Измеритель временных интервалов

 

(1 1) 737915

О Й- И- C А Н и Е

Союз Советских

Социалистнческик

Республик

ИЗОБРЕТЕН ЙЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к ивт. свил-ву (22) Заявлено 01.09.76 (21) 2401905!18-21 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет (51)M. К 1.

G 04 F 10/04

Гюсударстееииый камитет аа делам иэобретеиий и атерытий

Опубликовано 30.05.80. Бктллетень No 20 (53) УДК

681 325 (088 8) Дата опубликования описания 30;05.80 ьлt,« м4 йс ДМй аЬЮФЩВЙИйййВ3й (72} Авторы изобретения

А. Н. Чистяков, Н; А. Спиридонова и Л. P. Ватт

{71) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ

1, .:-:Изобретение относится к радиотехнике, в "йым сйнхроймпульсамй, высвечивается на табчастности к импульсной технике, и предназна- 1ло индикации схемы цифровой индикации. чено для измерения временных интервалов меж- Недостатками этого измерителя временных ду импульсами конечной последовательности интервалов являются низкая точность измерения, импульсов (пачки импульсов). сложность процесса измерений и требование обязательного наличия синхроимпульса, опереИзвестны устройства для измерения времен- жающего пачку импульсов. ных интервалов между импульсами конечной Из известных устройств для измерения врепоследовательности импульсов, состоящие из пус- менных интервалов между импульсами конечной ковой схемы, представляющей собой генератор последовательности импульсов наиболее блиэпеременной задержки с внешним запуском, сое- ким по технической сущности к предлагаемому диненной с входом цифрового измерителя, из- является цифровой измеритель временных инмеряющего временную задержку, и схемы тервалов, содержащий последовательно сбединенцифровой индикации результата измерения. Для : ные пусковую схему, цифровой измеритель и измерения временного интервала необходим, схему цифровой индикации, причем пусковая осциллограф. Изменяя задержку синхроимпульса Ыема выполнена в виде схемы выделения поизмеряемой пачки импульсов генератором пере- *слбднего импульса, запоминающего устройства, менной задержки, совмещают задержанный син- счетного триггера и последовательно соединенхроимпульс с первым импульсом измеряемой них счетчика импульсов, схемы выделения перпачки импульсов. Неэадержанный синхроим- zo вого импульса, формирователя пусковых сигнапульс запускает цифровой измеритель, а задер-. лов, причем первый вход счетчика импульсов, жанный синхроимпульс останавливает его. Зна- второй вход схемы выделения первого импульчение временной задержки, равное временному са, первый вход схемы выделения последнего интервалу между задержанным и пезадержан- импульса, первый вход запоминающего устрой3 7379 ства и второй вход формирователя пусковых сигналов объединены и подключены к первому входу устройства, второй вход счетчика импульсов вход триггера и третий вход формировате -ля пусковых сигналов также,рбъединены и

5 подключены к второму входу устройства, при этом первый выход триггера соединен с третьим входом схемы выделения первого импульса и с вторым входом схемы выделения последнего импульса, второй выход триггера l0 подключен к второму входу запоминающего устройства, третий вход которого соединен с третьим входом схемы выделения первого импульса, с третьим входом схемы выделения последнего импульса и с выходом счетчика им- 15 пульсов, а выход запоминающего устройства подключен к четвертому входу выделения последнего импульса, выход которой соединен с четвертым входом формирователя пусковых сигналов. яа

Этот измеритель временных интервалов работает на основе выделения импульсов, ограничивающих измеряемый интервал. Для этого измеряемая пачка импульсов йросчитывается счетчиком и производится выделение с помощью 25 схем выделения импульсов, соответствующих началу и концу измеряемого интервала. Далее выделенные импульсы через формирователь пусковых сигналов запускают цифровой измеритель, сигнал которого поступает на схему цифровой индикации, где высвечивается резуль тат измерения.

