Устройство для измерения интервалов времени

Устройство для измерения интервалов времени

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

t ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИНТЕРВАЛОВ

ВРЕМЕНИ

Изобретение относится к электронным устройствам для измерения неизвестных интервалов времени с использованием счетных импульсов и может найти применение в радиолокации, радионавигации, радиовысотометрии, ав томатике и измерительной технике.

Известно устройство для измерения интервалов времени, содержащее задающий генератор, формирующее устройстio во, триггер, временной селектор, схему управления, счетчик, делитель и устройство сброса показаний счетчи" ка, 11.

Недостатком этого устройства является значительное время измерения для получения необходимой точности устройства, Кроме того, устройство имеет низкую точность измерения в случае.когерентности импульсов начала. и конца измеряемого временного интервала с импульсами мерной сетки.

1.2

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения интервалов времени, содержащее задающий генератор, счетчик числа измерений, первый и второй триггеры, первый и второй элементы И и счетчик результата, вход которого соединен с выходом первого элемента И, первый вход которого соединен с выходом первого триггера и входом счетчика числа измерений, выход которого соединен с первым входом второго триггера, второй вход которого подключен к шине "Пуск", а выход соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к шине "Старт", а выход соединен с первым входом первого триггера, второй вход которого подключен к шине "Стоп" (2j.

Недостатком устройства является сложность реализации фаэосдвигающей цепочки с большим числом отводов на высоких частотах.

3 9171 Кроме того, разброс абсолютных задержек элементов И измерительной цепи ограничивает количество используемых .сеток импульсов с фазовым сдвигом, что уменьшает точность

5 измерения интервалов времени.,Целью изобретения является упрощение устройства и повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в, известное устройство для измерения интервалов времени, содержащее задающий генератор, счетчик числа измерений, вход:которого соединен с выходом первого триггера и первым входом первого элемента И, выход которого подключен к входу счетчика результата, .выход счетчика числа измерений соединен с первым входом вто- 0 рого триггера, второй вход кОторого подключен к шине "Пуск", а выход соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к шине "Старт", а выход к первому входу первого триггера, второй вход которого подключен к шине "Стоп", введены блок добавления импульсов, делитель частоты и последовательно соединенные смеситель, узкополосный фильтр и формирователь импульсов, выход которого подключен ко второму входу первого элемента И, выход задающего генератора подключен непосредственно к первому входу смесителя и через последовательно соединенные блок добавления импульсов и делитель частоты ко второму входу смесителя, второй Вход блока добавления импуль" сов подключен к шине "Стоп".

На чертеже изображена структурная схема устройства.

75 элемента И 7 и непосредственно с первым входом смесителя 4, выход первого элемента И 7 соединен со входом счетчика 8 результата. Выход первого триггера 9 соединен с первым входом первого элемента И 7 и через счетчик

10 числа измерений с первым входом второго триггера 11, выход которого соединен с первым входом второго эле" мента И 12. Выход второго элемента

И 12 соединен с первым входом первого триггера 9. Второй вход второго элемента И 12 подключен к шине "Старт" а второй вход второго триггера ll под" ключен к шине "Пуск". Второй вход перво о триггера .9 и второй вход блока 9 добавления импульсов подключены к шине "Стоп".

Ю

Устройство работает следующим образом.

Последовательность импульсов с частотой повторения F с выхода задающего генератора 1 поступает на первый вход смесителя 4 непосредст.венно и через блок 2 добавления импульсов и делитель 3 частоты, Смеситель 4 осуществляет операцию перемно" жения входных импульсных сигналов с частотами повторения F и ЯИ, где

n - коэффициент деления делителя

3 частоты.. Узкополосный фильтр 5 вы". деляет из спектра сигнала йа выходе смесителя. 4 полезную составляющую с частотой F + FIN. Формирователь 6 импульсов преобразует гармоничеекий сигнал с выхода узкополосного фильтф в последовательность импульсов, которая поступает на второй вход первого элемента И 7. Добавление одного импульса в импульсную последователь» ность с выхода задающего генератора

l изменяет фазу импульсного сигнала

Устройство для измерения интервалов времени содержит задающий генера45 тор 1, блок. 2 добавления импульсов, делитель 3 частоты, сиеситель 4, узкополосный фильтр 5, формирователь

6 импульсов, первый элемент И 7, счетчик 8 результата, первый триггер

9, счетчик 10 числа измерении, второй триггер 11, второй элемент И 12.

