имеем д t что lK =

Д

В

wrc 1 и тактовый генератор интерполятора независимы, то величина сдвига составит n7: + 4L, где n = 1, с диапазон интерполяции, равный периоду тактовых сигналов, di — постоянная величина, неравная нулю и не превы:шающая /2 (на фиг.I 47. = L /3). Величина 4 определится некратностью периода тактовых импульсов и периода

10 источника 1. Если источник 1 высокостабилен, то величина 4i будет постоянна. После формирования второго тестового сигнала проводят второе измерение и его результат N также запой минают,. Повторяют операции измерения и запоминания m> /Ы раз (на фиг.1

m = 3). В результате получают четыре

4 значения результатов измерения N N

М, К

Как видно из фиг.1, разность ре,зультатов первого и второго измерений будет положительна:

8020

Формула изобретения

"v

d = : р

6 - о

3 <23

Ф Ф

Вместо Ь, можно взять и Ь . Запоминание результатов измерений и вы- ° числение производятся вычислителем

3. При небольших значениях m операции запоминания и вычисления могут производиться вручную оператором.

Типичные величины диапазона интерполяции i составляют 10 — 2 10 с, величина и для оператора берется равной 10 †. 10 для ЭВИ и составляет . 10

10 — 10 . Как следует из паспортных данных прецизионных генераторов, расхождение частот их внутренних этолонов и тактовых импульсов интерполятора невелико и величинами составля- 15 ет несколько наносекунд, т.е. d7,<с<

Поэтому число испытаний ш приходится брать большим. Число необходимых повторений испытаний резко уменьшается при задании a7. = . /2 и составляет 20 ш = 2. Задать такую величину Ь< можно, используя в качестве генератора входных тестовых сигналов синтезаторы частоты.

Условие абсолютного постоянства 2S величины ьс при наличии шумов реальных источников входных тестовых .сигналов невыполнимо. Имеется в виду

А постоянство « .с точки зрения интерполятора, т.е. изменения 6 должны Зр быть меньше величины d. Так как ти АЪ" пичные значения d составляют 10 -10 с

Ф то в качестве источников входных тестовых сигналов необходимо использо« вагь указанные выше высокостабильные 3. приборы.

Если изменения Ь несколько превышают d„ то может наблюдаться разброс значений а и Ь . В этом случае точ-.

4 ность определения величины d можно повысить, повторяя процедуру градуировки, и используя известный метод статистического усреднения.

1. Способ градуировки интерполятора для времяцифрового преобразователя, включающий формирование входных тестовых сигналов, моменты формирования которых сдвигают относительно .тактовых импульсов интерполятора, йовторение конечное число раз измерений и запоминание их результатов, о т - ., л и ч а ю шийся тем, что, с це-. лью повышения точности при одновременном упрощении, при первом измерении входной тестовый сигнал формируют в произвольный момент времени, при каждом последующем измерении входной тестовый сигнал сдвигают относительно предшествующего на величину h7.t67. где ь — любое целое число, — период тактовых импульсов, a — постоянная величина, о<а " /2, измерения повторяют ш> /ЬТ раз и результат градуировки d определяют по формуле где Ь и Ь вЂ” любые из положительных и отрицательных разностей запомненных результатов смежных измерений.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю- . шийся тем, что, с целью повышения точности при минимальном числе измерений, величину л . задают равной половине периода тактовых импульсов.

i238020

ЯЬР Ф: Ob pr . 44МФФ4фбв

Составитель М.Леонова

Редактор М.Дыпын ТехредО.Гортвай Корректор Л Патай

Заказ 3288/47 Тираж 398 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4