Интерполяционный измеритель временных интервалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Сеида Советских

Социалистических

Республик

ОГ3 ЙСАЙИЕ„,у11 И

K АВТОИ:Г СЫОЫУ СВОДЕ 7ЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к aè. Сви;:-ау !

i l ã 1 r J ë t < i J v r r L r 0

{22) За влево Г:.=,.07.77 (2, 1,50 108!18 Q

) с nрн оед!1нениtч аивкн ."л (23) Приоритет

О О Р 10/02

1дрхуарстерхаы voMчтрт ив левам вгебретенкй и 9) хрнтнй

Опубликовано !) 01.30, Бю,-.:,=. -.тень - :. 3 (З) УДК 531,7б (088.8) .Дата опуб.,;н. .ова:и:я on;, ñë.:;: .. .0 .,3 (72) Авторы нзобретенич . 6.,4гинлевич и А. Ф.:: ....-:Вск;.::.Белорусский орде.. .г Тр, „".-,-o;„" i"o :::.-г- з Знг.. ег. государственный у>гп:. :.:..:;. тст им. ":;.:., Ченч.-. а (71) Заявитель и ЗГ ЗЗЛВ6

Изобретение относится к устройстзгм д . измерения временных интервалов n,х .тгт,ческих распределеый н может бы:ь к:.пользовано в зкспериментггльной физике. лгз"рнсй технике, радиолокации, автоматике.

Известно устройстзо содержал.,ее спор,:ц. кварцевый генератор, схемы се:-:ект нп нптерполнруемых интервалов, схему грубого изм. рения времени, канглы точь. .:змереиия, состоящие из преобргзовь;елей времен.ь х интервалов в амплитуду импульсов и измерителей последней, коднрующне счетчики грубс"о и точного измерения, схемы стыковки кодов (1), Иедостатком устройства является то, что оно xàpa:

Известен измеритель временных интервалов, содержащий селекторы входных старт- и

В стоп- сигналов, времязадагащий генератор, селектор грубого кода, блок кодирующих счетчиков и суммирования результатов грубого и точного измерений, ключи считывания, схеы-..-.—..:ннч. двг капала интерполяции, каждый . э кпт.р .. . Состоит из двухступенчатой

";.ем.::-.лскц;:н..се эбргзовгтелей время-амллит;,na .:.мплит", да-код (2).

Иэвг;-и;.; ст":йство характеризуется огра :г:.еннон : ::." .ющ и способностью, низкой тгбпль .Ос ью лг метров временной шкалы и п,-,.р,: ос 1", ",",г.. гкп

Н=..достг;.;;,мн у-.трайства являются ограничипсе - :-=.-.. двоичных разрядов точной снстемь амере ил примерно на уровне 7 + 8 н неьозмох:ность получить разрешающее время пзь1е"нтел;:. лучше 100-200 пс даже при испольЗОВа ДП О.-": -:;ЭНЫХ ГЕНЕоатОРОВ С ВЫСОКОЙ Часто"":.îé (.0-1:.0 мГц).

Цель н.-";братания - увеличение точности измерени .

