Расширитель интервалов времени

 

Сотоз Севетскнк

Сетюналистннесннх

Реснублнн (И) 5 79595 (5l) NL Кл.

G 04 F 10/00

Гвюуиафвтввиин! иювитвт

@вити Ииииютиюв OOOO ив аюиюв иийртвииии ющмтий (Щ УДК б21. 317, 761 (088. 8) (72) Авторы нэобретеии я А . с . ев плов, л . м. Fèëüìàíoâ и Г . T ° 1 епечин (7!) Заявитель (54) РАСШИРИТЕЛЬ HHTEPBAJIOB ВРЕМЕНИ

ОПИ

ИЗОБ

К АВТОРСК (Bl) Дополннтел (23) Занвлено 0 с ирисое}юнненн (23) Прнорнтет (43) Оттублннов (45) Дата опубл

Изобретение относится к технике измерения интервалов времени, может быть применено в атомной и ядерной физике, в радиолокации, в телеметрии и многих других областях, связанных с измерением интервалов времени.

Известны расширители интервалов времени, содержащие триггеры, генераторы пилообразных напряжений,RCцепи, апериодические звенья (Ц .

Недостаток таких устройств — узкий диапазон преобразования входных интервалов времени.

Наиболее блйзок к предлагаемому . расширитель интервалов, времени, содержащий блоки сравнения, элементы совпадения, элемент ИЛИ, линию задержки, источник опорного напряжения и триггер (2).

Основной недостаток данного расширителя — низкая линейность формирования в широком диапазоне измеряемых интервалов времени.

Цель изобретения - увеличение линейности и расширение диапазона преоб разования — достигается тем, что в расширитель интервалов времени, содер жащий блоки сравнения, объединенные в две группы, вторые входы второй группы которых подключены к источнику опорного напряжения, элементы совпадения, подключенные входами к выхсьдам обеих групп блоков сравнения, причем выходы элементов совпадения через элемент ИЛИ и линию задержки ,соединены с одним иэ входов триггера, другой вход которого подключен к шице стоп-импульсов, введены шесть линеаризованных генераторов заряда — раэ)(}-. ряда, при этом выходы первого, третьего и пятого генераторов подключены ко входам блоков сравнения перво}т группы, а выходы второго, четвертого и шестого - ко входам блоков сравне)8 ния обеих групп. Выход первого блока сравнения первой группы подключен к объединенным входам третьего, четвертого и пятого генераторов, выход второго блока сравнения первой

ЯО группы подключен ко входам пятого н шестого генераторов и через второй элемент ИЛИ, второй вход которого подключен к шине старт-импульсов, ко входу первого генератора, а выход

25 третьего блока сравнения первой группы через третий элемент ИЛИ, второй вход которого связан с шиной стопимпульсов, подключен к объединенным входам первого, второго и третьего

ЭО генераторов.

579595 тех пор, пока один иэ сигналов с бло ков 9-11 сравнения не совпадет; во времени с сигналом. на блоках 12-14 сравнения напряжений заряда генера торов 2, 4 и 6 с опорным напряжением, поступающим от источника 23 опорного напряжения. Эти сигналы поступают на вторые входы элементов совпадения

15-17.

Импульс совпадения с выхода одного из элементов совпадения 15-17 через элемент ИЛИ 18 и линию задержки 19 подается на единичный вход триггера 20 формирователя расширенного интервала

16 времени. Старт-импульсом для расширенного интервала времени является стоп-импульс. На каждый генератор подаются сигналы сброса, которые поступают из блока автоматики .Этот блок на чертеже не показан, так как он не влияет на понимание процесса формирования линеариэованной прямой.

В состав каждого генератора входят триггеры для его включения и выклюх6 ж чения и схемы, линеаризующие напряжения заряда и разряда. Генераторы

1-6 построены по одному принципу, что облегчает отладку данного расширителя.

Высокая линейность преобразования

30 при любом коэффициенте больше 10 достигается благодаря тому, что напряжение, пропоциональное измеряемому интервалу, преобразуют в расширенный интервал времени путем кусочно-линейЗ6 ной интерполяции, когда отрезки прямых формируют линеаризованными гене раторами, используя только начальные участки, которые можно аппроксимировать с высокой точностью прямой линией.

