Устройство для измерения временных интервалов

 

ttt; 4827l3

ОПИСАН И Е

ИЗОЫ ИтИНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 18.01.74 (21) 1995026/18-10 с присоединением заявки ¹ (51) М. Кл. G 04f 11/08

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (оЗ) 3 ДК 621 317 761 (088.8) Опубликовано 30.08.75. Бюллетень № 32

Дата опубликования описания 18.12.75 ф чг ,-з

I

В. П. Головков, Н. И. Заболотный и С. С., NPgtttta ФВ. .;:;, -:;,.."» (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕННЪ|Х

ИНТЕРВАЛОВ

Государственный комитет

Уд р нный комитет (23) Приоритет

Изобретение относится к области импульсной техники, в частности к устройствам для измерения временных интервалов в широком динамическом диапазоне измеряемых длительностей.

Известно устройство для измерения временных интервалов, состоящее из генератора импульсов опорной частоты, счетчика, схемы запрета, устройства управления и устройства изменения частоты следования опорных импульсов, включающее в себя вспомогательный счетчик, .пинию задержки и схему запрета.

Генератор импульсов опорной частоты соединен со счетчиком через схему запрета и устройство изменения частоты следования опорных импульсов при переполнении вспомогатсльного счетчика.

Однако при измерении интервалов в широком диапазоне длительностей для получения малой текущей относительной погрешности приходится изменять частоту следования импульсов опорной частоты, на что затрачивается время. Это не позволяет использовать большие частоты следования счетных импульсов после изменения частоты, так как изменение частоты осуществляется в интервале между счетными импульсами. В связи с тем, что vavrt. ttctttttte частоты следования и опорная частота связаны между собой соотношеиием, определяемым требуемой точностью измерения, это накладывает ограничение на величину максимальной опорной частоты, определяющей разрешающуio способность устройства.

Кроме того, в момент изменения частоты следования счетных импульсов возможно возникновение помех в последовательной цепи генератор — счетчик за счет проникновения импульсов, управляю Нх частотой слсдова1О ния. Это может изменить показание счетчика и сделать менее достоверным результат измерения временных интервалов.

Цель изобретения — повышение разрешающейй способности и помехоустойчивости уст15 ройства при измерении временных интервалов в широком динамическом диапазоне изменения их длительностей при сохранении постоянной относительной погрешности измсрепия.

20 Эта цель достигается тем, что устройство для измерения временных интервалов снабжено двумя схемами «И», схемой «IIE»» схемой

«ИЛИ», причем выход генератора импульсов опорной частоты через первый вход первой

25 схемы «И» соединен с счетным входом основного счетчика, а через первый вход второй схемы «И» — с счетным входом вспомогатель

ttого счстч!!ка и с входоit с tвига Ос!tовttoго счетчика, выход незначащих разрядов котово рого через схему «ИЛИ» подключен к второ482713!

О му входу второй схемы «И». Вход устройства подключен к второму входу первой схемы

«И», и через схему «НЕ» — к третьему входу второй схемы «И».

На чертеже показана блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит генератор 1 опорных импульсов положительной полярности, частота следования которых определяется разрешающей способностью устройства, логические схемы 2 и 3, выполняющие функцию «И» при положительной полярности сигналов на их входах, счетчик 4, выполненный по схеме последовательного двоичного счетчика, совмещающего функции сдвигающего регистра, логическую схему 5, выполняющую функцию

«ИЛИ» при наличии состояния «1» в любом из разрядов счетчика 4, подключенных к ее входам, логическую схему «НЕ» 6, выполняющую роль инвертора, вспомогательный счетчик 7 количества незначающих разрядов.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии до прихода на вход прямоугольного импульса положительной полярности, длительность которого соответствует измеряемому временному интервалу, счетчики 4 и 7 заблокированы и их разряды находятся в состоянии «0». При этом на выходе логической схемы 5, подключенной к незначащим разрядам счетчика 4, управляющее напряжение отсутствует. С генератора 1 импульсы на счетчики 4 и 7 не поступают, т. е. не происходит совпадений в схемах 2 и 3 импульсов генератора 1, поступающих на первые входы этих схем, и сигналов, поступающих на их вторые входы.

