Устройство для измерения временных интервалов

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения временных интервалов. Цель изобретения - повышение точности измерения одиночных временных интервалов. Устройство для измерения временных интервалов содержит формирователи 1, 2 старти стоп-импульсов, RS-триггер 4, элемент И 6, счетчик 8 импульсов, опорный генератор 9. В устройство введены D-триггеры 3 и 5, элемент ИЛИ 7. Введение новых элементов и новых связей между элементами устройства позволяет повысить точность измерения за счет исключения составляющей погрешности измерения, связанной с задержкой распространения сигнала в логических элементах. 2 ил.

союз советсних социАлистичесних

РЕСПУБЛИН (51)1 G 04 F 10/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ пО изоБРетениям и очнРытиям пРи Гкнт сссР

{21) М59703/2Ч-21 (22) 14 .07.88 (46) 30.03.90. Бюл. и 12 (71) Ульяновский политехнический институт (72) А.Г, Ташлинский и С.г, Кирилин (53) 621.317(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

)1 1018104, кл. G 04 F 10/04, 1951.

1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕНнцх интЕРВАлОВ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения временных интер,,SU,,1553952 A 1

2 валов. Цель изобретения - повышение точности измерения одиночных временных интервалов. Устройство для измерения временных интервалов содержит формирователи 1,2 старт- и стоп-импульсов, RS-триггер 4, элемент И 6, счетчик 8 импульсов, опорный генератор 9.

В устройство введены D-триггеры 3 и 5, элемент ИЛИ 7. Введение новых элементов и новых связей между элементами устройства позвсляет повысить точность измерения за счет исключения составляющей псгрешности измерения, связанной с задержкой распространения сигнала в логических элементах. 2 ил.!

553952

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения временных интервалов.

Цель изобретения — повышение точ5 ности измерения одиночных временных интервалов.

Ка фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для измерения временных интервалов; на фиг. 2 - вре-10 менные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство содержит формирователь

1 старт-импульса, формирователь 2 стоп-импульса, D-триггер 3, RS-триг- 15 гер 4, D-триггер 5, элемент И Ь, элемент ИЛИ 7, счетчик 8 импульсов, опорный генератор 9. Входы формирователей

1, 2 старт- и стоп-импульсов объединены и являются входом устройства. 20

Выход формирователя 1 старт-импул са соединен с D-входом триггера 3, Sвходом триггера 4 и третьим входом элемента И 6. Выход формирователя 2 стоп-импульса подключен к входу триг- 25 гера 5, R-входу триггера 4 и к четвертому входу элемента И 6. С-входы триггеров 3 и 5, а также второй вход элемента И 6 объединены и подключены к выходу опорного генератора 9. Выхо- g0 ды триггеров 3 и 5 подсоединены соответственно к первому и второму входам элемента ИЛИ 7, выход которого подключен к входу первого разряда счетчиков

8 импульсов. Выход триггера 4 соединен с первым входом элемента И 6, выход которого подключен к входу второго разряда счетчика 8.

Устройство для измерения временных лнтервалов работает следующим образом., В исходном состоянии триггеры 3-5 и счетчик В импульсов находятся в нулевом положении. При достижении входным сигналом заданного порога срабатывания срабатывает Формирователь 1 4 старт-импульса, а при снижении амплитуды входного сигнала ниже порога срабатывания — формирователь 2 стоп-импульса. Формирователи 1 и 2 вырабатывают инверсные импульсы длительностью

Tp/2, где Т - период следования импульсов опорного генератора 9. Из старт- и стоп-импульсов посредством триггера 4 формируются "временные ворота" (фиг. 2), которые дополняются импульсами квантующего генератора 9.

Сформированную пачку импульсов подают на второй разряд счетчика U импульсов.

Код, зафиксированный в счетчике 8 импульсов, в общем случае соответствует длительности измеряемого импульса с погрешностью †(1,5-0,5)Т„.

Для уточнения результата измерения служат триггеры 3 и 5 и элемент ИЛИ 7.

Триггеры 3 и 5 фиксируют факт совпадения во времени импульсов формирователей 1 и 2 старт- и стоп-импульсов с передним фронтом импульсов опорного генератора 9. В случае ссвпадения на выходе триггера 3(5) Формируется импульс длительностью Т„, поступающий через элемент ИЛИ 7 на вход первого разряда счетчика 8 импульсов. Возможны четыре ситуации: отсутствие совпадения старт-„ стоп-импульсов с передним фронтом импульсов опорного генератора; несовпадение старт- и совпадание стопимпульсов; совпадение старт- и несовпадение стоп-импульсов; совпадение старт- и стоп-импульсов.

В указанных случаях без учета уточнения измерение производится с погрешностbe соответственно: (-0,5-0,5)T» (-1-0)т,; (-1-0)Т ; -(1,5-0,5)Tp.

Таким образом, учитывая, что младший (первый) разряд счетчика 8 импульсов соответствует длительности 0,5Т,, во втором и третьем случаях необходимо добавить один импульс, а в четвертом — два. Для объединения импульсов с триггеров 3 и 5 служит элемент

ИЛИ 7.

Для примера на фиг. 2 приведены временные диаграммы с учетом задержки сигнала в элементах для случая, 1 когда старт-импульс совпадает с передним фронтом квантующего импульса, а стоп-импульс несовпадает, где: а сигнал на входе устройства; б и в— импульсы соответственно на выходе формирователей 1 и 2 старт- и стоп-импульсов; г - напряжение на выходе триггера 4; д - импульсы опорного генератора 9; е - напряжение на выходе триггера 3; ж - напряжение íà выходе элемента И 6; з - напряжение на выходе триггера 5.

Технико-экономическое преимущество предлагаемого устройства по сравнению с прототипом состоит в увеличении точности измерения временных. интервалов.

Это достигается за счет того, что в предлагаемом устройстве отсутствует составляющая погрешности измерения, связанная с задержкой распространения сигнала в логических элементах. Кроме того, предлагаемое устройство позволяСоставитель С. Кротова

Техред А. Кравчук

Корректор И. Кучерявая

Редактор M. Келемеш

Заказ 456 Тираж 350 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101, 5 155395 ет максимально использовать предельную рабочую частоту счетчика (триггеров) . Так, для элементов серии 530 предельная частота переключения равна

50 МГц, следовательно, дискрет измерения равен 10 нс. Погрешность измерения определяется лишь неидентичностью временных характеристик формирователей старт- и стоп-импульсов. 10

Формула изобретения

Устройство для измерения временных интервалов, содержащее формирователя старт- и стоп-импульсов, входы кото- 15 рых объединены и являются входом устройства, опорный генератор, счетчик, элемент И и RS-триггер, S-вход которого подключен к выходу формирователя старт-импульса, R-вход - к выходу фор-20 мирователя стоп=импульса, а выход соединен с первым входом элемента И, 2 6 второй вход которого подключен к выходу опорного генератора, а выход соединен с входом второго разряда счетчика импульсов, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены первый и второ" D-триггеры и элемент ИЛИ, причем D-вход первого Dтриггера подключен к выходу формирователя старт-импульса и к третьему входу элемента И, D-вход. второго Dтриггера подключен к выходу формирователя стоп-импульса и к четвертому входу элемента И, С-входы D-триггеров объединены и подключены к выходу опорного генератора, инверсные выходы первого и второго D-триггеров соединены соответственно с первым и вторым входами элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу первого разряда счетчика импульсов.