Для нормальной работы рассматриваемого известного устройства необходимо наличие внешнего опережающего или отстающего от иф меряемой пачки импульсов (не смешанного с пачкой) синхроимпульса, которым осуществляется синхронизация всех узлов устройства. Это является недостатком известного устройства, так как на практике часто встречаются сиг- 4о налы в виде пачек импульсов, которые не имеют указанного синхроимпульса, при этом задача измерения временных интервалов для этих пачек импульсов является весьма важной. К таким сигналам, например, относятся пачки импульсов, 45 излучаемые радиомаяками, которые являются многоимпульсными кодами; их соответствие интервалов требуется определять с высокой точностью.

Кроме того, происходит вйделение и измерение не для каждой пачки импульсов, а лишь для каждой второй, что обусловлено наличием цикла выделения (измерения) и цикла запоминания. Это является вторым недостатком известного устройства, поскольку на практике большинство радиотехнических систем имеет низкую (порядка единиц-десятков герц) частоту следования информационных пачек импульсов, временные интервалы между импульсами

15 которых подлежат измерению, и потеря половины из них снижает скорость н объективность измерений.

Третьим недостатком известного устройства является невозможность измерения с его помощью временных интервалов не только между первым и последним импульсами в пачке импульсов, но и между любыми двумя импульсами измеряемой паЧки импульсов.

Четвертым недостатком известного устройства является низкое быстродействие, обусловленное выделением произвольных состояний счетчика импульсов (в зависимости от числа импульсов в исследуемой пачке) с помощью схемы совпадения, так как при достаточно высокой частоте входных импульсов не все состояния счетчика могут быть выделены без помех.

Цель изобретения — измерение временных интервалов в пачках импульсов, не имеющих . внешнего синхроимпульса, повышения скорости и объективности измерений, обеспечение возможности измерения временных интервалов между любыми двумя импульсами в пачке импульсов, не имеющих внешнего синхроимпульса, и повышение быстродействия.

Это достигается тем, что в измеритель временных интервалов, содержащий счетный триггер, первым выходом соединенный с одним из входов блока выделения первого импульса, Р другие входы которого соединены с выходами разрядов счетчика импульсов, а также последовательно соединенные блок выделения последнего импульса, формирователь пусковых сигналов, выход которого через цифровой измеритель соединен с блоком цифровой индикации, второй вход соединен с первым входом счетчика импульсов и с входной шиной устройства, а третий вход формирователя пусковых сигналов соединен с выходом блока выделения первого импульса, введены устройство временной задержки, блок переписи, блок управления, дополнительный блок переписи дополнительный

Ф счетчик импульсов, дополнительный счетный триггер, первый выход которого подключен к первому входу дополнительного счетчика им-: пульсов и к одному нз входов блока выделения последнего импульса, другие входы которого соединены с соответствующими выходами разрядов доно." кительного счетчика импульсов, второй вход которого подключен к входной шине устройства, третий вход — к выходу до° полннтельного блока переписи, первый вход которого подключен к второму выходу дополнительного счетного триггера, первый вход которого объединен с первым входом счетного триггера, четвертым входом формирователя пусковых сигналов в подключен к выходу устройства временной задержки, вход которорын с приходом запускающего импульса отсчитывает определенное заданное число импульсов генератора тактовых импульсов, принятых эа временную шкалу. После того как устройство 4 врсменной задержки сформирует свой выходной импульс, который, поступив на третий вход формирователя б пусковых сигналов и на первые входы счетного триггера 5 и дополнительного счетного триггера 12, схема устройства возвращается в исходное состояние, при котором сигналы с первых выходов счетных триггеров 5 и 12 открывают по входам соответственно счетчик ийпульсов 1, блок 2 выделсния первого импуль. са и дополнительный счетчик импульсов 13, блок 3 выделения последнего импульса. Счетчики импульсов 1 и 13 после переполнения формируют на своих выходах импульсы, кото-. рые, поступив ла входы соответственно счетного триггера 5 и дополнительного счетного" триггера

12, устанавливают последние в состояние, когда на первых выходах укаэанных триггеров устанавливается состояние логического нуля, а на вторых — логической единицы. Логические единицы с вторых выходов счетных триггеров 5 и

12, вбздействуя на первые входы соответственно блока 10 переписи и дополнительного блока 11 переписи, переписывают соответственно в счетчик импульсов 1 и счетчик импульсов

