Устройство для измерения длительности одиночного импульса

 

И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

ОП ИСАН

/ р11 983635

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 10. 10. 79 (21) 2831365/18-21 (Я) М. Кп.з с присоединением заявки ¹вЂ” (23) Приоритет—

G 04 F 10/04

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

)$3) УДК 621. 325 (088. 8) Опубликовано 23,1282. Бюллетень ¹ 47

Г

Дата опубликования описания 23. 12.82

Рязанский радиотехнический институт (71) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИТЕЛЬНОСТИ

ОДИНОЧНОГО ИМПУЛЬСА

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для измерения длительности одиночных импульсов.

Известно устройство для измерения длительности временных интервалов и импульсов, содержащее последовательно соединенные генератор опорной частоты; ключ и счетчик к входу которого подключена линия задержки с отводами, которые через элемент И соединены с элементом индикации, вторые входы элемента И объединены с входом опорного триггера, выход которого подсоединен к управляющему входу ключа (1) .

Недостатком данного устройства является низкая точность измерения, .обусловленная опорной частотой счетчика.

Наиболее близким к данному техническому решению является устройство, содержащее два замкнутых контура циркуляции, выполненных в виде последовательно соединенных схем собирания, усилителя, линии задержки и шунтируемой ключом дополнительной линии задержки, соединенные последовательно элемент И, счетчик. Оба контура циркуляции через счетчик и дешифратор подключены к элементу- индикации, причем выходы линии задержки подключены к входам дополнительного элемента И, выход которого через управляемый триггер подключен к управляющему входу ключа в одном контуре цирку. ляции и к третьему входу элемента И второго контура (2).

Недостатком этого устройства является низкая точность измерения, обусловленная разрешающим временем элемента И.

Целью изобретения является повышение точности измерения длительности одиночного импульса.

Цель достигается тем, Что в устройство для измерения длительности одиночного импульса введены два элемента ЗИ-НЕ, два счетчика, два цифровых элемента, сравнения, коммутатор, первый и второй элементы сравнения, причем прямой выход первого замкну.того контура циркуляции соединен с вторым входом второго элемента ЗИ-НЕ, а инверсный выход — с вторым входом первого элемента ЗИ-НЕ, выход второго замкнутого контура циркуляции соединен с третьим входом первого и второго элементов ЗИ-НЕ, первый

ЗО вход первого, второго элементов

983635

ЗИ-HE и элемента 2И-НЕ соединены с выходом первого триггера, выход первого элемента ЗИ-HE через третий счетчик соединен с первым входом вычислителя, выход второго элемента

ЗИ-НЕ через четвертый счетчик соединен с вторым входом вычислителя, 5 выход элемента 2И-НЕ соединен с третьим входом вычислителя, К выходов четвертого счетчика соединены с

К первыми входами первого элеменТа сравнения, второго элемента сравнения и коммутатора, К выходов коммутатора соединены с К входами второго счетчика, К выходов которого соединены с вторыми К входами второго 15 элемента сравнения, выход которого соединен с первым входом первого триггера, К выходов первого счетчика соединены с К вторыми входами первого элемента сравнения, выход которого соединен с первым входом второго триггера, прямой выход второго триггера соединен с управляющим входом коммутатора, а инверсный— с входом второго элемента сравнения, выход вычислителя соединен с вторым входом первого и второго триггеров.

На фиг. 1.показана функциональная блок-схема устройства для измерения длительности одиночного импульса; на фиг. 2 — временные диаг- 30 раммы, Устройства содержит два замкнутых контура 1 и 2 циркуляции, объединенные по входам инвертором 3, два элемента 4 и 5 ЗИ-НЕ, один элемент б 35

2И-НЕ, четыре счетчика 7-10, два цифровых элемента 11 и 12 сравнения, коммутатор 13, два триггера 14 и 15 и вычислитель 16.