Посты.:ннгя цель остигается введением в измеритель системы автоматической коррекиии дрейфов парса ов п Kîýôôèöèåíòîâ преобразования. Сост".. ящей нз грлфметнческого устройства, дтнф:.;оного запоминающего устройства, блока цифроаналоговых преобразователей, двух аналоговых сумма- оров v. автономных для старт- и стоп- каналов интерполяции формирователей эталонных временных интервалов„в каждый из которых входит схема селекции импульсов начала эталонного интервала, две схемы ИЛИ и линия задержки, при этом первый выход схемы селекции импульсов начала эталонных интервалов в каждом канале интерполяции подключен к старт-входу преобразователя время-амплитуда через первую схему ИЛИ и линию задержки, второй выход указанной схемы селекции соединен с первым входом второй схемы ИЛИ, соединенной, в свою очередь, с двухступенчатой схемой селекции интерполируемых интервалов, выход схемы селекции входных сигналов соединен с вторыми входами обеих схем ИЛИ, преобразователи время-амплитуда соединены с преобразователями амплитуда-код через аналоговые сумматоры, арифметическое устройство соединено со схемой управления, блоком: кодируюших счетчиков и цифровым зацоминаюшим устройством, соединенным также с блоком цифроаналоговых преобразователей, который, в свою очередь соединен с аналоговь:ми с мматорами и преобразователями амплитуда-код, входы схемы селекции импульсов качала эталонного интервала соединены с времяэадаюшим генератором и схемой уцравленил; схема селекции импульсов начала эталонных интерв,"=.лов состоит из двух последовательно включенных селекторов имцульсов, подключенных к Выходу времязадаюшего генератора, двух вентилей, схемы ИЛИ и инвертора, причем вход лервсго инвертора соединен сс, схемой управления, его выход через первый вентиль под,ключен к одному иэ входов схемы ИЛИ, а ее второй вход соединен с Выходом второго селектора, являющегося также первым выходом рассматриваемой схемы селе"<ии импульса начала эталонного интервала, вторым BbIходом KQIopoH служит ВыхОД схемы ИЛИ, второй вход первого вентиля подключен к схеме управления непосредственно, а второй вход второго вентиля - через инвертор.

На фит. l прюледена схема предлагаемого измерителя; на фиг. 2 - схема селекции, Измеритель содержит .источники старт(стоп-) сигщлов 1,:, схемы селекции вход днх старт- н стоп-сигналов 3 и 4, схему управления 5, автономные для старт- и стоп-каналов интерполяции схемы селекции импульсов начала зталонньи интервалов 6, 7 и двухступанчатьи схемы селекл;ии интерполируемьвх интер" валов 8, 9, времязадаюпцтй генератор 10, схемы

МЛИ 11-14, линии задержки 15 и 16, преобразователи время-амплуа;уда 17 и 18, селектор грубого кода 19, аналоговые сумматоры 20 и 21„.преобразователи амплитуда - код. 22 и

23, блок коднрующих счю чц<ов и суммировяния

711534 4 результатов грубого и точных измерений:.4, ключи считывания 25, арифметическое устройство 26, цифровое запоминающее устройство

27 и блок цифроаналоговых преобразователей 28.

В состав схем селекции 6 и 7 (см. „.яг 2) входят селекторы импульсов 29 и 30, вентили 31 и 32, инвертор 33 и схема ИЛИ 34.

Устройство работает следующим образом.

Старт-сигнал через нормально разблокированную схему селекции 3 и схему ИЛИ ll цоступает на вход двухступенчатой схемы селекции

8, а также через схему ИЛИ 12 и линию задержки 15 запускает преобразователь времяамплитуда 17. Схема 8 селектирует из времязадающей последовательности генератора 10 второй следующий за старт-сигналом иьщульс.

Этим импульсом останавливается процесс преобразования время-амплитуда и открывается селектор грубого кода 19. Импульсы генератора 10 начинают при этом поступать на счетчик грубого кодирования в блок I

Аналогичным образом стоп-сигнал, задающий окончание измеряемого интервала, проходит через схему селекции 4 и запускает при помощи схемы ИЛИ 14 и линии задержки

16 конвертор время-амплитуда 18. Окончание врс". я-амплитудного преобразования осуществляется Вторыь- следующим за стоп-сигналом

-.р и.",юульсом опорного генератора, который селектируется схемой селекции 9. Этим же импульсом з..крывается селектор грубого кода ! 9;; .-рекрашается поступление грубой серии импульсов на вход блока счетчиков.

