Цифровой измеритель отношения двух временных интервалов

Цифровой измеритель отношения двух временных интервалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при построении измерителей отношений временных интервалов. Измеритель содержит генератор 14 счетных импульсов, интегратор 9, четыре электронных ключа 5-8, источник 4 опорного напряжения, инвертирующий усилитель 13, компаратор 10, блоки выборки-хранения 11 и 12, блок 2 управления, временной селектор 15, счетчик 16 импульсов , формирователи 1 и 3 импульсов . 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ соцИАлисти есних

РЕСПУБЛИН (51)5 G 04 F 10/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21 ) 4780689/21 (22) 24 . 10, 89 (46) 30,08.92. Бюп, Р 32 (72) В.М.Аванесов и М.В.Власов (56) Авторское свидетельство СССР

Р 917114, кл. G 01 F 23/02, 1980. (54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ОТНОГЕН!И

ДВУХ ВРЕМЕНЕН% ИНТЕРВАЛОВ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть испольИзобретение относится к электрорадиоизмерительной технике и может быть использовано при построении измерителей отношений временных интерваловв.

Известен измеритель отношения временных интервалов, содержаг ий генератор постоянного тока, зарядный ключ, усилитель постоянного тока, накопительный конденсатор, разрядный ключ, разрядный резистор, причем неэазем ленный полюс генератора постоянного тока соединен со средним контактом зарядного ключа, первый контакт которого соединен с входом усилителя постоянного тока, одной обкладкой накопительного конденсатора и одним выводом разрядного резистора, вторая обкладка накопительного конденсатора соединена с выходом усилителя постоянного тока и одним из контактов разрядного ключа, второй контакт которого соединен с другим выводом разрядного резистора, а входы управления. Ы«1758630 А1 зовано при построении измерителей отношений временных интервалов. Измеритель содержит генератор 14 счетных импульсов, интегратор 9, четыре электронных ключа 5-8, источник 4 опорного напряжения, инвертируюший усилитель 13, компаратор 10, блоки выборки-хранения 11 и 12, блок 2 управления, вреенной селектор 15, счетчик 16 импульсов, формирователи 1 и 3 импульсов. 1 ил. зарядного и разрядного ключей являются входами устройства„

Недостатком измерителя является недостаточная точность, поскольку выходное напряжение содержит пульсации, вызванные неодновременным действием зарядной и разрядной цепей. а

Наиболее близким к заявляемому с относится измеритель отношения двух (Л временных интервалов, содержаший %,вФЪР генератор постоянного тока, конден- г сатор, зарядный, разрядный и дополнительный ключи, одновибратор, интегратор и преобразователь напряжение ток.

> ей

Метод измерения отношения временТ

Ных интервалов — в устройстве иротоТ типе заключается в том, что заряд конденсатора в течение времени

T<(i+I) образцовы| током 1о полностью компенсируется его разрядом в течение времени T<(i+I) током, соэдава30 4 с входом электронного ключа 6, Первый, второй, третий, шестой выходы блока 2 управления соединены соответственно с управляющими входами электронных ключей 5-8, четвертый и пятый выходы блока 2 управления соединены соответственно с управляющими входами блоков

11 и 12 выборки-хранения. Выход компаратора 10 соединен с четвертым входом блока 2 управления. Генератор

14 счетных импульсов соединен с входом временного селектора 15, чей управляющий вход соединен с седьмым выходом блока 2 управления, а выход — с входом счетчика 16, выход которого соединен с третьим входом блока 2 управления.

Устройство работает следующим образом.

Формирователи импульсов I и 3 вырабатывают импульсы, длительности которых разны соответственно Т и Т я а

Устройство имеет четыре рабочих такта ° В течение первого такта, кото-рый начинается с приходом импульса с выхода формирователя 1 импульсов на первый вход блока 2 управления, последний": на выходе 1 вырабатывается импульс, открывающий ключ 5. На вход интегратора 9 поступает постоянное напряжение Цо с источника 4. По заднему фронту импульса, приходящему с формирователя импульсов 1, блок 2 У управления закрывает электронный ключ 5. Интегратор 9 зарядится до напряжения

Т, 1

П„„т = — - Jt U ° dt = - — U T (1) о л о

О где U<„> — напряжение интегратора после первого .такта; л

- постоянная времени интегратора 9;

Т - период исследуемого сигнала на входе формирователя 1 импульсов, По окончании первого такта блок 2 управления вырабатывает импульс, разрешающий запись напряжения U рцт1 в блок 12 выборки-хранейия. По окон.чании записи блок 2 управления вырабатывает импульс, замыкающий ключ 8, производя тем самым сброс интегратора.

В течение второго такта, который начинается с приходом импульса с выхода формирователя импульсов 3 на второй вход блока 2 управления, по17586

«байи преобразователем напряжение ток. Этот измеритель представляет собой импульсную следящую систему автоматического регулирования, вход и выход которой соединен с конденсатором и в состав которой входят дополнительный ключ, интегратор, преобразователь напряжение — ток.

К недостатку такого измерителя 10 следует отнести невысокое быстродействие, обусловленное тем, что время переходного процесса, который начинается в момент подачи сигнала Т и заканчивается через время Т (i+I) оказывается слишком велико, что особенно заметно в области низких частот.

Цель изобретения - повышение быстродействия измерителя в области низ- 20 ких частот.

Цель достигается тем, что в предлагаемом устрочстве происходит преобразование интервалов времени, соответствующих значениям Т и Т в постоянное напряжение с последующим нахождением отношения этих напряжений в блоке деления, который представляет сoáой ОЦП двойнorо интегрирования.

