Измеритель временных интервалов

Измеритель временных интервалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О и и смоей":м- .иИЗОБРЕТЕНИЯ пп 526854

Союз Советских.Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07.05.75 (21) 2131538/10 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.08.76. Бюллетень № 32

Дата опубликования описания 08.12.76 (51) М. Кл.з G 04F 10/04

Государственный комитет

Совета Мииистров СССР (53) ДК 681.11(088.8) ло делам изобретений и открытии (72) Авторы изобретения

А. В. Землянский и А. Г. Новиков (71) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ

Изобретение относится к области радиоизмерительной техники и предназначено для измерения временных интервалов.

Известные измерители временных и нтервалов с нониусной интерполяцией, содержащие генератор удар ного возбуждения, имеют сравнительно невысокие температурную и временную стабильности (1).

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является измеритель временных интервалов, содержащий генератор образцовой частоты,:выход которого подключен к первому входу схемы совпадения и через первую схему «И» — к:первому счетчику, верньерный генератор, ударного возбуждения, выход которого соединен через вторую схему «И» с вторым счетчиком, через третью схему «И» — с третьим счетчиком и через схему совпадения — со счетным входом первого триггера, первый, выход которого подключен к второму входу третьей схемы «И», а второй выход — к вторым входам первой и второй схем «И», второй триггер, первый устано вочный вход которого через четвертую и пятую схему «И» соединен с соответствующими входами измерителя, а выход — с входом,верньерного генератора ударного;возбуждения и с третьими входами второй и третьей схем «И» (2).

Однако такие измерители имеют довольно большую температурную и временную погрешности и, кроме того, низкую помехоустойчивость.

Предлагаемый измеритель отличается тем, что он дополнительно содержит блок управления, два триггера, инвертор и четыре схемы

«И», причем блок управления подключен к инвертору, через шестую схему «И» — к .второму установочному входу второго триггера и через седьмую схему «И» — к вторым входам четвертой и пятой схем «И», выходы которых подсоединены к входу третьего триггера и через восьмую схему «И» — к входу четвертого триггера, один выход которого подключен к третьему входу пятой схемы «И», а другой выход — к второму входу шестой схемы «И». Второй выход первого триггера

20 соединен с вторым входом, восьмой и с четвертым входом пятой схем «И», .выход генератора образцовой частоты подключен к второму входу седьмой схемы «И», выход инвертора подсоединен к второму установочному

- 5,âõîäó второго триггера через девятую схему

«И>>, второй Вход которой подключен к Выходу схемы сов падения и к третьему входу шестой схемы «И». Выход третьего триггера соединен с третьим входом четвертой схе30 мы «И».

526854

50 дд

Это позволяет уменьшить температурную н временную погрсшности и увеличить помехоустойчивость измсритсля.

На фиг. 1 показана функциональная схема измерителя временных интервалов; на фиг. 2 и 3 — временные диаграммы его работы.

Измеритель временных интервалов содержит генератор 1 образцовой частоты, верньерный генератор 2 ударного возбуждения, схему 3 совпадения, триггеры 4 — 7, счетчики 8, 9, 10 импульсов, схемы «И» 11 — 19, блок 20 управления и инвертор 21.

Блок управления выдает два потенциальных сигнала «О» или «1», в зависимости от которых в измерителе задаются два режима: рабочий режим измерителя и режим самоконтроля.

В режиме измерения с блока управления 20 поступает сигнал «О», ia результате чего на выходе инвертора 21 появляется сигнал «1», который открывает схему «И» 15 для прохождения сигнала с выхода схемы совпадения 3 на вход триггера 5.

В исходном состоянии схема «И» 11 открыта для прохождения сигнала 22 «Старт» (фиг. 2), так как в этом случае на ее вход подается сигнал «1» с выхода триггера 4.

Схема «И» 12, на .вход которой поступает сигнал 23 «Стоп» (фиг. 2) в исходном состоянии закрыта сигналом «О» с выхода триггера 7, в результате чего предотвращается появление команды «Стоп» перед командой

«Старт».

Сигнал «Старт» .проходит через он<рытую схему «И» 11 и переключает триггер 5. Выходной сигнал 24 (фиг. 2) триггера 5,вызывает запуск верньерного генератора ударного возбуждения, на выходе которого появляются ситиалы 25 (фиг. 2) с периодом повторения Т,.

К роме того, сигнал «Старт», снимаемый с выхода схемы «И» 11, переключает триггер 4, после чего схема «И» 1: закрывается.

