Измеритель интегральной функции распределения вероятности флуктуаций интервалов времени

 

ОП ИСАЙИ Е

ИЗЬЬРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТИЛЬСТВУСоюз Советских

Соцналнстнчесннх

Рс(спубяни (((i917176 (61) Дополнительное w авт. свид-ву(22) Заявлено 18. 08. 80 (21) 2971844/18-21 (5!)М. Кл.

G 04 F 10110 с нрисоедянеиием заявки,%

9вударатаеивй кемитат

CCCP ав делам иэебрвтеииЯ и еткрытиЯ (23) Приоритет

Опубликовано 30. 03. 82. бюллетень М 12 (5З) УДК 621. .317(088.8) Дата опубликования описания 30.03.82

Г

И. И, Кочконогов, 1 (22) Автор изобретения (Vl ) Заявитель

{54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ИНТЕГРАЛЬНОЙ ФУНКЦИИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ

ВЕРОЯТНОСТЕЙ ФЛУКТУАЦИЙ ИНТЕРВАЛОВ ВРЕМЕНИ

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано при разработке флуктометричес-, кой аппаратуры в области временных, частотных и фазовых измерений.

Известные и описанные в техничес.кой литературе устройства для измерения временных и фазовых флуктуаций, выходной сигнал которых представляет собой ступенчатое напряжение, высота ступенек которого пропорцио"

1О нальна преобразованному временному интервалу, длительность же ступенек равна периоду следования интервальных импульсов )1).

В этом случае статистические хара.

1S ктеристики исходного сигнала могут быть определены путем статистическо- . го анализа выходного сигнала с помо-. щью дополнительной сложной и дорогостоящей аппаратуры Хб-4 и др.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является уст-. ройство, не требующее преобразования исходного сигнала в пропорциональную ему аналоговую величину и содержащее входной формирователь стартового импульса, входной формирователь стопового импульса, блок регулируемой задержки, элемент совпадения, первый временной селектор, второй временной селектор, счетчик импульсов, опорный счетчик импульсов, блок управления, генератор импульсов сброса (2).

Однако это устройство обладает погрешностью инструментальной и методической, а также недостаточно высокой надежностью.

Целью изобретения является повышение точности измерения путем уменьшения инструментальных и методических погрешностей, упрощение устройства и повышение надежности его работы.

Поставленная цель достигается тем, что в измеритель интегральной функции распределения веро (тности флуктуаций интервалов времени между двумя

917176 4

3 электрическими импульсами, содержащий входной формирователь стартового импульса, выход которого соединен со входом блока регулируемой задержки, входной формирователь стопового им" пульса, первый временной селектор, второй временной селектор, выход которого соединен =о счетным входом опорного счетчика импульсов, а управляющий вход соединен с первым выходом блока управления, вход которого соединен с выходом опорного счетчика импульсов, а также счетчик импульсов, вход сброса которого .соединен через генератор импульсов сброса со вторым выходом блока управления дополнительно введены элемент постоянной задержки, 1-К триггер и счетный триггер, счетный вход которого соединен с выходом блока регулируемой задержки, его прямой выход соединен с сигнальным входом второго временного селектора, а инверсныйвыход соединен со входом первого элемента постоянной задержки, выход которого соединен с К-входом

1-К триггера, 1-вход которого соединен через первый временной селектор с выходом формирователя стопового импульса, прямой выход 1-К триггера соединен со счетным входом счетчика импульсов, управляющий вход первого временного селектора подключен к выходу второго временного селектора.

40

Блок управления состоит из одновибратора, инвертора и элемента постоянной задержки, причем запускающий вход одновибратора соединен с входом блока управления, а выход одновибратора соединен со входами инвертора и.элемента постоянной задержки, выход инвертора соединен с первым выходом блока управления, а выход второго элемента постоянной задержки соединен со вторым выходом блока управления.

На фиг. 1 представлена структурная .схема измерителя; на фиг. 2— временные диаграммы, поясняющие работу измерителя.. Измеритель (фиг. 1) содержит шины

1 и 2 стартовых и стопозых импульсов, входной формирователь 3 стартового импульса, входной формирователь 4 стопового импульса, блок 5 регулируемой задержки; триггер 6 со счетным входом, селекторы 7 и 8 импульсов (в даннлм случае используются селекторы целых импульсов),.счет. чик 9 импульсов, опорный счетчик 10 импульсов, элемент 11 постоянной задержки, генератор 12 импульсов сброса, 1-К-триггер 13, блок 14 управления, содержащий элемент 15 постоянной задержки, одновибратор

16, инвертора 17, Устройство работает следующим об.

М разом.

Стартовые интервальные импульсы (фиг. 2) поступают на шину 1,, а стоповые U (фиг. 2) на шину 2.

Импульсы U подвергаются формиооI

15 ванию.с помощью формирователей 3 и

4, в качестве которых могут быть использованы компараторы напряжения, т.. е. формирование по длительности вход. ных импульсов необязательно, Выходные импульсы О,имеющие прямоугольную форму и стандартную амплитуду, поступают на вход блока 5 регулируемой задерж- ки, выходным сигналои U которого запускается триггер 6 со счетным входом. Последний формирует на своем выходе напряжение меандра, длительность полуволны которого равна периоду входных интервальных, имI пульсов. Выходные сигналы 0 6 поступают на сигнальный вход селектора

8, который обеспечивает прохождение входного сигнального импульса только в том случае, если передний фронт этого импульса находится во временном интервале управляющего импульса.

