Цифровой автоматический измеритель интервалов времени

Цифровой автоматический измеритель интервалов времени

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ())) 875325 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 06. 02. 80 (21) 2878231/18-21 с присоединением заявки М (23) Приоритет (51)М. Кл.

G 04 F 10/00

3Ъеударстеенный квинтет

СССР

Опубликовано 23. 10. 81. Бюллетень N

Дата опубликования описания 25. 10. 8) не делам нзебретеннй н Ьткрытнй (53) УДК 621. . 373 (088. 8) В.В. Иголкин, В.И. Коновальский, В.С. Крук,: и С.Е. Токовенко "(И,;-?т», ° °

/, /

„Ф

j 1;), (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ АВТОМАТИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ

ИНТЕРВАЛОВ ВРЕМЕНИ

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для создания цифровых измерителей интервалов времени, цифровых вольтметров и т.д.

Известны цифровые измерители временных интервалов, обеспечивающие автоматический выбор пределов измерения» содержащие блок десятичного счетчика и блок воспроизведения в сочетании с источником опорной частоты, устройство формирования импульсов, блок управления вентильной схемой и логические элементы. Устройство автоматически определяет интервал времени, в течение которого подсчитывается частота входного сигнала 11 ).

Недостатком его является большая длительность измерения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее входное устройство, схему управления, временной селектор, узел автоматического сброса, опорный генератор, датчик образцовых интервалов времени, счетчик импульсов, включающий в себя разрядные счетные декады и цифровые инди5 каторы, ключи переключения запятой, элемент ИЛИ, элементы И, блок выбора предела, содержащий счетчик на триггерах, дешифратор и формирователь

10 импульсов сброса (2).

Недостатком известного устройства является увеличение погрешности измерения при росте частоты заполняющих импульсов.

При переполнении счетчика сигналами наименьших образцовых интервалов времени (наивысшей заполняющей частотой) сигнал переполнения с выхода счетчика поступает на вход блока переключения пределов, в результате чего происходит декадное увеличение образцового интервала времени (декадное уменьшение заполняющей частоты),, переключение эапятой и сброс послед87 него или выбранного разряда счетчика в "1".

Интервал времени между моментом .поступления импульса на вход счетчика, вызывающего переполнение и моментом декадного увеличения образцового интервала времени может быть определен следующим образом.

4 34+ 3Е ЗИ 3И и где t<4 tangy 1 „ - время задержки электрического сигнала в первой, второй, и последней и-ой декаде счетчика соответственно; — время задержки блока переключения пределов, т.е. интервал времени между моментом выхода сигнала переполнения и моментом декадного увеличения образцового интервала времени.

3а интервал времени t на счетчик поступает N импульсов наивысшей заполняюшей частоты fyq !

" = fO4 "4

Это количество импульсов, сосчи- . танное счетчиком после переключения запятой, не будет соответствовать реальному измеряемому интервалу времени, так как они (импульсы) поступали на счетчик с периодом 1/f0, а на табло будут индицированы как счетные импульсы с периодом 1/fo2 (f0 — декадное уменьшенное значение заполняющей частоты).

Очевидно, что вносимая погрешность будет тем больше, чем больше наивысшая заполняющая частота Го4..

Цель изобретения — исключение погрешности измерения при вЫсокой частоте заполняющих импульсов, т.е. повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровой автоматический измеритель интервалов времени, содержащий блок управления, первый выход которого подключен к первому входу временного селектора, выход которого соединен со входом счетчика, включающего в себя последовательно соединенные счетные декады, а также цифровые индикаторы, входы которых подключены к первым выходам блока переключения пределов, второй выход которого соеди нен со вторым входом временного се" лектора, причем первый вход блока переключения пределов соединен с шиной

1, сброса счетных декад непосредственНо и через узел автоматического сброса подключен ко второму выходу блока управления, второй вход блока

4 переключения пределов соединен с выходом старшей счетной декады, а третьи входы блока переключения пределов соединены с выходами датчика образцовых интервалов времени, вход которого соединен с выходом опорного генератора, он дополнительно снабжен по числу счетных декад последовательно соединенными линиями задержки, вы10 .ходы которых соединены со входами ус15

50 тановок соответствующих счетных декад, вход первой из линии задержек соединен с выходом старшей счетной декады, а информационные выходы каждой из счетных декад счетчика соединены с инфор-. мационным входом предыдущей декады счетчика.

На фиг. 1 представлена блок-схема измерителя; на фиг. 2 — временные диаграммы его работьг. Измеритель соДержит блок 1 управления (фиг. 1), временной селектор

2, счетчик 3, счетные декады 4-7, цифровые индикаторы 8, опорный генератор 9, датчик 1О образцовых интервалов времени, блок 11 переключения пределов, последовательно соединенные линии 12-15 задержки, выходы которых соединены со входами установок декад счетчика с помощью связей 16, при этом информационные выходы каждой из декад счетчика соединены связями 17 с информационным входом предыдущей декады счетчика, а также узел 18 автоматического сброса.

