Устройство для измерения временных интервалов

Устройство для измерения временных интервалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ц 605197

1 е

F и ,i

Союз Советских

Социалистйческих

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23.12.74 (21) 2087894/21 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.04.78. Бюллетень № 16 (45) Дата опубликования описания 28.04.78 (51) М. Кл 2 G 04F 10/00

Государственный канитет

Совета Министров СССР по делан изобретений и открытий (53) УДК 621.317.761 (088,8) (72) Авторы изобретения

С. В. Денбновецкий и А. Н. Шкуро (71) Заявитель

Киевский ордена Ленина политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕННЫХ

ИНТЕРВАЛОВ

1.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в информационно-измерительных системах при контроле и измерении параметров электрических многополюсников, в том числе интегральных логических схем.

Известно устройство для измерения временных интервалов с цифровым преобразователем. Неучтенные отрезки времени, ограниченные стартовым (стоповым) импульсом и последующим (предыдущим) мерным импульсом, измеряются при помощи интерполятора fl). Однако схема, обеспечивающая устранение неоднозначности счета мерного импульса и стыковку цифрового преобразователя с интерполятором, неприменима, если в интерполяторе используется стробоскопический преобразователь.

Известно также устройство для измерения временных интервалов, содержащее генератор мерных импульсов, соединенный со счетчиком грубого счета через блок формирования временных ворот грубого счета и схему вычитания двух единиц грубого счета, формирователи стартовых (стоповых) импульсов, блоки точного измерения отрезков времени и блок сложения этих отрезков (2). Однако это устройство также непригодно для измерения временных интервалов при использовании в интерполяторах стробоскопического преобразователя для измерения отрезков времени, неучтенных методом последовательного счета, так как оно не обеспечивает однозначного их выделения при и циклах воспроизведения в процессе стробирования, Кроме того, в каналах формирования начального и конечного интервальных импульсов возникает дополнительная погрешность, обусловленная граничным порогом срабатывания формирователей пря10 моугольных импульсов.

Цель изобретения — расширение динамич",.ского диапазона измерения временных интервалов и повышение точности измерения. Это достигается тем, что устройство снабжено дву15 мя блоками устранения неоднозначности, схемой синхронизации и формирователем зон, причем формирователи стартового (стопового) импульса входами и выходами соединены с генератором мерных импульсов и через последо20 вательно соединенные объект исследования и схему синхронизации, а также через блоки устранения неоднозначности импульса и формирователь зон — с блоками точного измерения отрезков времени как непосредственно, 25 так и через блоки устранения неоднозначности грубого счета для стартового (стопового) импульса и блок формирования временных ворот грубого счета.

Блок устранения неоднозначности грубого

30 счета для стартового (стопового) импульса вы605197

3 полнен в виде элемента задержки, трех ключей и двух триггеров, входами подключенных к выходам первого и второго ключей, одни из входов которых подключены к одному из выходов первого триггера, а вторые входы — к выходу элемента задержки и его входу, связанному с выходом формирователя стартового (стопового) импульса, одним из входов блока точного измерения времени и входом третьего ключа. Второй вход третьего ключа связан со вторым выходом первого триггера, выход второго триггера соединен с третьим входом второго ключа, четвертый вход которого соединен с выходом формирователя зон, причем выходы всех трех ключей объединены и подключены к входам блока формирования временных ворот грубого счета.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.

Генератор 1 мерных импульсов соединен со счетчиком 2 грубого счета через блок 3 формирования временных ворот грубого счета и схему 4 вычитания двух единиц грубого счета.

