Устройство для измерения длительности временных интервалов

 

Изобретение относится к измерительной технике. Устройство содержит генератор 1 счетных импульсов, селектор 2, счетчик 3 грубого счета, N- секционную линию 4 задержки, N триггеров 5 точного счета и управляющий триггер 12. Введение формирователя 6 измеряемого интервала, формирующих триггеров 7 и 8, элемента И 9, элементов ИЛИ 10, 11 и 17, формирователей 13 и 14 переднего и заднего фронтов , элементов 15 и 16 задержки, а арифметического блока 18, индикатора 19 и образование новых функциональных связей позволяет повысить точность измерений больших временных интервалов . 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (5ц 4 G 04 F 10/04

1 !

I II г !

il з я г г. т к; . 1.".

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ с ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3921535/24-21 (22) 03.07.85 (46) 29.02,88, Бюл. 1Ф 8 (72) Е.M. Хайкин и С.Ф. Муратов (53) 681.317.77(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР К 676973, кл. G 04 F 10/04, 1978.

Гитис Э.И., Пискулов Е.А. Аналогоцифровые преобразователи. N.: Энергоиздат, 1981, с. 150-151. ! (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Устройство содержит

„„SU„„1377819 A1 генератор 1 счетных импульсов, селектор 2, счетчик 3 грубого счета, Нсекционную линию 4 задержки, N триггеров 5 точного счета и управляющий триггер 12. Введение формирователя 6 измеряемого интервала, формирующих триггеров 7 и 8, элемента И 9, элементов ИЛИ 10, 11 и 17, формирователей 13 и 14 переднего и заднего фронтов, элементов 15 и 16 задержки, а арифметического блока 18, индикатора

19 и образование новых функциональных связей позволяет повысить точность измерений больших временных интервалов. 2 ил.

1377819

Изобретение относится. к измерительной технике и предназначено для использования в радиотехнических установках различного назначения.

Цель изобретения — повышение точности измерений больших временных интервалов.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство содержит генератор 1 счетных импульсов, селектор 2, счетчик 3 грубого счета, N-секционную линию 4 задержки, N триггеров 5 точ- 15 ного счета, формирователь 6 измеряемого интервала, формирующие триггеры

7 и 8, элемент 9 И, элементы 10, 11

HJIH управляющий триггер 12, формирователи 13 и 14 импульсов соответст- 2р венно переднего и заднего фронтов, элементы 15, 16 задержки, элемент 17

ИЛИ, арифметический блок 18, блок 19 индикации.

- 25

Вход формирователя 6 является входом устройства, прямой выход формирователя 6 соединен с одним входом селектора 2 и S-входом триггера 7, инверсный выход формирователя 6 соединен с S-входом триггера 8, выход

30 генератора 1 соединен с другим входом селектора 2, с С-входами триггеров 7, 8, а также с первыми входами элементов 10, 11 ИЛИ, второй вход элемента, 10 соединен с выходом триггера 7, 35 второй вход элемента 11 соединен с выходом триггера 8, выходы триггеров

7, 8 через элемент 9 И соединен с

D-входами N триггеров 5 точного счета и с входом N-секционной линии 4 40 задержки, выход каждой из N секций которой соединен с С-входом соответствующего из N-триггеров 5 точного счета, выходы элементов 10, 11 соединены соответственно с R- u S-входа- 45 ми триггера 12, выход которого соединен с формирователями 13 и 14 импульсов переднего и заднего фронтов, выходы которых соединены непосредственно с управляющими входами арифме- 50 тического блока 18 и через элементы

15, 16 задержки с входами элемента

17 ИЛИ, выход которого соединен с

R-входами N триггеров 5 точного счета, выход элемента 15 задержки соеди- нен с R-входом счетчика 3 грубого счета, Устройство работает следующим образом.

