Цифровой измеритель длительности одиночных импульсов

Цифровой измеритель длительности одиночных импульсов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскмк

Соцмалмстммескма

Республик

<">667953 (61) Дополнительное к авт, свил-ву(22) ЗаявлЕно 07.12;76 (21) 2427476/18-10 с присоединением заявки № (51) М. Кл. . G 04 Р 10/04

ГаеударстеенаьФ юагет

СССР ее делам азобретеняй а открытий (23) ПриоритетОпубликовано15.06.79,Бюллетень № 22 (53) УДК 681.11 (088.8) Дата опубликования описания 18.06.79 (72) Авторы изобретения

С. H Неустроев, А. Т. Лзюба и С. П. Исык (71) Заявитель (5 4) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕ РИТЕ Л Ь ДЛИТЕЛЬНОСТИ

ОДИНОЧНЫХ ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к области ра-:: диоизмерительной техники и может быть использовано в прецизионных преобразователях временных параметров импульс-. ных сигналов в цифровой десятичнйй код и высокоточных приборах, применяемых в экспериментальной физике, радиолокации и йромышленной электрике.

Известно устройство преобразователя временного интервала в код, содержащее генератор счетных импульсов и два кана ла подсчета импульсов, причем в одйн из каналов подаются импульсы, задер- жанные на -половину периода следова- ния Ш

В частности, известен цифровой измеритель длительности одиночнйх импульсов, содержащий генератор двух сдвинутых ai половину периода последовательностей счетнйх импульсов, первый канал в составе последовательно включенных:в каскаде совпадений,-один из входов которого подключен.к выходу несдвинутйх счетных импульсов генератора,, 2 счетчика импульсов, деформатора, цифрового индикатора, второй канал в составе триггера со счетным входом и цифрового индикатора (2j. Такое устройство имеет сравнительно низкую точность

5 измерения и сложно конструктивно.

Целью изобретения является упроще- ние устройСтва и повышение точности.

Для этого в предлагаемое устройство введены между входным зажимом из-" мерителя и входом генератора последовательно включенйые нормйрующий фор мирователь и электронный ключ, два ин»

aepropa, первый из которых включен с выхода нормирующего формйрователя на второй вход каскада совпадений, блок для сравнения кодов, причем выход сдвинутых счетных импульсов генератора соединен нейосредственно Со счетным входом три гера второго канала, прямой и инверсный

:выходы этого. триггера и триггера млад шего разряда счетчика первого канала непосредственно подключены к соответ-" ствующим прямым и инверсным входам

667953

55

3 блока для сравнения кодов, выход кото- рого йепосредственно и через инвертор подключен к входу цифрового индикатора второго канала.

Структурная схема предлагаемого измерителя длительности одиночных им;пульсов приведена на фиг. 1; на фиг. 2 временные диаграммы его работы; ка . фиг. 3 - вариант схемы ударного генератора двух сдвинутых на половику пе-риода серий счетных импульсов.

Вход нормирующего формирователя

1 является входом измерителя. К выхо.ду формирователя 1 последовательно подключены электронный ключ 2 и генератор 3 сдвинутых последовательностей счетных импульсов. Ключ 2 и генератор 3 совместно образуют ударный генератор двух сдвинутых на половину йериода счетных импульсов, вариант которого изображен на фиг. 3. Выход 4 кезадержанйой серии счетных импульсов генератооа 3 подключен к одному иэ входов каскада 5 совпадений, другой вход которого через инвертор 6 к выходу нормирующего формирователя 1.

Генератор 3 имеет второй выход 7. Вы ход каскада совпадений 5 подключен к входу 8 счетчика первого канала, триггеры которого последовательно объединены в двольно-десятичные счетчики 9, к выходам каждого из которых через дешифраторы 10 подключены цифровые светодиодные индикаторы 11 целой час ти. Выход 7 задержанной серии счетных импульсов гейератора 3 соединен непосредственно со счетным входом 12 триггера 13 второго какала. Прямой и . ,инверсный выходы. 14 и 15 триггера

13 и прямой и инверсный выходы 16 и 17 младшегО разряда (2 ) счетчйка нервого канала подключены кепоспедст врнйо к соответствующим прямым и ин- версньтм входам схемы сравнения кодов 1 8, выход 1 9 которой непосредст. венно и через иквертор 20 подключен к соответствующим электродам светодиодов цифрового индикатора 1 1 .дробной части, которые используются для отображения разных элементов индицируемых цифр, а электроды светодиодов этого индикатора 11, используемые для отображения общих элементов индицируемых цифр„подключены к обшей клемме 21.

