Устройство для измерения временных интервалов

 

1.

,I — i) ОПИСАНИЕ

ЙЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИВЛЬСТВУ

Ссиоз Советских

Социалистических

Республик (11) 557327 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22. 05. 7 5 (21) 2 1 36664/2 1 с присоединением заявки Ие (23) Приоритет (43) Опубликовано05.05.77. Бюллетень Ме17 (45) Дата опубликования описания07,07.77 (51) М. Кл,о

С 01 R 23800

Гасударственный канитет

Совете Министров СССР оо далем изобретений и открытий (5З) УДК 621.317.761 (088. 8) (72) Авторы изобретения

С. С. Обозовский и 1!. Н. Грибок

Львовский ордена Ленина политехнический институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ

Изобретение относится к цифровой алектропзмерительной технике, может найти применение при построении измерителей разности частот низкочастотных колебаний.

Известно устройство для определенпя 5 разности двух частот. содержашее переключатель режимов работы счетчик импульсов, опорный генератор, смеситель, причем вход устройства через одни контакты переключателя подсоединен непосредственно ко входу 1р счетчика, а через другие контакты — к смесителю, второй вход которого подключен к опорному генератору, частота которого равна емкости счетчика импульсов, деленной на время измерения. 15

Впервом такте за время 2. на вход и счетчика поступает число импульсов

Й.,= Х„. 1„, где 1 - первая из сравниваемых частот. Во втором такте на вход смесителя поступает сигнал с частотой f 20 и на выход генератора опорной частоты» сигнал 1о, - Фи, где 1 - емкость счетчика. К предыдушему коду й„в счетчик 2 с выхода смесителя поступает число импульсов Йа = „(<«f } =Z, (Г/2 „--x 1. 25

В счетчике фиксируется код числами N и

= 2, „(1 - f )< . С приходом на счетчик импульсов он переполняется. Поэтому в неM в конце второго такта фиксируется код числа К= Z (1„ 1, пропорциональный разности частот.

Однако в этом устройстве частота генератора должна быть высокостабильной и намного большей частоты исследуемых колебаний для получения с запаццой чувствительностью числа 2 2 иИО, 4 }, Кроме ГОГО ус Р» ройство не позволяет измерять разность значений средних зе период частот „ и

1 а также относительное отклонение частотЫ от заданной.

Известно также устройство для измерения временных интервалов,в котором вход по частоте подключен к формирователю, выход котопого через делитель частоты и прямо соединен со входом генератора прямоугольных импульсов, выход которого связан со входом ключа, к другому входу которого подключен выход генератора опорного напряжения, который подключен ко входу другого генератора прямоугсаш ных импульсов и через дели557327 хн Х зо

2 о хН 2 0 х

N" тель частоты — к другому входу этого же генератора, а выход генератора прямоугольных импульсов подключен ко входу ключа, выход которого связаеl со ВхОдОм счетчика резуль тата. 5

В нем измеряемая частота т „поступает на формирователь, на Выходе которого имеется последовательность импульсов с частотой . С помощью делителя частоты с коэффициентом делени! К! и генератора пря1!о- 1О угольных и!«!)1у11ьсов Вырабатывается импульс напряжения длительностью T = K Tx.

ОднОВремеинО и: III)liüÑI I образцоВой частоты 10 поступают на делитель частоты с козффиц1!ентом делспия К2 и на второй генератор нрякioyI mkli»lx импульсов, на выходе которого получается им!!ульс напряжения длительностшо 7 = К, Т

2 Z

Оба импульса поступатот иа ключ, который открывается для импульсов образцовой частоты. Зарегисгрированное счетчиком числ о импульсов

K T;ê„ò„

N= о

ppkI К = j К . T получ1гем хн

Если К = IQ,II0IIó÷аем отсчет В !!роц01!Тах.

Однако сунтествееп!!.1!! недостаток этого устройства состоит В том, !То для обеспечения заданной погрешности измере Ия при определении разности частот низкочастотных колебаний продолжительность измерения недопустимо возрастает. Кроме того, схема не обеспечивает получения абсол!Отпой разности исследуемых частот за период коле-1О баний.

1!ель изобретения — повышение быстродействия устройства. Для достижения атой цели в устройство для измерения временных интервалов, содержащее генератор опорной частоты, счетчики, элементы И, элементы

ИЛИ, последовательно соединенные три-геп и ключ, выход которого соединен со входом третьего счетчика, выходы последнего подключены ко входам элементов И, другие @

Входы которых связаны с выходами первого счетчика, выходы элементов И подКлточеиы ко входам элемента ИЛИ, а выход гее!ератора опорной частоты соединен со вторым входом к1тточа, введен измеритепь време!!етых интервалов, последовательно соединенные группы ключей и иакаливаюший сумматор, причем первый выход измерителя временных интервалов соединен со входом сумматора, второй его выход подключен ко входу второ-60

ro счетчика, а третий — ко входу первого выход второго счетчика соединен со входом группы ключей, второй вход которых связан с выходом элемента ИЛИ, а выход генератора образцовой частоты подключен ко вха ду измерителя временных интервалов.