Поступающий на вход формирователя

6 сигнал T„ произвольной формы (фиг. 2a) преобразуется формирователем 6 в две взаимно инверсные последовательности прямоугольных импульсов (фиг.2 F и 6 ), каждый из которых равен по длительности соответствующему участку входного сигнала. Сигнал (фиг. 25) с прямого выхода формирователя 6, поступая на селектор 2, создает временные ворота длительностью

T за время которых в счетчик 3 грубого счета поступает от генератора 1

m счетных импульсов с периодом с, (фиг. 2,a). Зафиксированная в счетчике 3 грубого счета информация ш о длительности измеряемого временного интервала Т содержит методическук погрешность, величина которой соответствует сумме погрешностей измерения стартового Ь, и стопового д д участков измерительного интервала

Т„ = m + дс „ + ht, (фиг. 2 L), при этом величины ht, и b.tz взаимно независимы и могут изменяться в пределах от 0 до о . Инструментальное определение величин ht, и с (точнее о — b.С )обеспечивается триггерами

7, 8 и элементом 9 И. В момент на выходе формирователя 6 (фиг. 2 В) возникает потенциал лог. "0", перебрасывающий триггер 8 в состояние, дающее на его выходе потенциал.лог. "1" (фиг ° 2 ). В момент t, = t + TÄ триггер 8 разблокируется по входу S u будет переброшен в состояние "0"лишь через время (

Первый после момента t счетный импульс опрокидывает своим передним фронтом триггер 7 в состояние нуля (фиг. 2,e), в котором триггер остает1 ся ввиду блокировки по входу D до момента t когда вернется в исход- ное состояние под действием сигнала, .поступающего на вход S, Следующее срабатывание триггера 7 происходит в момент t > g t,, когда придет

I первый, начиная с момента t, счетный импульс.

На выходе элемента 9 И будет сформирован сигнал (фиг. 2a). Очевидно, 1377819 что Т„= At „+ шГ+ d,t . Подставив вместо дй эквивалентную величину ь - (Г - д . ), получаем.

Т (Г+ At,)+mr,— (c - Ай, ). (1) 5

Используемая линия задержки состоит иэ N секций, каждая из которых обеспечивает задержку сигнала на

i ò /N+1. Таким образом наибольшая заN дерзка сигнала равна — ° о

N-1

На отводах секций линии задержки будут формироваться сигналы, показанные на фиг. 2),u ., Задержанные каж- 15 дой секцией на /И+! импульсы с выходов секций будут последовательно воздействовать на триггеры 5, пере;брасывая их в состояние "!". Однако, начиная с момента времени t + $t,, 20 на D-входы триггеров 5 будет подан потенциал лог. "0", запрещающий переброс триггеров по входу С из состояния "0" в "1". Таким образом р инициированных по входам С за время 6 t, триггеров 5 окажутся переброшенными в состояние "1" и станут хранителями информации о величине временного интервала

At б

N+1 (2) о

В момент времени t + 6 t,. + —, на

2 выходе элемента 10 ИЛИ (фиг. 2,K) возникает потенциал лог. "0", ввиду 35 чего триггер 12 перебрасывается в, состояние "0" (фиг.2,pa). При этом формирователь 14 заднего фронта сформирует импульс (фиг. 2,о), под действием которого в арифметический блок 41

18 по шине данных с триггеров 5 будет введен код числа f . Упомянутый импульс, пройдя через элемент 16 задержки (фиг.2,т) и элемент 17 (фиг.2,q), обнуляет триггеры 5. На . 4 протяжении интервала времени от

t б + 6 t, до t! At происходит счет импульсов в счетчике 3 грубого счета и к моменту t„ в нем окажется зафиксированно число ш. С момента t< вре-; менной селектор 2 (фиг. 2,F) преры- вает поступление импульсов на вход счетчика. С момента t на вход линии

4 задержки поступает импульс, длительностью (о — at ) (фиг. 2, к), дробящий. ся линией задержки на N запаздывающих друг относительно друга импульсов,под влиянием которых сработает q кодовых триггеров, при этом (3) I фс Ф

Т = (о+ р )+mc q. (4) х N+1 И+1 с последующей индикацией результатов.