13 информацию о номере выделяемых импульсов исследусмой пачки импульсов, в результате чего к началу просчета импульсов пачки счет щками импульсов 1 и 13 в них записаны числа, равные разности емкости этих счетчи ков н номеров соответствующих выделяемых импульсов исследуемой пачки импульсов. Во время счета импульсов пачки счетчики импульсов 1 и 13 ведут счет до полного заполнения; т.е. достижения всеми триггерами этих счетчиков единичных состояний, а блоки 2 и 3 подключены по входам к едннйчным выходам триггеров счетчиков 1 и 13, Блоки 2 и 3 выь деления представляют собой схемы совпадения, реализованные, например, на элементах И вЂ” HF, поэтому на нх выходах в момент заполнения счетчиков импульсов 1 н 13 появляется низкий уровень сигнала, со6тветствующий логическому нулю, который, воздействуя на третьи вхопы

5 737915

1о соединен с входной шиной устройства, вто- рые входы счетного триггера и дополнительного счетного триггера подключены к выходам соответственно счетчика импульсов и дополнительного счетчика импульсов, а второй вход дополнительного блока переписи объединен с первым входом блока переписи и соединен с выходом блока управления, причем выход блока переписи подключен к второму входу счетчика импульсов, третий вход которого соединен с первым выходом счетного триггера, 1 второй выход которого подключен к второму входу блока переписи, а выходы блоков выделения первого и последнего импульсов подключены соответственно к четвертому входу счетчика импульсов и четвертому входу дополнительного счетчика импульсов.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема предлагаемого измерителя временных интервалов; на фиг. 2 а, б, в — вре. менные диаграммы, поясняющие его работу.

Измеритель временных интервалов содержит счетчик импульсов 1, блок 2 выделения первого импульса, блок 3 выделения последнего импульса, устройство 4 временной задержки, счетный триггер 5, формирователь 6 пусковых сигналов, цифровой измеритель 7, схему цифровой индикации 8, блок 9 управления, блок

10 переписи, дополнительный блок 11 переписи, дополнительный счетный триггер 12 и дополнитеяьиьтй счетчик импульсов 13.

На фиг, 2 изображены диаграммы напряжений, поясняющие работу предлагаемого измерителя, где: а) измеряемая пачка импульсов;

6) импульс иа выходе устройства временной

35 задеукки 4; в) импульс иа выходе формиро. вателя пусковых сигналов; Тз — время задержки устройства 4 временной задержки.

На фиг, 2 приведен пример, когда исслетууемая пачка состоит из четырех импульсов, и измеряется интервал между 2 и 3 импульсами.

Измеритель временных интервалов работает следующим образом.

Импульсы исследуемой пачки (фиг, 2.,а) поступают на вход устройства 4 временной задержки, на первые входы счетчика импульсов 1, дополнительного счетчика импульсов

13 и на второй вход формирователя пусковых сигналов.

В момент переключения исследуемой пачки импульсов первый из пришедших на вход устройства импульс этой пачки запускает устройство 4 временной задержки. Время задержки

Тз устройства 4 временной задержки выбира-.

55 ется из условия Тпачка < Тз < Тповт где

Тпачки — временной интервал между первым и последним импульсом пачки; Тповт — период повторения пачки).

Выполнение этого условия на практике не вызывает затруднений, поскольку период повторения пачек Тповт в современных радиотехнических системах составляет обычно от нескольких десятков до нескольких сотен миллисекунд, а временной интервал между первым и послед шм импульсаМн пачки обычно лежит в пределах до 2-3 мсек.

Устройство 4 временной задержки технически легко реализуемо, например, в виде ждущего мультивибратора или счетчика импульсов, котоЭ5 последнего импульсов подключены соответственно к четвертому входу счетчика импульсов и четвертому входу дополнительного счетчика импульсов.