Причем прямой выход первого замкнутого контура 1 циркуляции соединен с вторым входом элемента 5 ЗИ-НЕ, а инверсный выход — с вторым входом элемента 4 ЗИ-НЕ, выход второго замкнутого контура 2 циркуляции соединен с третьим входом элементов 4 и 5

ЗИ-НЕ, первый вход элементов 4 и 5

ЗИ-НЕ и первый вход элемента 6 2И-НЕ соединены с выходом триггера 15, выход элемента 4 ЗИ-НЕ через счетчик

10 соединен с первым входом вычислителя 16, выход элемента 5 ЗИ-НЕ через счетчик 8 соединен с вторым входом вычислителя 16, выход элемента 6 2И-НЕ соединен с третьим входом вычислителя 16, К выходов счетчика

8 соединены с К первыми входами элемента 11 сравнения, элемента 12 сравнения и коммутатора 13, К выходов коммутатора соединены с К входами 60 счетчика 7, К выходов которого соединены со вторыми К входами элемента

12 сравнения, выход которого соединен с первым входом триггера 15, К выходов счетчика 9 соединены с К 65 вторыми входами элемента 11 сравнения, выход которого соединен с первым входом триггера 14, прямой выход триггера 14 соединен с управляющим входом коммутатора 13, а инверсный с входом элемента 12 сравнения, выход вычислителя 16 соединен с вторым входом триггеров 14 и 15, первый вход элемента 6 2И-НЕ соединен с выходом замкнутого контура 2 циркуляции.

Устройство работает следующим образом.

Измеряемый одиночный импульс длительностью Т через инвертор 3 поступает на входы замкнутых контуров

1 и 2 циркуляции, на выходах которых образуется последовательность импульсов с периодом циркуляции Т „в контуре 1 и Тц в контуре 2(фиг.2 а, 6), причем Тц@-Тц„=аТц — разница в ,периодах циркуляции, определяемая требуемой й.очностью измерения. Длительность Тц, Тц больше удвоенной длительности Т„ °

Указанные последовательности импульсов поступают на входы элемента

5 ЗИ-НЕ, на выходе которого при совпадении на входах логических единиц (импульсов) образуются логические нули длительностью, соответствующей времени совпадения импульсов на выходе. Число таких нулей, т.е. число временных совпадений импульсов, циркулирующих по обоим контурам 1 и 2, подсчитывается счетчиком 8, в котором фиксируется число и (фиг. 2 в, сплошная линия). Вначале число совпадений соответствует Выходу импульса, циркулирующего по контуру с большим периодом Тц из импульса, циркулирующего по контуру с меньшим периодом, а затем наоборот Входу этого импульса (см. фиг. 2 а,б) .

Действительное число совпадений с учетом не за ре гис триров ан ных в силу ограниченности временного разрешения элемента 5 ЗИ-НЕ и счетчика 8

t показано, начиная с момента t, штриховой линией на фиг. 2 в.

Одновременно сигналы с инверсного входа контура 1 и с выхода контура 2 поступают на входы элемента 4

ЗИ-НЕ, на выходе которого также образуются логические нули, длительностью соответствующие временному совпадению импульса в контуре 2 с большим периодом (фиг. 2 63 с паузой в контуре 1 с меньшим периодом циркуляции (фиг. 2 а) . Число указанных нулей подсчитывается счетчиком 10, в котором формируется число m (фиг.2 г, сплсияая линия) .

Поскольку периоды циркуляций выбраны больше удвоенной максимально возможной длительности импульсов, то процесс регистрации симметричен, т.е. сколько периодов циркуляции, где су983635

Формула изобретения ществовало временное совпадение не зарегистрировано при Выходе импульса, столько же не будет зарегистрировано прн Входе относительно точности симметрии „„„(фиг.2 r).

Число периодов циркуляций N no контуру 2 (с большим периодом) подсчитывается счетчиком 9 (фиг. 2 г, штриховая линия), вход которого через элемент 6 2И-НЕ подключен к выходу контура 2. Числа в счетчиках 8 и 9 сравниваются цифровым элементом

11 сравнения, а число и через открытый коммутатор 13 параллельно переписывается в счетчик 7 со сдвиroM на разряд, что при двоичных счетчиках означает умножение на два текущих числа n - =nо счетчиком 7.