На чертеже приведена структурная 30 схема измерителя.

Устройство содержит формирователи

1 и 3 импульсов, источник 14 опорного напряжения, электронные ключи 5-8, интегратор 9, инвертирующий усилитель 13, компаратор 10>блоки 11 и 12

35 выборки-хранения, блок 2 управления, генератор 14 счетных импульсов, временной селектор 15, счетчик 16.

Первый вход измерителя через последовательно соединенный формирователь импульсов 1 соединен с первым входом блока 2 управления, второй вход устройства через последовательно соединенное формирующее устройство

3 соединен с вторым входом блока 2

4$ управления. Источник 4 опорного на. пряжения соединен с входом электронного ключа 5, выход которого соединен с точкой, объединяющей выходы элект5О ронных ключей 6-8 и вход интегратора 9.

Выход интегратора 9 объединяет входы: электронного ключа 8, компарато11а 10, блоков 11 и 12 выборки-хранения. Выход устройства 11 выборки-хранения соединен с входом электронного ключа

7. Вь ход блока 12 выборки-хранения соединен с входом инвертирующего усилителя 13, выход которого соединен

1758630 6 на четвертый вход блока . "ч1ра -ч" н" ° !

Последний на выходе 7 выра< лтн :;1ет импульс, запрещающий прохокдеfll1p с«E тных импульсов с генератора 14 чере 3 селектор 15 на вход счетчика 16, Таким образом

1 иит и

Пиит ин .

1 иит 4 (4) (5) No /fo у

= NxЯ,, j c

И =КNО х (7) . . 1 величине

Ту следи и на выходе 1 вырабатывает импульс, открывавший ключ 5, На вход интегратора 9 поступает постоянное напряжение с источника 4. По заднему фронту импульса, приходящему с hopмирователя импульсов 3, блок 2 управления закрывает электронный ключ 5.

Интегратор 9 зарядится до напряжения 2

1О о где У вЂ” напряжение интегратора поинт сле второго такта;

Т вЂ” период исследуемого сигна- f5

2 ла на входе формирователя

3 импульсов.

По окончании второго такта блок 2 управления вырабатывает имцульс, разрешающий запись напряжения Би„ 20 в блок 11 выборки-хранения. По окойчании записи блок 2 управления вырабатывает импульс, замыкающий элект ронный ключ 8, производя тем самым сброс интегратора 9 ° 25

В начале третьего такта блок 2 управления открывает электронный

/ ключ б и на вход 1:тегратора 9 поступает напряжение с иввертирующего уси-лителя 13, В этот же момент открывается временной селектор 15 и на вход счетчика 1б разрешается прохождение счетных импульсов с генератора 14.

В момент, когда счетчик 15 переполнится, третий такт закончится и интегратор 9 зарядится до напряже35

"ия "иит :

Т

40 где д„„ — выходное напряжение интег иитЗ ратора после третьего такта ;— ю

К вЂ” коэффициент передачи инвертирующего усилителя 131 — длительность третьего

3 такта °

Знак "- под знаком интеграла . равенства 3 показывает, что усилитель

13 инвертирует сигнал. 50

С началом четвертого такта интегрирования замкнут электронный ключ 7 на вход интегратора 9 поступает напря жение с выхода блока 11 выборки-хранения. Конденсатор интегратора разря- 55 жается в момент, когда выходное напряжение станет равным 0 (Пии „ +

+ Уин = 0), на выходе комиаратора 10 вырабатывается импульс, поступающий

Зная, что временные интервалы tg и t заполняются счетными импульсами генератор 14 с частотой f, то: где N, И вЂ” число импульсов соответственно в третьем и четвертом тактах интегрирования, Решая (4) относительно ицт < с =-K t5, (6) и и.

С учетом (1), (2), (5):

Выходной код N> áóäåò пропорционален

Ф о р м ул а и з о б р е т е н и я

Цифровой измеритель отношения, двух временных интервалов, содержащий генератор счетных импульсов, интегратор, электронный ключ, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия измерителя в области низких частот, в него введены два формирователя импульсов, источник опорного напряжения, три электронных ключа, инвертирующий усилитель, компаратор, два блока выборки-хранения, блок управления, временной селектор, счетчик импульсов, причем первый вход устройства через первый формирователь импульсов соединен с первым входом блока управления, второй вход устройства через второй формирователь импульсов соединен со вторым входом блока управления, источник опорного напряжения соединен с первым входом первого электронного ключа, выход которого соединен

1758630

Составитель В.Аванесов

Редактор Е.Егорова Техред И.Моргентал Корректор А.Ворович

Заказ 3000 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 с выходами второго и третьего элект;.ронных ключей, соответственно, с пер вым входом четвертого электронного ! ключа и с входом интегратора, выход которого содеинен с выходом четвертого электронного ключа, с входом компаратора, с первыми входами блоков выборки-хранение, соответственно, выход первого блока выборки-хране !О ние соединен с первым входом третьего электронного ключа, выход второго блока выборки-хранение соединен со входом инвертируюцего усилителя, вы ход которого подключен к первому 15 входу первого электронного ключа, первый, второй, третий, цестой выходы Ьлока управления соединены со нторыми входами первого, второго, треть

его ключей, соответственно, четвертый и пятый выходы блока управления соединены, соответственно, со вторыми входами первого и второго блоков выборкихранения, выход компаратора соединен с четвертым входом блока управления, генератор счетных импульсов соединен с первым входом временного селектора

У управляющий вход которого соединен с седьмым входом блока управления, а выход временного селектора соединен со входом счетчика импульсов, вы:ход которого соединен с третьим вхо 1ом блока управления,