Устройство для измерения временных интервалов

Устройство для измерения временных интервалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

3 Советски»

Соцмалттстмчвсмк»

Республик

Q fl И С А Н И Е (ii)669331

ИЗОВРЕТЕН ИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДВТВЛЬСТВУ (61) ДОполнительное к авт. свил-ву

2 (22) Заявлено 06.12.76(21) 2426952/18-10 (5т) м. Кл. с присоединением заявки №

5 04F 10/04

Тееудеретеек»Ф кететет

СССР ее авеем яеебретекке и открытий (23) ПриоритетОпубликовано 25.06,793юллетеиь _#_e23 (53) УДК 621.317..761(088,8) Дата опубликования опигаиия 28.06.79 (72) Автор изобретения

С. И. Дунькович

Pl) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕННЫХ

ИНТЕРВАЛОВ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в различных областях науки и техники для измерения временных интервалов в серии импульсов.

Известны измерители временных интервалов, содержащие генератор калиброванной частоты, коммутатор, пересчетную схему, схему опроса и запоминающее устройство flJ.

Известные схемы измеряют однократ 10 ные временные интервалы или же временные интервалы в серии импульсов. При измерении временных интервалов в серии импульсов пересчетные схемы после окончания каждого временного интервала останавливаются на время опроса и вывода информации в запоминающее устройство. При этом появляется дополнительная погрешность в измерении, обусловленная нестабильностью времени оп

20 .роса.

Известно устройство для измерения временных интервалов, содержащее ключ, два триггера, схему И и последовательно соединенные генератор калиброванной частоты, модуль задержки, счетчик, схему опроса и блок запоминания (2).

Сложность, ограниченное быстроцейст вие, отсутствие опроса исходного состояния счетчика, невозможность использовать устройство для измерения временных интервалов с переменным периодом квантования характерны для этого устройства.

Белью изобретения является упрощение устройства и расширение его функциональных возможностей.

Для этого выход ключа, один вход которого соединен с выходом генератора калиброванной частоты, а другой вход соединен с входом устройства, подключен к входу первого триггера, единичный выход которого соединен с третьим входом ключа, с единичным входом второго триггера, с входом схемы опроса и с входом схемы И, другой вход которой подключен к выходу модуля задержки, а выход схе66

3 мы И соединен с нулевым входом первоГО триГГера, единичный ВыхОд ВтОроГО триггера подключеч к нулевым входам счетчика.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства для измерения временных интервалов; на фиг. 2 даны временные диаграммы, поясняющие работу устВойстВВ.

Устройство для измерения временных интервалов состоит иэ последовательно соединенных генератора калиброванной частоты 1, модули задержки 2, счетчи<а 3, схемы опроса 4, блока запоминания 5, ключа 6, один вход которого соединен с выходом генератора 1, а выход подключен к входу первого триггера 7, Выход триггера подключен к единичному

Входу второго триггера 8, к входам клю ча, схемы опроса и схемы И 9, выход которой соединен с нулевым входом тригГера 7, Выход триггера 8 подключен к нулевым входам счетчика. Цепи начальной установки на чертеже не указаны.

Устройство работает следующим обре зом.

В исходном состоянии ключ 6 закрыт, триггеры 7 и 8 находятся в нулевом состоянии, счетчик 3 потенциалом с выхода триггера 8 также удерживается в нулеВом состоянии.

Иа выходе генератора действуют имГульсы U< с периодом квантования То.

Ча входе счетчика импульсы генератора

U> сдвинуты на величину переходных процессов в ключе. (Следует отметить, что модуль задержки необходим только лишь на высоких частотах, когда переходные процессы соизмеримы с периодом квантования. При увеличении периода квантования модуль задержки из схемы можно исключить). При поступлении входНОГО импульса н& ВхОЦ 1 0 ключа ключ открывается и на выходе его появ ляется импульс генератора калиброванной частоты У, задним фронтом которого переключается первый триггер 7. Импульс с выхода первого триггера U поступает на вход схемы опроса и опрашивает его нулевое состояние, одновременно этот же импульс переключает триггер 8, выключает ключ и поступает на схему И. В результате выключения ключа на его выходе формируется только один импульс, что исключает повторное срабатывание триггере 7, при переключении триггера 8 снимается запрет со счетчика и следующий импульс генератора своим задним

9ЭЗ1

4 фронтом переключит первый триггер счетчика U< . При совпадении импульса с

1 выхода триггера 7 и импульса генератора, действующего на втором входе схемы И, на выходе схемы И появляется импульс Ug переключающий триггер 7 в исходное состояние. При этом схема готова к приему следующего входного импульса. Как видно из временных диа о грамм импульс опроса имеет гарантированную длительность, равную расстоянию между задним и передним фронтами импульсов квантования, эа вычетом дли» тельности переходных процессов в ключе

1 6 и триггере 7. Модуль задержки вводитсы для того, чтобы на высоких частотах, . когда длительность переходных процессов . соизмерима с периодом квантования, дли« тельность импульса опроса не урезалась.