Выходные сигналы преобразователей времяамплитуда 17 и 18, амплитуды которых lIpoпорциональны временным неопределенностям положения старт- и стоп-сигналов относительно импульсов времязацаюшего генератора 10, поступают через аналоговые сумматоры 20 и 21 на преобразователи амплитуда — код 22, 23. На выходе этих преобразователей формируются серии импульсов, пропорциональные интерполируемым временным интервалам, и-подаются на блок счетчиков 24. В последнем эти серии преобразуются при помощи точных кодируюших счетчиков с кодом грубого измерения и по команде со схемы. управления И5 при помощи выходных ключей 25 выводятся на внешнее устройство накопления и обработки.

Переключение прибора и режим коррекции параметров каналов интерполяции производятся. периодически при помощи гене55 ратора, содержащегося в схеме управления

5, по окончании текущего цикла измерений (или, если измеритель находится в исходубм состоянии, непосредственно по импульсу указанного генератора). При этом схема управ!

534 6

5 71 пения блокирует схемы селекции входных сигналов 3, 4 и вырабатывает импульс запуска эталонного интервала, который поступает на вход 35 схемы селекции 6. По пусковому импульсу при помощи двухступенчатых схем селекции 6 и 8 из последовательности импульсов времязадающего генератора 10 выделяется пара смежных импульсов. Первый импульс с выхода схемы селекции 6 через схему ИЛИ 12 и линию задержки

15,поступает на старт- вход преобразователя время-амплитуда 17, второй импульс с выхода схемы селекции 8 - на стоп-вход указанного преобразователя. Электрическая длина линии задержки 12 выбирается несколько меньше периода времязадаюшего генератора, таким образом, чтобы величина эталонного интервала, поступающего на преобразователь время-амплитуда, соответствовала начальному . участку его шкалы. Сформированный рассмотренным образом эталонный интервал преобразуется далее, как и в режиме измерения, при помощи преобразователей время-амплитуда 17, амплитуда-код 22 и блока кодируюших счетчиков 24 в двоичный эквивалент, который передается в арифметическое устройство 26.

В арифметическом устройстве 26 определяются разность между полученным в результате измерения эталонного интервала кодом и опорным соответствующим номинальной величине порога преобразования корректируемого канала интерполяции. Лалее полученная разность вычитается из кода, соответствующего текущему значению порога преобразования старт-канала интерполяции, передаваемого из цифрового запоминающего устрой1 ства 27 в арифметическое устройство 26. еэультат проведенных вычислений запоминается в цифровом запоминающем устройстве 27, преобразуется в напряжение одним из четырех цифроаналоговых преобразователей блока 27 и при помощи аналогового сумматора 20 корректирует порог преобразо1 вания старт-канала интерполяции.

По окончании цикла коррекции преобразования старт-канала интерполяции аналогично описанному выше производится коррекция дрейфа порога преобразования стоп-канала.

Запуск этой операции осуществляется импульсом схемы управления 5, поступающим на вход схемы селекции импульса начала эта, лонного интервала 7. Импульс окончания эталонного интервала формируется схемой селекции 9. Для управления порогом преобразования в канале используется аналоговый сумматор 21.

После завершения циклов коррекции порогов преобразования каналов интерпо5

1о !

45 ляции схемы формирования опорных интервалов переключаются сигналом схемы управления и режим формирования эталонных интервалов, соответствующих конечным участкам шкал ннтерполяционных преобразователей, и запускаются циклы коррекции дрейфов коэффициентов преобразования последних.

Работа узлов прибора в данном случае протекает аналогично случаю коррекции порога преобразования. дрейфы коэффициентов преобразования каналов интерполяции компенсируются регулировкой тока разряда накопительных конденсаторов в конверторах амплитуда-время преобразователей амплитуда-код 22 и 23.

Рассмотренная очередность циклов коррекции выполняется до полной компенсации имеющихся уходов в порогах преобразования, после чего прибор автоматически переключается в режим измерения входных интервалов. Переключение происходит в том, случае, если в четырех последовательных циклах измерения эталонных интервалов, соответствующих началу и концу шкал каналов интерполяции, будут получены коды, равные опорным. При этом схема управления 5 снимает блокировку со схем селекции входных сигналов 3 и 4.