При этом измеритель становится нечувствительным ко всем импульсам помех, которые могут последовать,за основным сигналом по входу «Старт».

Электрические сигналы верньерного генератора удар ного возбуждения через открытую в исходном состоянии схему «И» 18 поступают на вход счетчика 8 и на первый вход схемы совпадения 3, на второй вход которой поступают импульсы 26 (фиг. 2) генератора 1 образцовой частоты, имеющие период повторения Тв.

При совпадении во времени некоторого импульса верньсрного генератора ударного возбуждения и соответствующего импульса генератора образцо вой частоты срабатывает ,схема совпадения 3 и на ее выходе появляется импульс 27 (фиг. 2), вызывающий переброс триггера 7, Этот же импульс проходит через открытую схему «И» 15 и вызывает переброс триггера 5 в исходное состояние, при котором генератор ударного возбужде5

Зо

40 ния 2 выключается. Выходными сигналами 28, 29 (фиг. 2) триггера 7 закрывается схема

«И» 18 и открываются схемы «И» 17, 19.

К моменту запирания схемы «И» 18 .в счетчике 8 накапливает ся п1 импульсов .верньерного генератора ударного возбуждения. При открывании схемы «И» 19 на вход счетчика 10 поступают импульсы генератора образцовой частоты 1.

Второй входной сигнал 23 «Стоп» (фиг. 2) вновь переключает триггер 5. Выходной сигнал триггера 5, cooтветствуюгцнй второму входному сигналу, вызывает повторный запу к верньерного генератора ударного возбуждения. Выходные импульсы 25 (фиг. 2) верцьерного генератора удар ного возбуждения проходят через схему. «И» 17 на вход счетчика 9 и поступают на первый вход схемы совпадения 3. При совпадении импульсов генераторо в 1 и 2 схема совпадения 3 срабатывает и на ес выходе появляется второй сигнал 27 (фиг. 2), который переключает триггеры 5, 7 в исходное состояние. При этом выключается верньерный генератор ударного возбуждения, закрываются схемы «И» 17, 19, и поступление импульсов на входы всех счетчиков прекращается. К моменту закрывания схем «И» 17, 19 в счетчике 10 накапливается

nz (фиг. 2) импульсов генератора образцовой частоты, а в счетчике 9 — n> импульсов верньерного генератора ударного возбуждения.

Измеряемый временной. интервал между первым и вторым входными сигналами можно предоставить через временнь|е отрезки

4зм = 1+ 2 — 4

Временные отрезки ь 4, 4 могут быть выражены следующим образом через числа импульсов пь П2, пз, накопленных в счетчиках 8, 9, 10 и периоды повторения импульсов верньсрного генератора ударного возбуждения и генератора образцовой частоты Т, и Т,: — ni ТВ) /2 — п2 ТО1 /3 — пз ТВ °

С учетом принципа действия нониусного преобразователя измеренный интервал времени можно представить следующей формулой:

Т,— Т,=hT;

f„», — n, Тв + n . Òo — n3 Т вЂ”

= (n, + и, — n,) Т, -+ (п, — п,) Т.

Из приведенной формулы, видно, что погрешность измерителя зависит or íññràáèëüности частоты верньерного генератора ударного возбуждения.

Для уменьшения погрешности измерения в измерителе задается режим самоконтроля, при котором проверяется общая работоспособность измерителя и определяется действительная величина частоты верньерного генератора ударного возбуждения, что позволяет найти действительную величину ХТд и учесть ее при вычислении измеряемого интервала времени по приведенной формуле.

В режиме самоконтроля блок управления 20

526854

Т Т )в; Т "з)< вз — о о з» »a, ;

Т,=Т,— Т, отсюда

20

25 (2) /4 — То П2)г — Тв ПЗ)г1

Й% — n2A 1, выдаст сигнал «1», который открывает схемы «И» 14, 16 и через инвертор 21 закрывает схему «И» 15. При этом импульсы генератора образцовой частоты начинают поступать через открыпгую схему «И» 16 на входы схем «И»

11, 12. Так как в исходном состоянии схема «И» 11 открыта, то первый импульс 30 (фиг. 3) генератора образцовой частоты, прошедший через схему «И» 16 так же, как при псрвом входном сигнале, проходит через схе»у «И» 11 и перебрасывает триггер 5, запускающий верньерный генератор ударного возбуждения. Срабатывает схема совпадения 3, но выходной импульс 27 (фиг. 3) со схемы совпадения не проходит на вход триггера 5, так как схемы «И» 14 и 15 закрыты. Схема

«И» 15 закрыта сигналом «О», снимаемым с выхода инвертора 21, а схема «И» 14— сигналом «0», снимаемым с выхода триггера 6.

