Интерполяционный измеритель временных интервалов

Интерполяционный измеритель временных интервалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к технике электроизмерений и может быть использовано для точного измерения времнных интервалов. Цель изобретения - повьшение точности измерения достигается за счет устранения неоднозначности отсчета. Устройство содержит генератор 1 импульсов, элемент ИЛИ- НЕ 2, элементы ИЛИ 3 и 23, реверсивный счетчик 4, формирователи 5 и 6 S (Л со о ю ISD со О5

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1302236 А1 (50 4 G 04 F 10/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

I

Л

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2i) 3906373/24-21 (22) 22.03 ° 85 (46) 07.04.87, Бюл. № 13 (71) Томский институт автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (72) В.А.Потехин и 10.К.Шелковников (53) 681.317.77 (088.8) (56) Патент ClllA ¹ 3541448, кл. С 04 F 10/04, 1970.

Авторское свидетельство СССР № 662907, кл. G 04 F 10/04, 1978. (54) ИНТЕРПОЛЯЦИОННЫИ ИЗМЕРИТЕЛЬ

ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ (57) Изобретение относится к технике электроизмерений и может быть использовано для точного измерения времнных интервалов. Цель изобретения повышение точности измерения достигается за счет устранения неоднозначности отсчета. Устройство содержит генератор 1 импульсов, элемент КЛИНЕ 2, элементы ИЛИ 3 и 23, реверсивный счетчик 4, формирователи 5 и 6 \

1302236 импульсов начала и конца временного в устройство были введены второй реинтервала, регистры 7 и 8 сдвига, версивнйй счетчик, второй преобразоэлементы И 9, 10, 15, 16, 19 и 20, ватель временной интервал — код,два преобразователи 11 и 12 временной блока сравнения кодов, счетчики,два интервал — код, блоки 13 и 14 срав- регистра сдвига, два элемента ИЛИ, нения кодов, триггеры 17 и 18,счет- элемент ИЛИ-НЕ, четыре элемента И и чики 21 и 22, реверсивный счетчик два триггера. 1 ил.

24. Для достижения поставленной цели

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь- зовано для точного измерения временных интервалов.

Цель изобретения — повышение точности измерения временных интервалов за счет устранения неоднозначности отсчета.

На чертеже приведена структурная схема устройства.

Интерполяционный измеритель временных интервалов содержит генератор 1 импульсов, элемент ИЛИ-НЕ 2, элемент ИЛИ 3, реверсивный счетчик

4, формирователи 5 и 6 импульсов начала и конца временного интервала соответственно, регистры 7 и 8 сдвига, элементы И 9 и 10, преобразователи 11 и 12 временной интервал— код, блоки 13 и 14 сравнения кодов, элементы И 15 и 16, триггеры 17 и

18, элементы И 19 и 20, счетчики 21 и 22 стартового и стопового интервалов соответственно, элемент ИЛИ 23, реверсивный счетчик 24.

Кроме того; использованы следующие обозначения: S, F †импуль начала и конца измеряемого интервала соответственно; So, F — сигналы на выходах формирователей 5 и 6 начала импульсов и конца измеряемого интервала соответственно; S>, Б„ инверсные значения напряжений соответственно на первом и втором выходах регистра 7; F, F, — инверсное и прямое значения напряжений на первом и втором выходах регистра 8 соответственно; М вЂ” импульсы на выходе генератора 1; Н, К вЂ” сформированные интерполяционные интервалы на выходах элементов И 9 и 10 соответственно; П, П вЂ” прямое и инверсное значения напряжений сформированной пачки

2 импульсов на выходе элемента ИЛИ-НЕ 2.

Устройство работает следующим образом.

Стартовый импульс S соответствующий началу измеряемого интервала, поступает на вход формирователя 5 начала измеряемого интервала, представляющего собой, например, триггер с раздельным запуском, и включает его. Единичный перепад напряжения

S с его выхода подается на информационный вход регистра 7 и вход элемента И 9. На синхронизирующий вход регистра 7 поступают контактирующие импульсы от генератора 1 импульсов.

С приходом каждого после установления S очередного импульса происходит сдвиг единичного напряжения в регистре 7 на один разряд (шаг).