Как уже отмечалось, эталонные временные интервалы формируются из импульсов времязадаюшего генератора. Эта операция осуществляется при помощи двух однотипных двухступенчатых схем селекции (6,8 - для старт-, канала и 7,9 - для стоп-канала) и линии задержки 15, 16.

Особенность используемой схемы состоит в том, что для вьщеления импульса, задающего конец эталонного интервала используется также схема селекции, что и для вьщеления импульса окончания интерполируемого интервала в режиме измерения (схемы 8 и 9 на фиг. 1) . Таким образом зта схема оказывает влияние на точность работы прибора. Нестабильность формируемых интервалов определяется, главным образом, схемами селекции 6, 7 и может быть сделана пренебрежимо малой.

Формула изобретения

1. Интерполяционный измеритель временных интервалов, содержащий селекторы входных старт- и стоп-сигналов, времязадающий генератор, селектор грубого кода, блок коди. рующих счетчиков и суммирования результатов грубого и точных измерений, ключи считывания, схему управления, два канала интерполяции, каждый из которых состоит иэ

7115

7 двухступенчатой схемы селекции, преобразователей время-амплитуда и амплитуда-код, отличающийся тем,что,с целью повышения точности измерений, в него введены система автоматической коррекции дрейфов порогов и коэффициентов преобразования, состоящая из арифметического устройства, цифрового запоминающего устройства, блока цифроаналоговых преобразователей, двух аналоговыхсумматоров и автономных для о старт- и стоп-каналов интерполяции формирователей эталонных временных интервалов, в, каждый из которых входит схема селекции импульсов начала эталойного интервала, две схемы ИЛИ и линия задержки, при этом 15 первый выход схемы селекции импульсов начала эталонных интервалов в каждом канале интерполяции подключен к старт-входу преобразователя время-амппнтуда через первую схему ИЛИ и линию задержки, второй. выход эп укаэанной схемы селекции соединен с первым входом второй схемы ИЛИ, соединенной в свою очередь, с двухступенчатой схемой селекции интерполируемых интервалов, выход схемы селекции входных сигналов соединен со 25 вторыми входами обеих схем ИЛИ, преобразователи время-амплитуда соединены с преоб.разователями амплитуда-код через аналоговые сумматоры, арифметическое устройство соединено со схемой управления, блоком кодирующих счет- о чиков и цифровым запоминающим устройством, 34 8 соединенным также с блоком цифроаналоговых преобразователей, который, в свою очередь, соединен с аналоговыми сумматорами и преобразователями амплитуда-код, входы схемы селекции импульсов канала эталонного интервала соединены с времязадающим генератором и схемой управления.

2. Измеритель по н. 1, о т л и ч а ющ и " с я тем, что схема селекции импульсов начала эталонных интервалов состоит из двух последовательно включенных селекторов импульсов, подключенных к выходу времязадающего генератора, двух вентилей, схемы ИЛИ и инвертора, причем вход первого инвертора соединен со схемой управления, его выход через первый вентиль подключен к, одному из входов схемы ИЛИ, а ее второй вход соединен с выходом второго селектора, являющегося также первым выходом рассматриваемой схемы селекции импульсов начала эталонного интервала, вторым выходом которой служит выход схемы ИЛИ, второй вход первого вентиля подключен к схеме управления непосредственно, а второй вход второго вентиля - через инвертор.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р Çá8583, М. кл G 04 F 10/02 1971.

2. Йатент СКА М 3541448, М. кл 324-181, 1973 (прототип).

711534

Составитель В. Новицкий

Техред Э Яужик

Корректор М. Витула

Редактор Л. Бибер

Тираж 482 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 9009/34.

Филиал ППП,"Патент"„г. Ужгород, ул. Проектная, 4