Измеритель временных интервалов

Измеритель временных интервалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<и>883856

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 17,0380 (21) 2893830/18-21 с присоединением заявки ¹ (23) ПриоритетОпубликовано 231181.Бюллетень № 4 3

Дата опубликования описания 23Л181 (53)М. Кд

G 04 F 10/04

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (5З) УДК 621. 317. 7 (088.8) (72) Авторы изобретения

Н.A.Êóõàðåíêo и A.Ì.Íåïoìíÿùèõ (71) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ оРЕМЕННЫл ИНТЕРВАЛОВ

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при измерении коротких повторяющихся временных интервалов.

Известен измеритель временных интервалов, содержащий последовательно соединенные формирователь, ключ, счетчик и индикатор, а также генератор тактовых импульсов. Результатом измерения является количество тактовых импульсов, поступивших ,в течение измеряемого интервала в счетчик (1) .

Недостаток такого устройства заключен в большой погрешности измерения, определяемой периодом тактовых импульсов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является измеритель временных интер- 20 валов, содержащий последовательно соединенные формирователь, схему совпадений, ключ и.счетчик, а также генератор тактовых импульсов, второй ключ, второй счетчик и блок управления (2J .

Недостатком такого измерителя яв-. ляется низкая точность измерения при частоте повторения измеряемого интервала близкой к значениям, для . 30 которых частота тактового генератора является кратной. Здесь образуются эоны больших погрешностей, что обусловлено недостаточным набегом фазы за М единичных измерений между последовательностью повторяющихся измеряемых интервалов и тактовыми импульсами.

Если частота тактового генератора fo и частота повторения измеряемого интервала f связаны соотношением ф - = n, где и — целые числа, усредйение любого числа единичных ИэЕс мерений не приводит к повышению точности измерений, вследствие отсутствия набега фаз между двумя указанными последовательностями импульсов.

Ближайшие точки, где обеспечивается значительное повышение точности измерения, можно определить из соотношений

=к+ —; —.=o- — 3

N 9 N что является условием того, что за N единичных измерений набег фазы между измеряеьыми и тактовыми импульсами равен периоду тактового генератора То. Величина о с жа:Е1-Е,= р (1)

0 С

883856 определяет ширину зоны больших погрешностей в окрестностях точек вЂ

1о

Ы

Из полученного соотношения видно, что ширина зон больших погрешностей возрастает для больших значений частоты повторения измеряемых импульсов.

Цель изобретения повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в измеритель временных интерва лов, содержащий формирователь импульсов, последовательно соединенные элемент совпадения, первый счетчик импульсов и блок индикации, а также генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с первым входом элемента совпадения, второй счетчик импульсов, вход которого соединен со вторым входом элемента совпадения, а выход подключен через блок управления ко входу "Запись" блока индикации и ко входу "Сброс" первого счетчика импульсов, введены блок выделения одиночного импульса, включенный между выходом формирователя импульсов и вторым входом элемента совпадений- и дополнительный счетчик импульсов, вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а выход — с входом синхронизации блока выделения одиночного импульса.

На чертеже приведена функциональная блок-схема измерителя временных интервалов.

Измеритель временных интервалов содержит формирователь 1 импульсов, блок 2 выделения одиночного импульса элемент 3 совпадения, счетчики

4-6 импульсов, блок 7 индикации, блок 8 управления, генератор 9 тактовых импульсов.

Измеритель работает следующим образом.

Повторяющиеся измеряемые временные интервалы поступают на вход формирователя 1, преобразующего их в последовательность прямоугольных импульсов эквивалентной длительности и заданной амплитуды. Сформированная последовательность поступает на вход блока 2 выделения одиночного импульса, которая без изменения длительности пропускает на выход входной импульс, следующий за синхрониэирующим сигналом, поступившим на вход синхронизации с выхода счетчика 6 ..

В результате на вход элемента 3 совпадения и счетчика 5 поступает последовательность импульсов измеряемой длительности, частота которой ниже частоты повторения измеряемых интервалов на входе формирователя 1 и определяется емкостью счетчика 6, пересчитывающего импуль сы тактового .генератора 9.

Элемент 3 совпадения выделяет импульсы тактового генератора 9, заполняющие измеряемые интервалы.

Выделенные импульсы, являющиеся результатом .единичных измерений, суммируются в счетчике 4.

Число усредняемых единичных измерений подсчить1вается счетчиком 5, по сигналу переполнения которого блоком 8 управления формируется сигнал "Запись", осуществляющий перенос содержимого счетчика 4 в память блока 7 индикации. Следующий за этим сигнал "Сброс" стирает информацию в счетчике 4, и цикл измерения повторяется.

В предлагаемом измерителе частота следования измеряемых импульсов, поступающих на вход. элемента 3 совпадения и счетчика 5, не может быть больше частоты о синхронизирующих

20 импульсов, поступающих с выхода счетчика 6 на вход синхронизации блока 2 выделения одиночного импульг « о

ОГР ) то, Ьто ь

25 где

d0 емкОсть дополнительного счетчика.

Приняв в равенстве (1) ого получим соотношение для определения наибольшей ширины зоны больших погрешностей в данном измерителе. о 1 о Ыо11

S (1. -fq)L ) a и -

Если при величинах fo = 1 МГц, Д = 10, выбрать L = 10,то наибольшая ширина зоны больших погрешностей в данном измерителе райна 0 04 йо р= —; —,— = <0 г,, <0 .10 т.е. при такой ширине эоны больших погрешностей, практически не оказывают влияние на погрешность усредняющего измерителя во всем диапазоне частот повторения измеряемых временных интервалов.

Таким образом, наличие в измерителе временных интервалов блока выделения одиночного импульса и дополнительного счетчика импульсов позволяет повысить точность измере;ния усредняющего временного измерителя на частотах повторения измеряемых интервалов, близких к частоте, кратной частоте генератора тактовых импульсов, за счет понижения частоты следования измеряемых интервалов поступающих на вход элемента 3 совпадения и счетчика 5 импульсов числа усреднений, что ведет к уменьшению ширины зон больших погрешностей до пренебрежимо малой величины.

Формула изобретения

Измеритель временных интервалов, содержащий формирователь импульсов, 883856

Составитель Ю.Тюпич

Редактор Н.Рогулич Техред A.Савка Корректор М вороши

Заказ 10228/71 Тираж 460 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений.и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 последовательно соединенные элемент совпадения, первый счетчик импульсов и блок индикации, а также генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с первым входом элемента совпадения, и второй счетчик импульсов, вход которого соединен со вторым входом элемента совпадения, а выход подключен через блок управления ко входу "Запись" блока индикации и ко вхбду "Сброс" первого счетчика импуль- о сов, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены блок выделения одиночного импульса и дополнительный счетчик импульсов, вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а выход соединен со входом синхронизации блока выделения одиночного импульса, вход которого подключен к выходу формирователя импульсов, а выход подключен ко второму входу элемента совпадения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Шпяндин В.М. Цифровые измерительные преобразователи и приборы.

M., "Высшая школа", 1973, с.168.

2. "Приборы и техника эксперимен-. та", Р 1, 1973, с.13.