Когда текущее число N, записанное .в счетчике 9, станет больше текущего числа n = п, записанного в счетчике 8, т.е. в момент реальной симметрии, сигнал с элемента 11 сравнения перебросит триггер 14, сигналы с выхода которого запирают коммутатор:

13 так, что в счетчике 7 остается

Ъапомненным удвоенное значение числа по и разрешается производить сравнение элементом 12 сравнения,. который сравнивает значение числа и в счетчике 8 с удвоенным значением числа и в, счетчике 7. При равенстве этих чисел (момент t+ на фиг. 2 r) сигнал с элемента 12 сравнения перебрасывает триггер 15, сигнал с выхода которого блокирует все элементы

4 и 5 ЗИ-НЕ и 6 2И-НЕ и прекращает циркуляцию в контурах 1 и 2. Реальное число совпадений импульса с паузой (фиг. 2 r, сплошная линия) будет отличаться от истинного (фиг.2 г, штриховая линия), на столько же, на сколько отличается число реальных и истинных совпадений импульсов (фиг. 2 в), при условии равенства . разрешающей способности элементов регистрации. Теперь в момент t+ можно определить число пропусков в регистрации совпадений импульсов (фиг.2 в) как разность N-m и, сложив ее с реально зарегистрированным числом совпадений импульсов и получить истинное число совпадений, равное и+(Н-в).

Зафиксированные числа n,N,m со счетчиков 8,9 и 10 поступают в вычисли- . тель 16, который производит вычисление длительности измеренного импульn+ (N-m) са Т = лТ --- — --- с точностью

П-. Н до ат„.

Устройство для измерения длительности одиночного импульса, содержащее первый и второй замкнутые контуры циркуляции, объединенные по. входам инвертором, первый и второй счетчики, элемент 2И-НЕ, первый и второй триггеры, вычислитель, причем первый вход элемента 2И-НЕ сое10 динен с выходом второго замкнутого контура циркуляции, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повыше- . ния точности, введены два элемента

ЗИ-НЕ, третий и четвертый счетчики, 15 коммутатор, первый и второй элементысравнения, причем прямой выход первого замкнутого контура циркуляции соединен с вторым входом второго элемента ЗИ-НЕ, а инверсный выход20 с вторым входом первого элемента

ЗИ-НЕ, выход второго замкнутого кон-; тура циркуляции соединен с третьим входом первого и второго элементов

ЗИ-НЕ, первый вход первого, второго

25 элементов ЗИ-НЕ и элемента 2И-НЕ соединены с выходом первого триггера, выход первого элемента ЗИ-НЕ через третий счетчик соединен с первым входом вычислителя, выход второго

30 элемента ЗИ-НЕ через четвертый счетчик соединен с вторым входом вычисли-. теля, выход элемента 2И-НЕ соединен с третьим входом вычислителя, К выходов четвертого счетчика соединены

З5 с К первыми входами первого элемента сравнения, второго элемента:сравнения и коммутатора, К выходов коммутатора соединены с К входами второго счетчика, K выходов которого соединены с вторыми К входами второго эле40 мента сравнения, выход которого соединен с первым входом первого триггера К выходов первого счетчика сое динены с K вторыми входами первого элемента сравнения, выход которого

45 соединен с первым входом второго триггера, прямой выход второго триггера соединен с управляющим входом коммутатора, а инверсный — с входом вгорого элемента сравнения, выход

50,вычислителя соединен с вторым входом первого и второго триггеров.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе .l. Цифровые электроизмерительные

55 приборы. Под ред. В.М. Шляндина. М., Энергия, 1972, с. 92-100.

2. Авторское свидетельство СССР

9 251260, кл. G 04 F 11/08, 1967 (прототип).

Ы

Ф

2

Составитель В. Филатов

Редактор Н. Гунько Техред М.Коштура Корректор А. Дзятко

Заказ 9929/55, Тираж 427 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

223035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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