Входной импульс, по длительности равный измеряемому временному интервалу, подается на второй вход схемы 2 и на вход схемы 6. В ней он инвертируется и поступает на третий вход схемы 3. В моменты совпадений в схеме

2 импульсов генератора 1 и входного импульса через схему 2 па счетный вход счетчика 4 подаются опорные импульсы генератора 1, которые и считает этот счетчик. При этом изменяется начальное состояние разрядов счетчика.

Обозначим количество значащих разрядов счетчика 4 через и (n определяется требуемой точностью измерения), а количество разрядов счетчика, в которых записывается число импульсов, соответствующее измеряемому временному интервалу, — m. В момент изменения начального состояния (и+1)-го разряда счетчика 4 на выходе схемы 5 появляется управляющее напряжение положительной полярности, поступающее на второй вход схемы

3. Однако в моменты совпадений в схеме 3 управляющего напряжения схемы 5 и импульсов генератора 1 последние не проходят через схему 3 на вход сдвига счетчика 4 и на счетный вход счетчика 7, так как на третьем входе схемы 3 присутствует запрещающее отрицательное напряжение с выхода схемы 6.

По окончании действия входного импульса поступление импульсов генератора 1 через схему 2 на счетный вход .счетчика 4 прекращается, а с третьего входа схемы 3 снимают запрещающее отрицательное напряжение. В результате через схему 3 на вход сдвига счетчика 4 и на счетный вход счетчика 7 поступают импульсы с генератора 1. При этом в счетчике 4 осуществляется сдвиг влево разрядов, в которых записана информация, а счетчик 7 считает поступающие на вход импульсы, сдвигающие разряды в счетчике 4.

Когда количество сдвинутых влево разрядов счетчика 4 равно (т — n), код младших разрядов от 1-го до п-го соответствует коду старших значащих разрядов счетчика 4, а старшие разряды, начиная с (п+1) до m, имеют состояние «0». Такое же число (m — n) записывается и в счетчике 7. Переход разрядов счетчика 4 от (п+1) до m в состояние «0» приводит к исчезновению управляющего напряжения на выходе схемы 5 и соответственно к прекращению поступления импульсов генератора 1 через схему 3 на вход сдвига счетчика 4 и счетный вход счетчика 7.

Таким образом, в момент исчезновения управляющего напряжения с выхода схемы 5 в счетчике 4 остается код старших значащих разрядов на месте младших разрядов от 1-го до п-го, а код в счетчике 7 соответствует количеству незначащих разрядов (m — и), и эти состояния счетчиков передаются на выход устройства.

При расшифровке результатов измерения записывают, например, код разрядов с 1-го по п-й из счетчика 4 и справа от этого кода, где размещаются младшие разряды, приписывают число нулей, соответствующее числу, записанному в счетчике 7, а если счетчик 7 переполнен (например, в нем код 111), то добавляют еще один нуль.

Количество значащих разрядов а выбирают, исходя из заданной точности измерения.

Предмет изобретения

Устройство для измерения временных интервалов, содержащее генератор импульсов опорной частоты, основной и вспомогательный счетчики импульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения разрешающей способности и помехоустойчивости, оно снабжено двумя схемами «И», схемой «НЕ» и схемой

«ИЛИ», причем выход генератора импульсов опорной частоты через первый вход первой схемы «И» соединен с счетным входом основного счетчика, а через первый вход второй схемы «И» — с счетным входом вспомогательного счетчика и с входом сдвига основного счетчика, выход незначащих разрядов которого через схему «ИЛИ» подключен к второму входу второй схемы «И», при этом вход устройства подключен к второму входу первой схемы «И» и через схему «HE» — к третьему входу второй схемы «И».

482713

Составитель В. Степанов

Техред 3. Тараненко

Корректор Л. Котова

Редактор Т. Рыбалова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 3058!5 Изд. № 1822 Тирам< 529 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4)5