Первый после S контактирующий импульс включает триггер первого разряда регистра 7 (триггеры регистров 7 и 8 не показаны), на выходах триггера первого разряда регистра 7 устанавливаются напряжения S u S

1У второй импульс включает второй триггер и появляются напряжения S u S после третьего импульса — S и S

Стоп-импульс F, соответствующий окончанию измеряемого интервала, включает формирователь 6, на выходе которого формируется единичный перепад Р . Этот сигнал подается на ин35 формационный вход регистра 8 и один из входов элемента И 10. На синхронизирующий вход регистра 8 поступают импульсы с генератора 1 импульсов и с приходом каждого после F

40 очередного импульса происходит очередной сдвиг единичного напряжения на один шаг. С приходом первого импульса на выходе первого разряда ре302236

Н=SО $3 F2 длительностью (2) где и,—

t б

П=M+S + F

2 1 У (9) К= F.F б 2 (4) длительностью — (N — n,+n)t (5) at „= t 4г. (6) (7) t =nt

К ф о к гистра 8 устанавливаются напряжения

F и F, после втОрОгΠ— F,F 2 °

f !У

На вход элемента И 9 поступают сигналы S, S и Р и в результате их логического перемножения получаем интерполяционный интервал начала

t„= (n — 1).t, + at„, номер фронта импульса, выделяемого в первом канаде на первом выходе регистра после прихода $,3 длительность импульса на выходе генератора неучтенный отрезок между

S и первым счетным импульсом.

В рассматриваемом случае и, принято равным 3 и t„ = 2t, + at„ (3)

С помощью элемента И 10 формируется интерполяционный интервал конца

= (n -1) t +at

K 2 . о К где и — номер фронта импульса, выделяемого на первом выходе сдвигающего регистра 8, причем и = n

Э

at — временной отрезок между F

К и очередным счетным импульсом.

Интерполяции подлежит отрезок и с учетом последнего выражения длительность Г записывается как к

Для случая и, = 3, а и = 2 имеем б (8)

Сформированные временные интервалы „ и, поступают на преобразова4 тели 11 и 12 временной интервал код. Здесь каждый временной интервал преобразуется в амплитуду, пропорциональную длительности интервала (таким преобразователем может быть конденсаторный накопитель с линейным зарядом емкости с постоянным током в течение длительности импульса), а затем в код с помощью любого известного аналого-цифрового преобразователя, например, поразрядного или развертывающего уравновешивания °

Код с выходов блоков 11 и 12 подается на входы блоков 13 и 14 сравнения кодов соответственно.

Счеиные импульсы формируются следующим образом. На вход элемента

ИЛИ-НЕ 2 поступают импульсы М, S u

F,. В результате их логического сложения имеем с а с учетом инверсии

II=M+$2+ F (10) Длительность пачки импульсов в общем виде записывается как

30 т =(N — (n — 1) + (n — 1)".t

НО Р 2 о

35 где Иб — фактическое число фронтов счетных импульсов, находящихся между S u F.

К основному результату (11) необходимо прибавить результат интерпо40 ляции начала измеряемого интервала (2) и вычесть результат интерполяции конца измеряемого интервала (7).

Итог измерения получен в следующем виде:

45 у=(N — n+n)t +

+ (п1 пй 1) + ьсм + atÄ (12) Суммирование основного результата и первого интерполяционного отрезка осуществляют следующим образом.После окончания преобразования "-„ в код на выходе преобразователя 11 устанавливается единичное напряжение, которое поступает на вход элемента И 15, на второй вход которого поступает импульс F . При совпадении этих им10

35

5 13 пульсов элемент И 15 выходным сигналом включает триггер 17. С выхода последнего напряжение поступает на вход элемента И 19, второй вход которого соединен с генератором 1 импульсов, разрешая тем самым прохождение импульсов на его выход.

С выхода элемента И 19 импульсы поступают на счетный вход счетчика

21 и одновременно через элемент, ИЛИ

23 на счетный вход реверсивного счетчика 24, находящегося в режиме суммирования. Импульсы переноса, эквивалентны импульсам t, переносятся через элемент ИЛИ 3 в счетчик 4.