20 Временные диаграммы на фиг. 2 позволяют определить зависимость составляющих погрешности а t и и $ от момента прихода входных импульсов. Если импульс, соответствующий началу временного интервала, приходит в интервале времени от нуля до ч. -, где нуль

Ц Мни соответствует началу переднего фронта импульса, С,ц - длительность импульса генератора калиброванной частоты, 30

1 „„- минимальная длительность импульса, от которой срабатывает триггер 7, то первый период будет фиксироваться в момент действия заднего фронта следую.щего импульса, а отрезок времени от нуля до C - 1 „„не будет учитываться.

Этот отрезок будет уменьшаться при перемещении входного импульса вправо до величины 1„,„„; таким образом, на интервале or 0 до. 7 -t образуется отриц Иии цательная погрешность от Е halo и

При попадании входного. импульса

МОН в интервал от - t „до Т, триг<4 мцм гер 7 будет переключаться задним фронтом второго импульса, а период будет

4 фиксироваться в момент действия заднего фронта третьего импульса, при этом появится отрицательная погрешность, меняющаяся от-(Т©+ t ) до -ч, „при перемещении входного ймйульса вправо. Аналогично строится распределение погрешности в конце измеряемого интервала.

При попадании входного импульса в интервал от 0 донец - 1„,ци, например

5 .по отноше4ию к четвертому импульсу, опрос будет производиться пятым импульсом, а в счетчике зафиксируется период

° в момент действия заднего фронта четвертого импульса. К истинному значению ин669331

5 тервала будет добавляться отрезок к tg, меняющийся от с до t . При попамнк дании входного импульса в интервал от и " мнн до Т0 опрос будет произво-диться шестым импульсом, а период в счетчике будет фиксироваться в момент действия заднего фронта пятого импульса, при этом к истинному значению интервала будет добавляться величинамиt>, меняющаяся от Т + 1 „до ч.„при пе- 1О ремещеиии входного импульса в интер-. вале (С вЂ” 1,„, Т, ) вправо.

Из распределения составляющих погрешностей за счет несинхронности импульсов квантования и входных импульсов в начале(Ь1 )и в конце (Ь1 ) временных интервалов следует, что суммарная .погрешность имеет треугольное распределение Симпсона и не превышает величины Т. 20

Из временных диаграмм видно, что схема обладает широким частотным диапазоном. Ограничений снизу нет, а сверху частота ограничена величиной

Ф макс 7 омцн где Т - предельное быстродействие мнм счетчика и равно 2 Т опроса

Задержки в ключе 6 и триггере 7 можно не учитывать при определении мак30 симальной частоты, так как их можно, компенсировать в модуле задержки.

Формула изобретения

Устройство для измерения временных интервалов, содержащее ключ, два триггера, схему И и последовательно соединенные генератор калиброванной час1оты, модуль задержки, счетчик, схему опроса и блок запоминания, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью упрощения устройства и расширения его функциональных возможностей, выход ключа., один вход которого соединен с выходом генератора калиброванной частоты, а npyroA вход соединен с входом устройства, подключен к входу первого триггера, единичный выход которого соединен с третьим входом ключа, с единичным входом второго триггера, с входом схемы опроса и с входом схемы И, другой вход которой подключен . к выходу модуля задержки, а выход схемы И соединен с нулевым входом первого триггера, единичный выход второго триггера подключен к нулевым входам счетчика.

Источники информации, принятые Во внимание .при экспертизе

1. Гитис Э. И., Преобразователи информации для электронных цифровых выIt tl числительных устройств, М., Энергия, 1975, с. 207-232.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 447722332266, кл. Я 04 Р 10/00, 1973.

668331

Составитель В. Митряев Гекред H. Асталош, Корректор Н, Стец

Редактор Е..Гончар

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул, Проектная, 4

Заказ 3659/39 Гираж 501 Подписное

UHHHfIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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