Выход задающего генератора 1 соединен через последовательно соединенные блок 2 добавления импульсов, де- М литель 3 частоты, смеситель 4, узкополосный фильтр 5 и формирователь 6 импульсов со вторым входом первого на выходе делителя 3 частоты на вели1 чину 9 (1)= 2Г)И. Добавление второго импульса изменяет фазу сигнала на выходе делителя 3 частоты на величину т(2) 2(Ж И)и т.д. В общем случае добавление к-импульсов в импульную последовательность с выхода задающего генератора 1 изменяет фазу импульсного сигнала на выходе дели" теля 3 частоты на величину (к) к Р . Так -как перемйожение входных сйгналов, осуществляемое смеси телем 4, является линейной операцией, то изменение фазы одного из входных сигналов приводит к такому

we изменению фазы результирующего ккк23И коь(- Ч(Ю=

Цаава((ЛГ ° ф ) - Ч(к) коа фГЕ - ф ) t - Ц(кЦ}

5 9171 сигнала, что видно из следующей формулы:

75 6 существенно повысить точность измерения временных интервалов, простота и функциональная йадежность.

В изготовленном макете, с параметрами F 15 МГц и п = 32, была полу" чена точность измерения временных интервалов ht& 2,5 в широком диапазоне температур.

Формула изобретения где Я (к) - фаза сигнала на выходе делителя 3 частоты.

Таким образом, изменение фазы импульсного сигнала на выходе де щтеля 3 частоты приводит к такому we изменению фазы импульсного сигнала на выходе Формирователя 6 импульсов..

8 режиме работы на первый вход первого триггера 9 через второй элемент И 12 поступает стартовая последовательность импульсов, а на второй вход стоповая последовательность.Счетчик 10 числа измерений, имеющий коэффициент пересчета и, и второй триггер 11 формируют цикл измерений. Стоповая последовательность импульсов, поступающая на второй вход блока 2 добавления импульсов, изменя- в ет фазу последовательности импульсов счетной частоты с выхода формирователя 6 импульсов с дискретностью 2%}11, что соответствует сдвигу во времени . с дискретнокттью Т(и, где Т F +фЯ- 35 период счетной частоты. Эти сдвинутые: относительно друг друга, последова.- . тельности импульсов поступают через первый элемент И 7 на счетчик 8 результата, который фиксирует измеряе" 40 мый интервал времени между стартовой и стоповой последовательностями,импульсов.

Предлагаемое устройство для изме" 4 .рения интервалов времени обладает следующими преимуществами: формирование сеток импульсов счетной частоты, сдвинутых между собой по фазе, последовательно во времени, позволяет о

Устройство для измерения интервалов времени, содержащее задающий генератор, счетчик числа измерений, вход которого соединен с выходом первого триггера и первым входом перво" го элемента И, выход которого подключен к входу счетчика результата, выход счетчика числа измерений соединен с первым входом второго триггера, второй вход которбго подключен к шине "Пуск", а выход соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к шине

"Старт", а выход - к первому входу первого триггера, второй вход которо". го подключен к вине "Стоп", о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства и повышения точности измерений, а него введены блок добавления импульсов, делитель частоты и последовательно соединенные смеситель, узкополосный фильтр и формирователь импульсов, выход которого подключен к второму входу первого элемента И, выход задающего генератора подключен непосредственно к первому входу смесителя и через последовательно соединенные блок добав. ления импульсов и делитель частоты к второму входу смесителя, второй вход блока добавления импульсов подключен к шине "Стоп".

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.". Измерительная техника", 1963, Г 4, с. 47, фиг. 2.

2. Авторское свидетельство СССР

)P 558261, кл. G 04 F 10/04, 1976.