Цифровой измеритель периодических интервалов времени

 

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

330423

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 17.1Ч.1970 (№ 1431806/26-9) .Ч. Кл. 6 04f 11/08 с присоединением заявки №вЂ”

Комитет по делам

Приоритет—

Опубликовано 24.!1.1972. Бюллетень № 8

Дата опубликования описания 18.1V.1972 изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 621.317.39:531. .761, (088.8) Авторы изобретения !

С. П. Панько и М. К. Чмых

Институт физики Сибирского отделения АН СССР

Заявитель

ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ПЕРИОДИЧЕСКИХ

ИНТЕРВАЛОВ ВРЕМЕНИ

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к цифровым измерителям периодических интервалов времени, и может быть использовано для повышения точности измерения интервалов времени.

Известны цифровые измерители периодических интервалов времени, содержащие триггер, ключи, генератор квантующих импульсов, времязадающий каскад, состоящий из делителя частоты и триггера, и счетчик.

Недостатком известных устройств яляется пониженная точность измерения из-за наличия ошибок квантования.

С целью повышения точности измерения в предлагаемом измерителе к одному из входов триггера подключен выход первой линии задержки, один из входов последней подсоединен к стартовому входу измерителя вторые входы линии задержки подключены к одному из входов первого дешифратора, второй вход последнего подсоединен одновременно к одному из входов каскада сброса и к одному из выходов дополнительного триггера, вход последнего через логическую схему «И» и дополнительные ключи подключен на один из выходов счетчика, к другому входу которого подсоединен выход каскада сброса; третий выход первого дешифратора подключен одновременно к одному из входов второго дешифратора, и одному из входов каскада поразрядного переноса и к выходу регистра памяти. а вход последнего через дополнительные ключи подсоединен к выходу счетчика, причем второй вход второго дешифратора подключен одновремен5 но ко второму выходу дополнительного триггера и ко второму входу каскада сброса, а третий вход последнего подсоединен к делителю частоты времязадающего каскада, а ко входу времязадающего триггера подключен второй вход каскада поразрядного переноса, а выход последнего подключен к одному из входов счетчика, причем выход второго дешифратора подключен к одному из входов второй линии задержки, второй вход последней

15 подсоединен к стоповому входу измерителя, выходы второй линии задержки подсоединены ко второму входу триггера.

На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого измерителя; на фиг. 2 — вариант схемы

20 поразрядного переноса.

Измеритель состоит из коммутируемых первой линии задержки I и второй линии задержки 2, триггера 8, ключей 4 и 5, счстчика б, схемы «И» 7, дополнительного триггера 8 и вре25 мязадак;щего триггера 9, квантующего генератора 10, каскада сброса 11, дополнительных ключей 12, делителя частоты 18, который с триггером 9 составляет времязадающую схему, регистра памяти 14, первого дешифратора 15

ЗО и второго дешифратора 1б и каскада переза330423

60 рядного переноса 17, состоящего из ключей 18 и линий задержки 19.

Измеритель работает следующим образом.

Измеряемый интервал времени ограничивается импульсом начала, поступающим н» стартовый вход, и импульсом конца, поступающим на стоповый вход. Линии задер>кки

1 и 2 в исходном состоянии сдвига пе вносят.

Входные импульсы поступают на триггер 8, на его выходе появляются прямоугольные импульсы с длительностью, равной длительности измеряемого интервала, квантующиеся в ключе 4 импульсами квантующего генератора 10.

Общее количество импульсов, проходящих через ключ 5 за измерительное время, которос формируется триггером 9 с помощью делителя частоты 18, просчитывается счетчиком б.

После поступления на вход делителя частоты к

18,—,— импульсов, где К вЂ” коэффициент дслеC

Hèÿ делителя частоты 18, а проме>куточном выходе этого делителя возникает импульс, записывающий состояние триггеров счетчика б, несущих информацию о длительности дробной части измеряемых интервалов, в регистр памяти 14 с помощью дополнительных ключей

12. Этот же импульс поступает на каскад сброса 11, в котором он задерживается на небольшое время для того, чтобы сброс пе помешал процессу переписи. В нулевом состоянии обрабатываются только те разряды счетчика, которые не связаны с регистром памяти, т. е. информация о дробной части остается в счетчике. Напряжение с регистра памяти 14 через первый дешифратор 15 управляет первой линией задержки 1 и устанавливает величину задержки, равную дробной части измеряемы.; интервалов, в результате чего измеряемый интервал уменьшается на величину дробной части. Для исключения появления дополнительных ошибок, связанных с переходными процессами при записи состояний триггеров, в регистр памяти и сброса триггеров счетчика на нуль, на вход времязадающей схемы должны подаваться импульсы, которые формируют задний фронт измеряемого интервала. С поступлением на вход времязадающей схемы

К-го импульса импульсом с делителя частоты

18 триггера 9 возвращается в исходное состояние, ключ 5 закрывается и измерение заканчивается. По окончании времени измерения в счетчике записывается число, пропорциональное длительности уменьшенного интервала, но так как дробная часть хранится в счетчике, то результат соответствует истине.