Формирователи 5 и 6 формируют соответственно стартовые и стоповые импульсы. Блок

7 точного измерения отрезков времени состоит из схемы 8 выделения последующего мерного импульса после стартового и стробоскопического преобразователя 9 масштаба отрезка времени между стартовым импульсом и последующим мерным импульсом. Блок 10 точного измерения отрезков времени состоит из схемы 11 выделения последующего мерного импульса после стопового и стробоскопического преобразователя 12 масштаба отрезка времени между стоповым импульсом и последующим мерным импульсом. Блок 13 сложения этих отрезков времени t> и 4 состоит из триггера 14, управляющего ключом 15, счетчика

16 точного измерения отрезка времени t> с емкостью тг и счетчика 17 точного измерения отрезка времени t> с емкостью 2т . Блок 18 устранения неоднозначности грубого счета для стартового импульса состоит из элемента задержки 19, трех ключей 20, 21 и 22 и двух триггеров 23 и 24. Входы триггеров подключены к выходам ключей 20 и 21. Один вход каждого из ключей 20 и 21 подключен к одному из выходов триггера 23, второй вход ключа 20 соединен с выходом элемента задержки 19, вход которого связан с выходом формирователя 5, одним из входов блока 7, входом ключа 22 н вторым входом ключа 21. Второй вход ключа 22 соединен со вторым выходом триггера 23. Выход триггера 24 связан с третьим входом ключа 21, четвертый вход которого соединен с выходом формирователя 25 зон. Выходы всех трех ключей объединены и подключены к входам блока 3, Блок 26 устранения неоднозначности грубого счета для стопового импульса выполнен аналогично блоку 18 и содержит элемент задержки 27, три ключа 28, 29 и 30 и два триггера 31 и 32. Формирователи

5 и 6 входами и выходами связаны с генератором 1 мерных импульсов через последова10

55 бО

4 тельно соединенные объект исследования 33 и схему синхронизации 34, а также с блоками

7 и 10 как непосредственно, так и через блоки 18 и 26. Блок 3 формирования временных ворот грубого счета состоит из ключей 35, 36

37 и 38, управляющие входы которых соедииены с триггерами 39, 40 и 41.

В исходном состоянии счетчики 2, 16 и 17 установлены в нуль. Триггеры 14, 23, 31, 39 и

40 держат ключи соответственно 15, 22, 30, 35 и 37 в закрытом состоянии, а триггеры 23, 24, 31, 32, 40 и 41 — соответственно ключи 20, 21, 28, 29, 36 и 38 в открытом состоянии. На ключи 21 и 29 с формирователя 25 зон поступают импульсы запрета зоны неоднозначности синхронно с последовательностью мерных импульсов. Длительность импульсов зоны запрета выбирается из условия 0,5т )т. g,)2(Tô+

+тм), где т, з, — длительность импульса зоны запрета, т — период следования мерных импульсов, т,, — длительность мерного импульса ряда т, тф — длительность фронта триггера управления временных ворот грубого счета.

Импульсы с периодом следования Ато (Л) 1) со схемы синхронизации 34 запускают объект исследования 33, а также поступают на блок 3 формирования временных ворот грубого счета и блоки 7 и 10 точного измерения отрезков времени, устанавливая их в исходное состояние. Исследуемый сигнал с объекта исследования 33 поступает на формирователи 5 и 6, обеспечивающие формирование стартового и стопового интервальных импульсов и ограничивающие временной интервал на фиксированных уровнях входного сигнала. Эти импульсы поступают в блоки 7 и 10 точного измерения отрезков времени и через блоки 18 и

26 устранения неоднозначности для стартового и стопового импульсов — в блок 3 формирования временных ворот грубого счета.

Если стартовый или стоповый импульс не входит в зону запрета, то он проходит через открытый ключ, соответственно 21 или 29, и перебрасывает соответствующий триггер 39 или 40 и 41 в состояние, разрешающее или запрещающее прохождение мерных импульсов через ключи 35, 36, 38 или 36, 38 и схему вычитания 4 на счетчик 2 и разрешающее прохождение мерных импульсов через ключ 35 или 37 на блоки 7 или 10, а триггеры 23 и 31 перебрасывает в состояние, закрывающее ключи 20, 21 или 28, 29 и отпирающее ключ 22 или

30. При этом в последующих циклах воспроизведения в процессе стробированпя стартовый или стоповый импульс будет проходить на триггеры 39 или 40, 41 через открытые ключи

22 или 30.