Измеряемый импульс с длительностью

1цх подается ка вход формирователя 1, который, с целью обеснечекия нормаль5

4 ного функционирования последующих узлов измерителя, нормирует его по амплитуде, Крутизне фронтов и полярности.

Нормированный импульс отрицательной полярности с формирователя 1 подается на иквертоР 6, выполняющий функции устройства временной задержки, й, ка ударный генератор, выполненный на электронном ключе 2 и генераторе 3, который в течение времени ц„. вырабатывает два сдвинутых на половину периода Т, серии счетных импульсов (см. - дианграммы б, в, г, ка фиг. 2).

Основу генератора 3 составляют две нары транзисторов различного типа проводимости с попарно объединенными базамй и эмиттерами Т2, Т4, и Т3, Т5.

Между эмиттерами обеих пар трачэисторов включен времязадающий конденсатор

Сl. В коллекторкые цепи транзисторов включены йелинейкые нагрузки в виде последовательно соединенных диодов и резисторов. Между базами и коллекторами разных пар транзисторов включены конденсаторы обратной связи С2 и СЗ.;

На транзисторе Tl выполнен пусковой электронный ключ 2.

В исходном состоянии транзистор Tl открыт. Малое выходное сопротивление ключа щунтирует цепь положителькой обратной связи и йсключает генерацию выходных импульсов. Транзисторы Т2 и Т5 закрыты, так как не могут быть одновременно выполнены условия отпирайия для транзисторов различного типа проводи-. мости с объединенными базами и эмиттерами. Конденсатор С1 заряжен.

При поступлении на ключ 2 отрицательного импульса транзистор .Tl запирается. B результате практиески исключается, шунтиру ощее действие выходного сопротивления ключа. Найряжекие ка базах транзисторов Т2, Т4 снижается до напряжения на диоде Тl. За счет дейст«. вия напряжения йа конденсаторе Сl транзисторы ТЗ и Т4 открываются, через конденсатор С3 замыкается цепь положительной обратной связи, способствующая быстрому перезаряду конденсатора

Сl. При этом ка разгрузке транзистора

Т4 (выход lj формируется короткий положцтелькый счетный импульс, фронт которого синхрокизирован с фронтом входного. После йерезаряда конденсатора Cl создаются условия для отпирания транзисторов Т2, Т5.. При отпирании этих транзисторов конденсатор Cl быстро заряжается. Этому способствует замыка66 7053

6 число, характеризующее целое чйсло периодов счетных импульсов Тэ, уклады-, вающихся в длительности измеряемого импульса L„„.

Импульсы задержанной серии с выхода 7 генератора 3 подаются на счетный вход 12 триггера 13 второго канала.

Как следует из анализа временных диаг-, рамм, число импульсов в задержанной

10 серии И может быть равно или превышать на единицу число импульсов неза держанной серии М, поступивших на

l первый канал, При Й = Й последним проходит на счетчик ймпульс незадержант5 ной серии. Следовательно, результат счетчика целой части не может быть

1 уточнен. При Й=N 1 последним проходит на счетчик имупльс задержанной последовательности и, следовательно, резуль20 тат счетчика целой части необходимо увеличить на 0,5 Тэ, т. е. на индикаторе дробной частя отобразйть цифру "5".

Таким образом, когана состояния триг25 гера 13 и состояния триггера младшего ра з ряда первого ка нала одинаковы, на инцикаторе дробной части необходимо отображать О", а когда различные - 5 .

30 где М - число счетных импульсов незадержанной серии, вырабатываемых генерат ором 3 на выходе 4 за время .ц

С - коэффициент, равный 0 при

N =(N f) и равный 1 при N = Я

ВИ (г число импульсов в задержанной .се рии ) .

