Двухшкальный измеритель временных интервалов

Двухшкальный измеритель временных интервалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

O Il И С А Н И Е (>875328

И 306РЕТЕ Н ИЯ

Союз Соаетснин

Социалистические

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (5I)M. Кл.

Gj 04 F 10/04 (22)Заявлено 25.02.80. 2! ) 2885502/18 21 с присоединением заявки М

3Ъеуаарстеенный квинтет

СССР ав делам нэоеретеннй и вткрытнй (23) ПриоритетОпубликовано 23,10.81. Бюллетень Юе39 (53) УОК621.317 . (088.8) Дата опубликования описания 25. 10.81

В. В. Данилевич, Е, В. Новиков и В. А. Чудовский

472) Авторы (54) llBYXlllKAlIbHbIA ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕННЫХ

ИНТЕРВАЛОВ

Изобретение относится к информационно - измерительной технике и может быть использовано в радиолокации, лазерной технике, автоматике, экспериментальной физике для измерения Интервалов времени с высокой точностью.

Извес сны двухшкальные измерители временных интервалов, работающие по методу заполнения измеряемого интервала времени импульсами генератора опорной .частоты с интерполяцией методом время- амплитуда- код эон неопределенности между сигналами начала и конца измеряемого интервала и импульсами генератора опорной частоты (1) ;

Недостатком этого устройства является невысокая точность измерения, Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является измеритель временных интервалов, содержащий два блока селекции точных временных интервалов, два расширителя временных интервалов, два селектора точного кода, селектор грубого кода, генератор частоты, 2 элемент ИЛИ, точный и грубый кодирующие счетчики, блок стыковки кодов 2 .

Однако известное устройство характеризуется низкой точностью и малым быстродействием, так как в нем не реализуется максимальная технически возможная частота опорного генератора. Это приводит к расширению рабочего диапазона интерполяционных преобразователей - расширителей точных временных интервалов, 10 приблизительно равного периоду времяэадающего генератора. Расширение диапазона интерполяцнонного преобразования с одной . стороны обуславливает повышение вклада нестабильностей и нелинейностей расши1$ рителей временных интервалов в суммарную погрешность измерений, а с другой стороны, увеличивает время преобразования иврормации интерполяционными каналами, которое в данном случае пропорционал но величине интервалов интерполяции.

Ограничение на использование повышенной частоты опорного. генератора в известном устройстве накладывает точный коди87532

15 го

35

55 руюший счетчик, на вход. которого при опновременном интерполяционном кодировании в старт- и стоп- каналах поступают импульсы с частотой в два раза большей частоты опорного генератора. Удвоение частоты на входе точного кодируюшего счетчика происходит за счет сдвига на половину периода последовательности выходных импульсов селектора точного кода стоп- канала и объединения этой последовательности с последовательностью импульсов селектора точного кода стартканала.

11ель изобретения - повышение быстродействия и точности двухшкального измерителя временных интервалов.

Поставленная цель достигается тем, что в измеритель временных интервалов, содержащий два блока селекции точных временных интервалов, входы которых соединены с первыми входами двух расширителей временных интервалов и служат входами устройства, а выходы соединены со входами двух селекторов точных кодов, входами селектора грубого кода и вторыми входами двух расширителей временных интервалов, генератор опорной частоты, соединенный со вторыми входами блоков селекции точных временных .интервалов, третьим входом селектора грубого кода и вторыми входами селекторов точных кодов, третьи входы которых соединены с выходами расширителей временных интервалов, элемент ИЛИ, входы которого соединены с выходами селекторов точного кода, точный кодирующий счетчик,выход которого соединен совходом грубого кодируюшего счетчика через блок стыковки кодов, второй вход которого. соединен с выходом селектора грубого кода, введены инвертор и два элемента И, причем входы первого элемента И соединены с восходами селекторов точного кода, а его выход соединен со счетным входом второго разряда точного кодирующего счетчика, первый вход второго элемента И соединен с выходом элемента

ИЛИ, второй вход этого элемента соединен через инвертор с выходом первого элемента И, а его вход подушючен к счетному входу точного кодирующего счетчика, Введение дополнительных элементов .обеспечивает анализ одновременного появления сигналов кодирующих последовательностей с двух каналов интерполяции и фиксирования этих случаев совпадения во втором разряде точного кодирующего счетчика, 8 4

На чертеже приведена блок — схема предлагаемого, устройства.