Данный расширитель позволяет получить коэффициент преобразования больше lO . Коэффициент нелинейных исполнений равен нулю при любом коэффициенте преобразования. Точность измерения интервалов времени может быть повышена на несколько порядков, кроме того, расширяется рабочий диапазон входных интервалов времени.

На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства.

Расширитель интервалов времени содержит линеаризованные генераторы заряда-разряда 1-6, элементы ИЛИ 7 и 8, блоки сравнения 9-11 первой груп пы, блоки:сравнения 12-14 второй груп пы, элементы совпадения 15-17,элементы ИЛИ 18, линию задераки 19, триггер 20 °

Работает расширитель интервалов времени следующим образом

Напряжение, пропорциональное измеряемому интервалу времени, преобразуют в расширенный интервал времени путем кусочно-линейной интерпо» ляции. При этом каждый Отрезок прямой формируют на начальных участках генераторов 1-6. У генераторов 1-5 иэлаьжвают линейный заряд на линейный разряд, а генераторы 2, 4 и 6 только линейно заряжают. Прямой отрезок формируют генераторами 1 и 2,3 и 4,5 и 6, причем по сигналу начала и конца последующего и предыдущего отрезков, который вырабатывается на блоках сравнения 9-11 первой группы, запускается последующая пара генераторов для Формирования текущего отрезка лннеариэованной прямой. Скорость заряда выбирают намного больше скорости разряда.

Интервал времени, заданный старти стоп-импульсами, подается,на шины

21 и 22 соответственно. Старт-импульс включает генератор 1, который начинает заряжаться по линейному закону.Для замены заряда разрядом на шину 22 подают стоп-импульс. Этот же импульс запускает генераторы 2 и 3. На выходе блока 9 вырабатывается сигнал 40 сравнения напряжений разряда и заря,да генераторов 1 и 2, включающий ге-нераторы 4 и 5, а также заменяющий

;заряд разрядом у генератора З.Таким образом формируют первый отрезок ли-, И. неариэованной прямой, у которого начало совпадает с приходом стоп-импульсов, а конец — с сигналом сравнения на выходе блока 9 сравнения.

Поскольку генераторы 1-6 заряжаются с одинаковыми скоростями, мгно6О венная амплитуда сравнения напряжений генераторов разряда — заряда равна начальной мгновенной амплитуде разряда геиератора 3, который заменяет 3аряд разрядом по сигналу сравнения нап-® ряжений разряда генераторов 1 и 2

Конец второго и начало третьего отрезка формируют моментом сравнения напряжений генераторов 3 и 4 на блоке 10 сравнения первой группы. Данный ® сигнал запускает генераторы 6 и 1, а также заменяет заряд генератора 5 разрядом. Аналогичным образом формируют остальные отрезки линеариэованной прямой. Данный процесс продолжают до 66

Формула изобретения

Расширитель интервалов времени, содержащий блоки сравнения, объединенные в две группы, вторые входы второй группы подключены к источнику опорного напряжения, элементы совпадения, подключенные:входами к выходам обеих групп блоков сравнения,причем выходы элементов совпадения через элементы ИЛИ и линию задержки соедине" нй с одним иэ входов триггера, вто"рой вход которого подключен к шине стоп-импульсов, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью увеличения ли579595 ианалы сфера

Составитель В.Назарова

Техред С. Беца Корректор П.Макаревич

Редактор Б.Федотов

Заказ 4393/44 Тираж 557 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4 нейности и расширения диапазона преобразования, в него введены шесть линеариэованных генераторов заряда-разряда, при этом выходы первого, третьего и пятого генераторов подключены ко входам блоков сравнения первой группы, а выходы второго, четвертого и шестого — ко входам блоков сравнения обеих групп, при этом выход первого блока сравнения первой группы подключен к объединенным входам третьего, четвертого и пятого гейераторов, выход второго блока сравнения первой группы подключен ко входам пятого и шестого генераторов через второй элемент ИЛИ, второй вход которого подключен к шине старт-импульсов, — ко входу первого генератора, а выход третьего блока сравнения первой группы через третий элемент ИЛИ, второй вход которого подключен к шине стоп— импульсов подключен к объединенным входам первого, второго и третьего генераторов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Фирсов Е.И.Методы многоканального анализа временных интервалов.

ПТЭ, 92, 1964.

2.Ковтун A.Ê. и Шкуров А.Н. Принципы построения цифровых измерений интврвалов времени (обзор).ПТЭ,91, 1973.