Измеритель работает следующим образом.

Сигналы измеряемого временного интервала времени и подаются на входы 19 (".Старт" ) и 20 (" Стоп" ) и с помощью блока 1 управления открывают на время й1 временной селектор 2, обеспечивающий подачу saполняющей образцовой частоты на счетчик 3. С момента открывания селектора 2 на вход счетчика 3 поступают сигналы наивысшей заполняющей частоты г (так как после сброса блока 11 переключения пределов, последний обеспечивает прохождение частоты 1 4,и коммутацию запятой в нужном разряде цифровых индикаторов

8, соответствующем данной заполняющей частоте).

При переполнении счетчика 3 сигналами частоты f сигнал с выхода счетчика (или выбранного разряда счетчика) поступает на блок 11 пере87532 вие

50 ключения пределов, В результате этого последний пропускает на селектор 2 сигналы декадно пониженной частоты

f0 и обеспечивает коммутацию запятой в соответствующем разряде индикатора 8.

Так как за время t на вход счет4 чика поступает N импульсов заполняющей частоты f0<, то для устранения погрешности при переходе на другую шкалу отсчета необходимо на порядок понизить число N, записанное в счетчике, т.е. сдвинуть информацию подекадно в направлении высокочастотной декады. 15

Для. этой цели служат связи 16 и 17 и линии 12-15 задержки, каждая из которых является формирователем импульсов записи, передние фронты которых задержаны на время t2 а весь 20 цикл сдвига информации длится время время t (фиг. 2) .

При этом должно выполняться услон=1 „ „

Практически, сдвиг информации 25 удобно выполнять только в тех декадах счетчика, в которых успевает записаться информация за время t<, Линия 15 задержки в любом случае формирует.импульс. Устачовки в "1!1 декады 7 30

Одновременно с декадным понижением частоты происходит сдвиг вправо запятой в цифровых индикаторах 8 и инфор-.. мации в декадах 4-7. Эти три операции меняют шкалу отсчета в процессе изме- 35 рения, так как число М/10, вновь записанное в счетчике в результате сдвига информации вправо, будет соответствовать истинному значению измеряемого интервала времени в новой шкале отсчета.40

Если при заполняющей .частоте 1, появляется выходной сигнал с последнего (или выбранного ) разряда счетчика, то весь процесс изменения шкалы отсчета повторяется вновь и на селек- 45 тор 2 через блок 11 переключения пределов будет подан образцовый сигнал с частотой йд фд »

По окончании измерения все блоки измерителя сбрасываются узлом 18 в исходное состояние.

Использование новых элементов, т.е. линий 12-15 задержки и связей

16, 17 устраняет погрешность, обусловленную временем задержки прохождения электрического сигнала через счетчик и блок переключения преде5 6 лов. В результате может быть повышена максимальная частота заполнения и существенно увеличена точность измерения.

В современных выпускаемых серийно электронно-счетных частотомерах (например 43-34, 43-33, 43-38, Ф 5041, Ф5034 и др.) имеется шесть режимов работ — измерение частоты, отношения частот, периода, длительности импульсов, интервала времени и счета числа импульсов. Половина режимов работ относится к области временных измерений, в которых может быть использовано предложенное изобретение.

Формула изобретения

Цифровой автоматический измеритель интервалов времени, содержащий блок управления, первый выход которого подключен к первому входу временного селектора, выход которого соединен со входом счетчика, включающего в себя . последовательно соединенные счетные декады, а также цифровые индикаторы, входы которых подключены к первым выходам блока переключения пределов, второй выход которого соединен со вторым входом временного селектора, причем первый вход блока переключения пределов соединен с шиной сброса Счетных декад непосредственно, и через узел автоматического сброса подключен ко второму выходу блока управления, второй вход блока переключения пределов соединен с выходом старшей дека ды, а третьи входы олока переключения пределов соединены с выходами датчика образцовых интервалов времени, вход которого соединен с выходом опорного генератора, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения, он донолнительно снабжен по числу счетных декад последовательно соединенными линиями задержки, выходы которых соединены со входами установок соответствующих счетных декад, вход первой из линий задержек соединен с выходом старшей счетной декады, а информационные выходы каждой из счетных декад счетчика соединены с информационным входом предыдущей декады счетчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 3729677, кл. G 01 R 23/02, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

1 - 392447, кл. G 04 F 10/04, 1973.

875325

Составитель S. Муляр

Редактор Г. Волкова Техвеп М. Рейвес Корректор Г. Огар

Заказ 10581 Тираж 460 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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