Если стартовый или стоповый импульс попадает в зону запрета, то он не проходит через ключ 21 или 29, но задержанный линией

18 или 27 на 4.„ э=0,5ср поступает через открытый ключ 20 или 28 и перебрасывает триггер 39 или 40, 41 в состояние, разрешающее или запрещающее прохождение мерных импульсов через ключи 35, 36, 38 или 36, 38 и

605197

5 схему вычитания 4 на счетчик 2 и разрешающее прохождение мерных импульсов через ключи 35 или 37 на блоки 7 и 10, а триггеры

24 или 32 перебрасывает в состояние, закрывающее ключи 21 и 29. При этом в последующих циклах воспроизведения в процессе стробирования стартовый или стоповый импульс будет проходить на триггеры 39 или 40, 41 через линию задержки 18 или 27 и открытый ключ 28 или 29.

В блоках 7 и 10 временной интервал, ограниченный стартовым или стоповым импульсом и первым прошедшим через ключ 35 или 37 мерным импульсом, выделенным при помощи схемы 8 или 11, поступает на преобразователь

9 или 12, где за и циклов воспроизведения в процессе стробирования для стробоскопического метода происходит линейная растяжка отрезков времени в к раз. При этом «трансформированный» отрезок времени квантуется и фиксирует"я счетчиком 16 или 17. В случае переполнения счетчика 16 возникает импульс переноса, который через схему вычитания 4 заносится в счетчик 2.

После измерения отрезков времени происходит их сложение, начинающееся с приходом импульса сброса, устанавливающего триггеры

24, 39, 40, 41, 23, 31 и 32 в исходное состояние, а триггер 14 в состояние, разрешающее прохождение мерных импульсов через ключ 15 на счетчики 16 и 17. При переполнении счетчика

17 возникает импульс переноса, который перебрасывает триггер 14 в состояние, запрещающее прохождение мерных импульсов на счетчики 16 и 17. Таким образом, в счетчике

16 происходит суммирование импульсов, составляющих отрезки времени, неучтенные методом последовательного счета, а так как эта сумма импульсов больше периода следования мерных импульсов, то в счетчике 16 возникает импульс переноса, который через схему вычитания 4 поступает на счетчик 2.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения временных интервалов, содержащее генератор мерных импульсов, соединенный со счетчиком грубого счета через блок формирования временных ворот грубого счета и схему вычитания двух единиц грубого счета, формирователи стартового (с опового) импульсов, блоки точного измерения отрезков времени и блок сложения этих отрезков, отличающееся тем, что, с целью расширения динамического диапазона измерения временных интервалов и повышения точности измерения, оно снабжено двумя блокамп устранения неоднозначности, схемой синхронизации и формирователем зон, причем формирователи стартового (стопового) импульса своими входами и выходами соединены с генератором мерных импульсов через последовательно соединенные объект исследования и схему синхронизации, а также через блски устрансния неоднозначности импульса и формирователь зон — с блоками точного измерения отрезков времени как непосредственно, так и через блоки устранения неоднознач20 ности грубого счета для стартового (стопового) импульса и блок формирования временных ворот грубого счета.

2. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что блок устранения неоднозначности

25 грубого счета для стартового (стопового) импульса выполнен в виде элемента задержки, трех ключей и двух триггеров, своими входами подключенных к выходам первого и второго ключей, одни из входов которых под30 K;IIG :ñíû к одному 11з выходов первого триггера, вторые входы — к выходу элемента задержки и его входу, одновременно связанному с выходом формирователя стартового (стопового) импульса, одним из входов блока точ35 ного измерения времени и входом третьего ключа, второй вход третьего ключа — со вторым выходом первого триггера, выход второго триггера соединен с третьим входом второго ключа, четвертый вход которого соединен

40 с выходом формирователя зон, причем выходы всех трех ключей объединены и подключены к входам блока формирования временных ворот грубого счета.

Источники информации, 45 принятые во внимание при экспертизе

1. ковтун и Шкуро. Измеритель временных интервалов. ПТЭ. М 1, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР М 323761, кл. G 04F 10/00, 1972.

605197

Составитель С. Лукинская

Текред А. Камышникова

Корректор A. Степанова

Редактор Н. Громов

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 676)16 Изд. № 421 Тираж 544

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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