Если на вход счетчика первого канала пропускать все счетные импульсы не

40 задержанной серии, то будет вноситься погрешность н измерении + Тэ. Следова тельно, необходимо один импульс какимлибо способом не учитывать .

Для этого в устройстве применяются

45 каскад совпадений 5 и инвертор 6, выполняющий функции устройства временной задержки. Нормированный импульс с выхода формирователя 1 постуйает на инвер тор 6, где он инвертируется и задержи вается,uc < < <, 1 (guc — .длительность

50 счетных импульсов). Задержанный положительный импульс Цдх, поступая на вход каскада: 5 совпадения, обеспечивает прохождение счетных импульсов неэадер-

55 жанной серии с выхода 4 генератора 3, за исключением первого, на счетчйк первого канала. Результаты подсчета отображаются на цифровых индикаторах 1 1 в

Формула изобретения ние цепи положигельной обратной связи через конденсатор С2. При заряде конденсатора С2 током транзисторов Т2, Т5 на выходе 2 генератора вырабаты- вается положительный импульс сдвинутой серии. Далее процессы в генераторе 3

4 повторяются до момента окончания воздействия вхоцного импульса; При этом транзистор Tl открывается, напряжение на базах транзисторов Т2, Т4 возраста- ет и нарушаются условия перезаряда конденсатора С1; Генератор затормаживаетси

Таким образом, в течение времени. воздейст вия измеряемого импульса на выходах генератора 3 вырабатываются две серии импульсов положительной полярности. Причем первый импульс и серии сйимаемой с первого выхода, совпадает по времени с фронтом импульса, длительность которого преобразуется в цифровой код, а импульсы, снимаемые со второго выхода, сдвинуты на поаовину следования относительно импульсов пер-вой серии.

Из анализа временных циаграмм следует, что длительность измеряемого .им,йульса

Эти функции выполняются схемой сравнения кодов 18, входы которой подключены к соответствующим выходам указанных триггеров. При совпадении сос т ояния триггеров на выходе 19 схемы

18 имеет место высокий (едийичный) уровень напряжении, который, действуя йепосредственно и через инвертор 20 на соответствующие светодиоды цифрового пйдикатора 1 1 дробной части, обеспечивает высвечивание 0". При несовпадении состояйия триггеров на выходе 1:9 схемы 18 возникает низкий уровень напряжения (нулевой), обеспечивающий индикацию цифры 5" индикатором 11 дробной части;

Цифровой измеритель длительности одиночных импульсов, содержащий генератор двух сдвинутых на половийу периода последовательностей счетных импульсоа, .ïåðaûé канал в составе последовательно включенных каскада совпадений, один из входов которого подключен к вы ходу несдвинутых счетных импульсов генератора, счетчика импульсов, дешифратора; цифрового индикатора, второй каШ Й .

Фиг. 3

Составитель B. Митряев

Редактор С. Хейфиц Техред С, Ми„ай корректор. О, Ковинская

Заказ 3466/43 Тираж 501

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектйая, 4 нал в составе триггера со счетным вхо- дом и цифрового индикатора, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью упрощения устройства и повышения точности, в него введены между входным зажимом измерителя и;входом генерато- . ра последовательно включенные нормирующий формирователь и электронный ключ, два инвертора, первый из которых включен с выхода.нормирующего формирователя на второй вход каскада совпадений, блок для сравнения кодов„причем. выход сдвинутых счетных импульсов генератора соединен непосредственно со счетным входом триггера второго канала, прямой и инверсный выходы этого триггера и триггера младшего разряда счетчика пер вого канала непосредственно подключены к соответствующим прямым и инверсным входам блока для сравнения кодов, выход которого непосредственно и через инвертор подключен к. входу цифрового индикатора второго канала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Гитис Э. И. Преобразователи информации для электронных цифровых вычислительных устройств. М., "Энергия", 1 975, с. 242-25 1, 2. Авторское свидетельство № 172354, кл. См 04 F 10/04, 1964.