Выражение (4) получено из (1) путем подстановки из (2) и (3). Выражение (4) может быть представлено в виде

Т = 5(m+1)+ f-.

x и+1 (5) где р и о могут принимать целочис" ленные значения в интервале от 0 до Н, при этом выражение (5) содержит целую часть (ш + 1) <,, являющуюся результатом действия счетчика 3 грубого счета, и дробную часть — о являющуюся результатом дейстN+1 вия системы точного счета. Измеренное (вычисленное) значение Т„ будет тем меньше отличаться от действительного значения Т„, Чем больше число N.

Более предпочтительным для обработки в арифметическом блоке является выражение

Т = (A(m + 1) + р-сД Б, (б) где А = N + 1 Б =

N+!

Параметры А и Б являются фикснроЙанньми для каждого конкретного устройДалее, в момент времени t + о (— At ) + — на выходе элемента

11 появляется потенциал лог, "0" (фиг. 2,p,), срабатывает триггер 12 (фиг. 2,м); формирователем !3 переднего фронта сформируется сигнал (фиг.2й), поступление которого на блок 18 соответствует разрешению на введение в арифметический блок 18 по шинам данных числа q с выходов триггеров 5 и числа m из счетчика 3 грубого счета. С интервалом приблизительно c,/2 после появления сигнала на выходе формирователя 13 фронта возникает.импульс на R-входе счетчика 3 (фиг. 2n) и íà R-входе триггеров 5 (фиг. 2q). Устройство готово для следующего цикла измерений, который начнется в момент t . В течение интервала времени от t + (- ht ) +

+ С до t< в арифметическом блоке 18 производится вычисление значения

1377819 ства и.могут быть занесены в память вычислителя.

Формула и з обретения

Устройство для измерения длительности временных интервалов, содержащее генератор счетных импульсов, выход которого подключен к первому входу 1п селектора. выход которого соединен со

f счетным входом счетчика грубого счета, N-секционную линию задержки, N триггеров точного счета и управляю-, щий триггер, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьипения точности измерений больших временных интервалов, в него введены формирователь измеряемого интервала, два элемента задержки, два формирователя импульсов переднего и заднего фронтов соответственно, два формирующих триггера, арифметический блок, индикатор, три элемента ИЛИ и элемент И, причем выход генератора счетных импульсов под- Q5 ключен к первым входам первого и второго элементов ИЛИ и.синхровходам формирующих триггеров, информационные входы которых соединены с шиной логического нуля, прямой выход первого формирующего триггера подключен к второму входу первого элемента ИЛИ и первому входу элемента И, прямой выход второго формирующего триггера подключен к второму входу второго элемента ИЛИ и второму входу элемента И, выход которого подключен ко, входу N-секционной линии задержки и йнформационным входам всех N триггеров точного счета, синхровход каждого из которых подключен к соответствующему отводу N --секционной линии задержки, выходы Н триггеров точного счета подключены к первой группе входов арифметического блока, вторая группа входов которого подключена к выходам счетчика грубого счета, а выходы соединены с входом индикатора, прямой выход формирователя измеряемого интервала подключен к второму входу селектора и установочному входу второго формирующего триггера,установочный вход первого формирующего триггера соединен с инверсным выходом формирователя..измеряемого интервала, выходы первого и второго элементов

ИЛИ подключены соответственно к первому:и второму входам управляющего триггера, выход которого соединен с входами формирователей импульсов переднего и заднего фронтов, выход последнего из которых соединен непосредственно с первым управляющим вхо",. дом арифметического блока н через И первый элемент задержки — с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход, которого соединен с входом установки: нуля М триггеров точного счета, выход формирователя импульсов переднего фронта подключен непосредственно к второму управляющему входу арифметического блока и через второй элемент: задержки — к входам установки нуля счетчика грубого счета и второму вхо ду третьего. элемента ИЛИ.

1377819

Составитель Л. Плетнева

Техред N,Äèäûê . Корректор С. Йекмар

Редактор А. Долинич

Заказ 871/44 Тираж 373 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4