Импульсы 06 триггера 6 проходят через нормально открытый селектор 8 на вход счетчика 10, который задает предустановленное число N.

Импульсы с выхода формирователя

4 поступают на сигнальный вход селектора 7 импульсов. Как следует из .принципа работы селектора, на вход селектора 7 пройдут те из импульсов

U4, (фиг. 2), задержка которых относительно соответствующих импульсов.

50 06 превышает величину задержки C ) блока 5. Таким образом .средняя частота импульсов; на выходе селектора

7 будет ниже частоты следования интервальных импульсов, а число и импульсов, прошедших на выход селектора

7, отнесенное к числу импульсов N, поступивших на сигнальный вход этого селектора, будет определять эмпири917176 ческую функцию распределения веро ятностей F(C )

Число и подсчитывается счетчиком 9.

Для правильного функционирования измерителя необходимо, чтобы на каждый импульс, действующий на управляющем входе селектора 7, приходился ровно один импульс на сигнальном входе этого селектора. Для обеспечения этого условия выходные импульсы селектора 7 поступают на вход -К-триггера 13. Такии образом, если

1$ на выходе селектора 7 появятся два импульса, приходящиеся на один импульс в последовательности 0, триггер 13 сработает только от первого из них. Сброс триггера 13 осуществляется полуволной U<, снимаемой с инверсного выхода триггера 6, которая задерживается на некоторую фиксированную задержку М., 1 с помощью ч 25 элемента 11 задержки. Поэтому мини-, мально возможная длительность им- . пульса с выхода триггера 13 не может быть меньше величины ),и, которая выбирается из условия обеспечения нормальной работы счетчика 9. После того. как счетчик 10 заполнится, на

I его выходе возникает импульс, которым запускается одновибратор 16. Инвертированный импульс одновибратора

16 с выхода "инвертора 17 поступает $$ на управляющий вход селектора 8 и прекращает прохождение импульсов

U< на выход селектора 8.

Передним фронтом импульса, одновибратора 16 запускается элемент 15 задержки, которое определяет время индикации и считывания результата измерения. По истечении этого времени длительностью ) < на выходе элемента 15 возникает импульс, перед -.45 ,ним фронтом которого запускается генератор 12 импульсов сброса., Импульс этого генератора 12 поступает на сброс показаний счетчика 9. По окончании действия импульса одновибратора 16, s0 селектор 8 открывается, и весь цикл измерения повторяется.

Изменяя величину задержки в блоке 5 задержки, можно снять по точS5 кам всю функцию F< (7y). Анализируя характеристики случайной величины и в выражении (1), можно оценить статистическую погрешность измерения.

Таким образом, предлагаемый измеритель превосходит известные по точности измерения и по экономичности, мерой которой в данном случае является длительность времени измерения, выигрыш по точности составляет 2,5-4,0 раза, по экономичности1,5-3,0 раза.

Формула изобретения

1. Измеритель интегральной функции распределения вероятностей флуктуаций интервалов времени между двумя электрическими импульсами, содержащий входной формирователь стартового импульса, выход которого соединен с входом блока регулируемой задержки, входной формирователь стопового импульса, первый временной селектор, второй временной селектор, выход которого соединен со счетным входом опорного. счетчика импульсов, а управляющий вход соединен с первым выходом блока управления, вход которого соединен с выходом опорного счетчика импульсов, а также счетчик импульсов, вход сброса которого соединен через генератор импульсов сброса с вторым выходом блока управления, о т л ич а.ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения путем уменьшения инструментальных и методических погрешностей, в него допол-. нительно введены элемент постоянной задержки, Т.-К-триггер и счетный триггер, счетный вход которого соединен с.выходом блока регулируемой задержки, его прямой выход соединен с сиг-. нальным входом второго временного селектора, а инверсный выход соединен с входом элемента постоянной задержки, выход которого соединен с К-входом Х-К-триггера, I--вход которого соединен через первый временной селектор с выходом формирователя стопового импульса, а прямой выход -К-триггера соединен со счетным входом счетчика импульсов, управляющий вход первого временного селектора подключен к выходу второго времен1 ного селектора.

2. Измеритель по и. 1, о т л ич а ю шийся тем, что блок управЪ ° ления состоит из одновибратора, ин7 . 9171 вертора и элемента постоянной задерж-, ки, причем запускающий вход одновибратора соединен с входом блока управления, а выход одновибратора - с входами.инвертора и элемента постоян- 5 ной задержки, причем. выход инвертора соединен с первым выходом блока управления, а выход элемента постоянной

76 8 задержки соединен с вторым выходом блока управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент.США и 3.325.730, кл. 324-68, 1867.

2. Авторское свидетельство СССР 153333, кл. G 01 R 25/00, 1963.

917176

I

Фиг.2

ВНИИПИ Заказ 1887/68 Тираж 429 Подписное

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