Измеритель временных интервалов содержит источники 1 и 2 crapr- и стопсигналов соответственно, генератор 3 опорной частоты, расширители 4 и 5 временных интервалов, блоки 6 и 7 селекции точных временных интервалов, селекторы 8 и 9 точных кодов, селектор 10 грубого кода, элементы И 11, 12, эле-мент ИЛИ 13, интегратор 14, точный кодирующий счетчик 15, блок 16 стыковки кодов, грубый кодирующий счетчик

17.

Старт- сигнал 1, задающий начало измеряемого временного интервала, поступает на вход блока 6 селекции и запускает расширитель 4 временного ин« тервала. Блок 6 селекции выделяет из последовательности импульсов генератора 3 опорной частоты ближайший сигнал, которым запускаются селекторы точного 8 и грубого 10 кодов. Этот сигнал определяет окончание точного временного интервала, формируемого на входе расширителя 4. Серия импульсов, пропорциональная выделенному временному интервалу, с выхода селектора точного кода 8 через элементы ИЛИ 13 и И 12 поступает на счетный вход точного кодирующего счетчика 15. Стоп- сигнал 2, задающий окончание измеряемого временного интервала, поступает на вход блока

7 селекции и на вход расширителя 5, Сигналом с выхода блока 7 селекции останавливается селектор 10 грубого кода и запускается селектор 9 точного кода. На выходе селектора 9 формируется серия импульсов, пропорциональная интервалу времени между стоп- сигналом

2 и предшествующим ему импульсом опорного генератора 3. При совпадении импульсов на выходе селекторов 8 и 9 срабатывает элемент И 11, сигнал которого по цепи: инвертор 14 - элемент И 12 блокирует поступление импульсов на счетный вход точного кодирующего счетчика

15. В то же время импульсы с выхода элемента И 11 поступают на счетный вход второго разряда счетчика 15, При отсутствии кодируюших импульсов на выходе одного из селекторов 8 или 9 импульсы другого селектора через элементы ИЛИ 13, И 12 поступают на счет ный вход точного кодирующего счетчика 15. Сигнал переполнения счетчика 15 при помощи блока 16 стыковки кодов заносится в грубый кодирующий счетчик

5 87

17, который предназначен для фиксации импульсов грубой серии селектора 10.

По сравнению с известным устройством в предлагаемом измерителе временных интервалов в два раза снижена погрешность измерения, обусловленная нелиней ностью и нестабильностью интерполяцион-" ных расширителей временных интервалов.

При эквивалентном с используемым в известном устройстве шаге квантования измеряемых временных интервалов пред ложенное устройство позволяет приблизительно в четыре раза снизить мертвое время" преобразования за счет сужения в два раза диапазона интерполяции и увеличения в два раза скорости собственно ннтерполяпионного преобразования. Для малых значений измеряемых временных интервалов (при одновременной работе расширителей временных интервалов) снижение мертвого времени оказывается еще более существенным (приблиэитепь но в 8 раз).

Формула изобретения

Двухшкальный измеритель временных интервалов, содержащий два блока селейции точных временных интервалов, входы которых соединены с первыми входами двух расширителей временных интервалов и служат входами устройства, а выходы соединены со входами двух се-. лекторов точных кодов, входами селектора грубого, кода и вторыми входами

5328 6 двух расширителей временных интервалов, генератор опорной частоты, соединенный со вторыми входами блоков селекции точных временных интервалов, третьим входом селектора грубого кода и вторыми входами селекторов точных кодов, третьи входы которых соединены с выходами расширителей временных интервалов, элемент ИЛИ, входы которого

10 соединены с выходами селекторов точного кода, точный кодирующий счетчик, вы ход которого соединен со входом грубого кодируюшего счетчика через блок стыковки кодов, второй вход которого соеди-

is нен с выходом селектора грубого кода, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повьпнения быстродействия и точности, в него введены инвертор и два элемента И, причем входы первого элемента И соединены с выходами селекторов точного кода, à его выход соединен со счетным входом второго разряда точного кодирующего счетчика, первый вход второго элемейта И соединен с выходом

2 элемента ИЛИ, второй вход этого элемента соединен через инвертор с выходом первого элемента И, а его выход подклю чен к счетному входу точного кодируюше го счетчика..

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

Ж 368583, кл. С 04 F 10l04, 1973.

2, "Приборы для научных исследоваi ний 1 1968, М 9, с, 99-102э (прото тип).

ВНИИПИ Заказ 9329/7i Тираж 460 Подписное

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