Как только код счетчика 21 сравняется с кодом, имеющимся на выходе преобразователя 11, срабатывает блок

13, импульс окончания счета устанавливает триггер 17 в исходное состояние и одновременно поступает в качестве разрешающего сигнала на элемент И 16.

После того, как на вход элемента

И 16 поступает сигнал окончания цикла преобразования интервала.t в код с выхода преобразователя 12, последний срабатывает и включает триггер

18. Выходное напряжение этого триггера переводит счетчики 24 и 4 в режим вычитания и одновременно разрешает прохождение счетных импульсов через элемент И 20 на счетчик 22 и через элемент ИЛИ 23 на счетчик 24.

При совпадении кодов на выходах счетчика 22 и преобразователя 12 блок 14 вырабатывает сигнал, с помощью которого устанавливаются в исходное состояние триггер 18, формирователи 5 и 6, регистры 7 и 8, счетчики 21 и .22.

Формула изобретения

Интерполяционный измеритель временных интервалов, содержащий генератор импульсов, первый реверсивный счетчик, формирователь импульсов начала и формирователь импульсов конца временного интервала, первые входы которых подключены соответственно к первому и второму входам устройства, выход формирователя импульсов начала временного интервала подключен к первому входу первого элемента И, выход формирователя импульсов конца временного интервала подключен к пер. вому входу второго элемента И,первый преобразователь временной интервал—

02236 6 код, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены второй реверсивный счетчик, второй преобразователь временной интервал — код, два блока сравнения, счетчики стартового и стопового интервалов, два регистра сдвига, два элемента ИЛИ, элемент

ИЛИ-НЕ, четыре элемента И и два триггера, причем выход генератора импульсов подключен к первому входу элемента ИЛИ-НЕ, синхровходами первого и второго регистра сдвига и к первым входам третьего и четвертого элемента И, выход последнего из которых соединен со счетным входом счетчика стопового интервала и первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к счетному входу счетчика стартового интервала и выходу третьего элемента И, второй вход которого подключен к выходу первого триггера, первый вход которого соединен с выходом пятого элемента И, а второй вход — с выходом первого блока сравнения кодов и первым входом шестого элемента

И, второй вход которого соединен с выходом второго преобразователя временной интервал — код, а выход — с первым входом второго триггера, вто-рой вход которого подключен к R-входам обоих регистров сдвига, и счетчиков стартового и стопового интервалов, а также к выходу второго блока сравнения кодов, и вторым входам формирователей импульсов начала и конца временного интервала, выход второго триггера подключен к второму входу четвертого элемента И и к входам управления реверсом реверсивных счетчиков, счетный вход первого. из которых подключен к выходу второго элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом элемента ИЛИНЕ, а второй вход подключен к выходу переноса второго реверсивного счетчика, счетный вход которого подключен.к выходу первого элемента ИЛИ, выход формирователя импульсов начала временного интервала подключен к информационному входу первого регистра сдвига, первый выход которого соединен с вторым входом первого элемента

И, третий вход которого соединен с первым входом пятого элемента И,первым выходом второго регистра сдвига и вторым входом второго элемента И, выход которого подключен к входу

Составитель Л. Плетнева

Редактор.Н.Тупица Техред Л.Сердюкова. Корректор C,×åðíè

Заказ 1216/46 Тираж 371 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4.

7 1 второго преобразователя временной интервал — код, информационные выходы которого подключены к первой группе входов второго блока сравнения кодов, вторая группа входов которого соединена с выходами разрядов счетчика стопового интервала, второй выход первого регистра сдвига подключен к второму входу элемента ИЛИНЕ, третий вход которого соединен с вторым выходом второго регистра сдвига, информационный вход которо302236 8

ro соединен с выходом формирователя импульсов конца временного интервала, выход первого элемента И подключен к входу первого преобразователя временной интервал — код, выход которого соединен с вторым входом пятого элемента И, а информационные выходы подключены к первой группе входов первого блока сравнения ко10 дов, вторая группа входов которого соединена с выходами разрядов счетчика стартового интервала.