Таким образом, триггер 5 не сбрасывается в исходнос состояние после первого срабатывания схемы совпадения 3, поэтому верньерный генератор ударного возбуждения продолжает выдавать импульсы 25 (фиг. 3) на вход схемы совпадения 3.

При первом срабатывании схемы совпадения 3 импульс с ее |выхода перебрасывает триггср 7 в состояние, при котором открываются схемы «И» 17, 12, 13. При этом импульс 26 (фиг. 3) генератора образцовой частоты 1, следующий по времени за импульсом совпадения, проходит через схемы «И» 12 и 13 и персбрасывает триггер 6. Сигнал 31 (фиг. 3) с выхода триггера 6 открывает схему «И» 14. Так как верньерный генератор ударного возбуждения продолжает выдавать импульсы на вход схемы совпадения 3, то через интсрвал времени 4 вторично срабатывает схема со впадения 3, сигнал 27 (фиг. 3) с ес выхода проходит через открытую в этот момент схему «И» 14 и перебрасывает в исходное состояние триггер 5, после чего верньорный генератор ударного возбуждения выключаетсяя.

Гр а фи ки, приведенные на фиг. 3, свидетельствуют о том, что в счетчиках 10 и 9 накапливаются соответственно n2»„импульсов генератора образцовой частоты и и;,), импульсов верньерного генератора ударного возбуждения, число которых укладывается в интервале 4 между двумя последовательными выходными импульсами 27 (фиг. 3) схемы совпадения 3.

С учетом принципа нониусного преобразователя видно, что интервал времени 4 может быть выражен следующим образом: где Т„Тв — периоды частоты образцового генератора и верньерного генератора ударного возбуждения; п2), пз),— число импульсов, за30

65 регистрированных в счетчиках 10 и 9 в режиме самоконтроля.

Из приведенной формулы (2) видно, что действительная величина периода Т,, всрньерного генератора ударного возбуждения может быть определена как

l„, о:ln,+n,— л )Т+»2 л)() " ) Т и.-, ) :(ll,+II,— It,+ \T„. )зl /

Таким образом, погрешность измерения из-за нестабильности частоты всрньерного генератора ударного возбуждения исключена.

Формула изобрс. ения

Измеритель временных интервалов, содержащий генератор образцовой частоты, выход которого подключен к первому входу схемы совпадения и через первую схему «И» — к первому счетчику, верньсрный генератор ударного возбуждения, выход которого сосдннсн через вторую схему «И» с вторым счетчиком, через третью схему «И» — с третьим счетчиком н через схему совпадения — со счетным входом первого триггера, первый выход которого подключен к второму входу третьей схемы «И», а второй выход — к вторым Входам первой н второй схем «И». второй триггер, первый установочный вход которого через )етвертую н пятую схему «И» соединен с соответствующими входами измерителя, а выход с входом верньсрного генератора ударного возбуждения и с трстьимн входамн второй и третьей с.<см «И», о т л н ч а ю щ н йс я тем, что, с целью уменьшения температурной и временной погрешности н увеличения помехоустойчивости измерителя, он дополнительно содержит блок управления, два триггера, ннвертор и четыре схемы «И», причем блок управления под)ключен к инвертору, через шестую схему «И» — к второму установочному входу второго триггера н через седьмую схему «1Л» — к вторым входам четвертой н пятой схем «И», выходы которых подсоединены к входу трстьсго триггера и через восьмую схему «И» — к входу четвертого трнггсра, один выход которого подключен к третьему входу пятой схемы «И». а другой выxol — к второму входу шестой схемы «И», второй выход первого триггер а соединен с вторым входом восьмой и с четвертым входом пятой схемы «И», выход генератора образцовой частоты подключен к второму входу седьмой схемы «И», выход инвертора подсоединен к второму установочному )входy

526854

Cm второго триггера через девятую схему «И», второй вход, которой подключен к выходу схемы совпадения и к третьему входу шестой схемы «И», выход третьего триггера соединен с третьим входом четвертой схемы «И».

Источники и нформации, принятые во внима ние при экспертизе:

1. Лвт. св. № 303617, G 04F 10/04, 20.03.68.

2. Лвт. ав. № 428353, G 04F 10/04, 17.01.72

5 (прототип) .