73791 счетчиков импульсов 1 и 13, приводит к закрытию последних по входу. Одновременно

/ сигналы с выходом блоков 2 и 3 выделения первого и последнего импульсов поступают на первый и четвертый входы формирователя пусковых сигналов, работа которого в предлагаемом устройстве не отличается от известного: пройдя через элемент ИЛИ, вхоляший в состав формирователя пусковых сигналов, выходные сигналы блоков 2 и 3 выделения поступают 10 на первый вход элемента И, входящего в состав формирователя пусковых сигналов, на второй вход которого подаются импульсы с входа устройства, с выхода указанного элемента И сигналы поступают на счетный вход триггера, 1S входящего в состав формирователя пусковых сигналов, и далее с выхода этого триггера на выход формирователя пусковых сигналов.

Блок 9 управления реализуется в виде обычных переключателей, блоки 10 и 11 переписи гп в виде набора элементов И вЂ” НЕ, выходы каждого иэ которых управляют по устайовочному входу одним триггером соответствующего счетчика 1 и 13 импульса, последние представляют собой обычные двоичные счетчики с последовательным переносом, реализованные, например, на Д-триггерах.

Таким образом, введение устройства временной задержки позволяет измерять временные интервалы в пачках импульсов, не имеющих дополнительного внешнего синхроимпульса,так как роль внешнего синхроимпульса выполняет выходной импульс устройства 4 временной задержки, которое запускается импульсами исследуемой пачки.

Введение блока управления, блоков переписй, дополнительного счетного триггера, дополнительного счетчика импульсов позволяет выделять на выходах блоков выделения первого и iro-: леднего импульсов любые импульсы исследуе- 4в ьвй йачки импульсов путем предварительной установки счетчиков импульсов. Вьщеление пары импульсов в предлагаемом измерителе происходит (в установившемся режиме) в каждой проходящей пачке, т.е. нет потери информа- 45 ции, обеспечена большая скорость и объективн эюсть измерений.

Быстродействие блоков выделения возрос1 ло более чем в три раза, поскольку на счетчиках импульсов Нс выделяются состояния, которым предшествуют длительный перенос из разряда в разряд счетчика импульсов, а выделяется состояние достижения всеми разрядами единичных состояний, котор6е может быть выделено беэ помех с малой задержкой прохождения сигналов.

5 8

Формула изобретения

Измеритель временных интервалов, содержащий счетный триггер, первым выходом соединенный с одним иэ входов блока выделения первого импульса, другие входы которого соединены с выходами раэрядов счетчика импульсов, а также последовательно соединенные блок выделения последнего импульса, формирователь пусковых сигналов, выход которого через цифровой измеритель соединен с блоком цифровой индикации, второй вход соединен с первым входом счетчика импульсов и с входной шиной устройства, а третий вход формирователя пусковых сигналов соединен,с выходом блока выделения первого импульса, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью обеспечения возможности измерения временных интервалов между любыми двумя импульсами в пачке импульсов, не имеющих внешнего синхроимпульса, и повышения быстродействия в него введены устройство времейной задержки, блок переписи, блок управления, дополнительный блок переписи, дополнительный счетчик импульсов, дополнительный счетный триггер, первый выход которого подключен к первому входу дополнительного счетчика импульсов и к одному из входов блока выделения последнего импульса, другие входы которого соединены с соответствующими выходами разрядов дополнительного счетчика импульсов, второй вход кото-! рого подключен к входной шине устройства, третий вход — к выходу дополнительного блока переписи, первый вход которого подключен к второму выходу дополнительного счетного триггера, первый вход которого объединен с первым входом счетного триггера, четвертым входом формирователя пусковых сигналов и подключен к выходу устройства вреМенной задержки, вход которого соединен с входной шиной устройства, вторые входы счетного триггера и дополнительного счетного триггера подключены к выходам соответственно счетчика импульсов .и дополнительного счетчика импульсов, а второй вход дополнительного блока переписи объедийен с первым входом блока переписи и соединен с выходом блока управления, причем выход блока переписи подключен ко второму входу счетчика импульсов, третий вход которого соединен с первым выходом счетного триггера, второй выход которого подключен к второму входу блока пере- писи, а выходы блоков выделения первого и

737915

1

Составитель М. Назаров

Теяред H.Бабурка Корректор В.Бутяга

Редактор Е. КарауловаТираж 482 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открмтий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5. Заказ 2б61/28

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