На чертеже представлена функциональная схема устройства. Устройство для измерения Временных интервалов содержит измеритель временных интвервалов 1, счетчики 2, 3, генератор опорной частоты 4, элементы

И 5, элемент ИЛИ б, группу клеочей 7, счетчик 8, ключ 9, накапливаоший сумматор

10 и триггер 11.

Выход разности !IF çèÎÉΠисследуее !Вех ко11ебаний измерителя временных интервал ОВ 1 с Вязан с Вы чl! 1 а lотшlм вхОДОМ накал ливаюиего су !Матора 10, Выход длительности первог01,периода подключен ко входу счетчика 2, а Выход д1тительности второго периода — ко входу счст нка 3. Выход генератора опорной ч;стоi II 4 соединен со

Входом клточа 9, другой Вход которого подкшочен к выходу триггера 11, а выход сВязан со входоl;1 с !е 1"-IIIIJj. Ь, ипфОрк!ацио!еные Выходы которого соединены со Входами элементQB И 5, другнс: Вхсды которых подКЛIОЧЕНЕИ К Н1!фоРх",!ОЦ!!ОННВ!1 ISi L0IIIaIvl СЧЕТЧИ ка 2, а Выходы через еле!;юнт ИЛИ б сосд!!пены со Входами япо1!ей 7. ИотенциальHkIc; Входы клЕоче!! Связаш! с информационными Выходами счетчика 3, .! Выходы соедииены с пара!!лельнвтми Входами накапливающего сумматора 10, выход переполнения которого подключен ко Входу установки в нулевое состоятп!е триггера 11, вход установки в единичное состояние которого связан с шиной "Старт". Вы !Итаюе11ий вход сумматора 10 смсшсн В сторону старших разрядов на ет триггеров.

Б исходном состоянии счетчики 2 3 8 и кнакапливаюший сумматор 10 сброшены в нуль. Ключ 9 закрыт сигналом с тригера 11

Средние з-» период частоты T и 2

Тогда средняч за период разность частот может быть выражена через длительности периодов обоих колебаний;

При измерении с измерителя временных интервалов длительностей и разностей периодов 1 в счетчик 2 поступает

X=f Т„, 2) в счетчик 32 .О 21 (3) 557 327 а на вычижающий вход накапдивающвго сумматора 10

И,=(т,-т„) g Н,-И„,4) где 1 — частота генератора опорной частоты. 5

На основании (1) с учетом (2,3,4) подучим: И»- й1

И - й„(Б)

С окончанием занесения числа импуль- © сов (4) на вычитающий вход сумматора 10

) "2 А

Pl где K=2n за счет смещения входа вйчитания íà и разрядов в сторону старших разрядов, тп- количество триггеров в суммато36 ре 10.

С приходом импульса "Старт" триггер 11 опрокидывается в единичное состояние, что приводит к открыванию ключа 9. Счетчик 2, элементы И S, элемент ИЛИ б и ключ 9 образуют двоичный умножитель частоты.

При поступдении импульсов с генератора опорной частоты 4 через открытый кдюч

9 на счетчик 8 частота импульсов на выходе элемента ИЛИ 6 5р й, но где по — информационная емкость счетчиков

2 и 8. Каждый импульс посдедовательности. через группу ключей 7 переносит параллельно в сумматор 10 число Я из счетчи2 ка 3. Такой процесс сдожения длится до переполнения сумматора, которое наступает

2 (N -Н) с нриходом нв ксюши 7з ° -» — — -" имN» пудьсов. Импудьс переполнения сумматора

10 опрокидывает триггер 11 в исходное состояние. Продолжительность открытого состояния ключа 9

2 (И -M ) fî N 2" Мо (N»- Ni

При этом в. счетчике 8 фиксируется количество импульсов не=10 =2 Nоl И 7 пропорциональное разности частот исследуемых колебаний.

За атом же время B точке Е количество импульсов о /N» " (Ä N»-N н,, к,и) к, пропорционапьно относительному изменению частоты по отношению к частоте импульсов . Действительно, на основании (5) и с учетом 5, = /Т, лХ Т»Т1 i т» т1 N» Ni (6)

На основании (6) можно утверждать, что число импульсов в точке Й пропорционадьно относительному изменению частоты по отношению к последовательности и относительному изменению периода по отношению к последовательности

Формула изобретения

Устройство дпя измерения временных интервалов, содержащее генератор опорной частоты, счетчики, элементы И, элемент

ИЛИ, последовательно соединенные триггер и ключ, выход которого соединен со входом третьего счетчика, выходы последнего подключены ко входам элементов И, другие выходы которыхсвязаны с выходами первого счетчика. выходы элементов И подключены ко входам элемента ИЛИ, а выход генератора опорной частоты соединен со вторым входом ключа, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, оно снабжено измеритедем временных интервалов, последовательно соединенными группой ключей и накапливающим сумматором, причем первый выход измерителя временных интервалов соединен со входом сумматора, второй его выход подключен ко входу второго счетчика, а третий - ко входу первого, выход второго счетчика соединен со входом группы ключей, второй вход которых связан с выхо дом элемента ИЛИ, а выход генератора образцовой частоты подключен ко входу измерителя временных интервалов.

557327

2

Составитель В. Лякишев

Редактор Б. Федотов Техред И. Асталош Корректор Л. Веселовская

Заказ 842/58 Тираж 11О) Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР но делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4