Измерение разбивается на два цикла.

В первом цикле производится «грубое» измерение, во втором цикле — уточнение. Возможно многократное уточнение, что не приводит к дальнейшему усложнению устройства, однако на промежуточном входе делителя

К должны возникнуть импульсы через — имZ

55 пульсов, поступающие на вход времязадающей схемы, где Z — кратность уточнения.

В момент поступления К-го импульса на промежуточном выходе делителя испульс должен отсутствовать.

При измерении интервалов времени возникает дополнительная погрешность, обусловленная погрешностью задержки входных импульсов, которая увеличивается с увеличением времени задержки, поэтому в случае, когда дробная часть болыпе 0,5, можно не уменьшать измеряемый интервал до значения, при котором дробная часть становится равной нулю, а увеличивать, достигая того же результата.

Увеличение измеряемого интервала может быть осуществлено сдвигом импульса конца на величину 1-р, где р-дробная часть отношения длительности измеряемого интервала к периоду следования квантующих пмпх льсов, в результате чего в конце второго цикла, в счетчике записывается число Z+1, из которого необходимо вычесть 1-р, т. е. Z+p.

Если дробная час-ь болыпе 0,5, то схема

«И» 7 вырабатывает импульс, устанавливающий триггер 8 в состояние, противоположное исходному. Триггер 8 разрешит работать второму дешифратору 16, благодаря чему во второй канал вносится задержка, равная 1-р.

Для осуществления операции вычитания без применения реверсивного счетчика необходимо изменить режим сброса счетчика б, что обеспечивается с помощью связи каскада сброса

11 с триггером 8. В этом режиме счетчик сорасывается на число, равное Л вЂ” 1, где V — емкость счетчика, при этом к концу второго цикла в счетчике записывается число Z. Информация о дробной части хранится в регистре памяти 14, и по окончании времени измерения она переносится в счетчик 5 при помощи импульса конца измерения, который соответствует моменту возвращения триггера 9 в исходное состояние. Этот импульс поступает на каскад поразрядного переноса 17 и записывает состояние регистра памяти 14 в соответствующие триггеры счетчика б. Перенос осуществляется поразрядно со сдвигом во времени, обеспечиваемым линией задержки, в результате чего переходные процессы в счетчике при переносе не искажают результат. Пр:r построении измерителя с использованием каскада поразрядного переноса надобность в сохранении в счетчике дробной части при

P(0,5 отпадает, поэтому необходимо сбрасывать на нуль импульсом с промежуточного выхода делителя частоты 18 не часть разрядов, а полностью весь счетчик.

Предмет изобретения

Цифровой измеритель периодических интервалов времени, содержащий триггер, ключи, генератор квантующих импульсов, времязадающий каскад, состоящий из делителя частоты и триггера, и c÷åò÷èê, отличаюцийся.

330423

Риг f

Уиг.2

Составитель Н. Герасимова

Техред 3. Тараненко Корректор Л. Царькова

Редактор Морозова

3акз.", 101/572 Изд. Ne 271 Тираж 448 Подписное

ЦИИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб, д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент» тем, что, с целью повышения точности измерения, к одному из входов триггера подключен выход первой линии задержки, один из входов последней подсоединен к стартовому входу измерителя, вторые входы линии задержки подключены к одному из входов первого дешифратора, второй вход последнего подсоединен одновременно к одному из входов каскада сброса и к одному из выходов дополнительного триггера, вход последнего через логическую схему «И» и дополнительные ключи подключен на один из выходов счетчика, к другому входу которого подсоединен выход каскада сброса; третий вход первого дешифратора подключен одновременно к одному из входов второго дешифратора, к одному из входов каскада поразрядного переноса и к выходу регистра памяти, а вход последнего через дополнительные ключи подсоединен к выходу счетчика, причем второй вход второго дешифратора подключен одновременно ко вто5 рому выходу дополнительного триггера и ко второму входу каскада сброса, а третий вход последнего подсоединен к делителю частоты времязадающего каскада, а ко входу времязадающего триггера подключен второй вход кас10 када поразрядного переноса, а выход последнего подключен к одному из входов счетчика, причем выход второго дешифратора подключен к одному из входов второй линии задержки, второй вход последней подсоединен к сто15 повому входу измерителя, выходы второй линии задержки подсоединены ко второму входу триггера,