Дискриминатор совпадений нониусного измерителя временных интервалов

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть исйользовано в нониусных измерителях временных интервалов .Цель изобретения - уменьшение разрешающего времени дискриминатора совпадений - достигается введением элемента НЕ-И 5. Кроме того, дискриминатор содержит D-триггеры 1 и 2, линию 3 задержки, элемент И-НЕ 4. Элемент И-НЕ 4 не допускает ложных срабатываний схемы при наличии фазовых нестабильностей старти стопимпульсов в момент, когда начинается их перекрытие. Реально существующие фазовые нестабильности генераторов дают погрешность измерения не более одного импульса. 3 ил. S СЛ Выход

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (I9) SU(iII

1 2 А1

Л) 4 G 04 F 10/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3931754/24-21 (22) 15.07.85 (46) 23.04.87.Бюл. № 15 (71) МГУ им. M.Â.Ëîìîíîñîâà (72) С.Г.Басиладзе и Ю.Д.Щукин (53) 621. 374(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1098756, кл. Н 03 D 13/00, 1982.

Гребенюк В.М., Залиханов Б.Ж., Зинов В.Г. Повышение эффективности работы канала антисовпадений. Препринт ОИЯИ ¹ Р13-12991, 1980, с.2. (54) ДИСКРКЧИНАТОР СОВПАДЕНИЙ НОНИУСНОГО ИЗМЕРИТЕЛЯ ВРЕМЕННЬЖ ИНТЕРВАЛОВ (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть ис*ользовано в нониусных измерителях временных интервалов. Цель изобретения — уменьшение разрешающего времени дискриминатора совпадений — достигается введением элемента НЕ-И 5. Кроме того, дискриминатор содержит D-триггеры 1 и 2, линию 3 задержки, элемент И-НЕ 4.

Элемент И-HE 4 не допускает ложных срабатываний схемы при наличии фазовых нестабильностей старт- и стопимпульсов в момент, когда начинается их перекрытие. Реально существующие фазовые нестабильности генераторов дают погрешность измерения не более одного импульса. 3 ил.

1305626

Изобретение относится к импульсной технике и может быть испо,пьзовапо в нониусных измерителях временных интервалов.

Цель изобретения — расширение динамического диапазона измеряемых интервалов путем уменьшения разрешающе—

ro времени.

На фиг.l приведена схема дискриминатора; на фиг.2 и 3 — временные диаграммы.

Дискриминатор содержит первый и второй D-триггеры 1 и 2, линию 3 задержки, элемент И-НЕ 4 и элемент НЕ<

H 5. D-входы триггеров 1 и 2 соедине- 15 ны со старт-входом и первым входом элемента И-HE 4, второй вход которого соединен со стоп-входом устройства, С-входов первого D-триггера 1 и через линию 3 задержки с С-входом вто-20 рого D-триггера 2. Прямой выход первого D-триггера соединен с его же

S-входом, а инверсный выход — с первым входом элемента НЕ-И 5 и S-входом

Z5 второго D-триггера 2, прямой выход которого соединен с вторым входом элемента НЕ-И 5, третий вход которого соединен с выходом элемента И-НЕ

4, а выход — с R-входом первого Dтриггера 1 и образует выход устрой— ства. Дискриминатор может быть реализован на микросхемах серии К500.

Устройство работает следующим образом.

Пусть период следования старт-импульсов больше периода следования стоп-импульсов (фиг.2а,б). В начальный момент D — триггер l установлен в состояние "0", а D-триггер 2 — в cott

40 стояние (фиг.2в-д) . Как только фронт стоп-импульса придется на единичный уровень старт-импульса, первый D-триггер 1 перейдет в состояние

"I" (фиг.2в, r). Тем самым схема под- 4 готовлена к индикации совпадения фронтов, так как разрешен переход второго D-триггера 2 в "0". Через несколько периодов фронт стоп-импульса бу— дет отставать от фронта старт-импульса на минимальное время перекрытия, еще достаточное для того, чтобы первый D-триггер 1 удерживался в ссстоянии "1". При этом благодаря линии 3 задержки фронт стоп-импульса на С-входе второго D-триггера ? появляется, когда на его 0-входе уровень "0", и 13-триггер 2 переходит в состояние "0" (фиг.2д). Так как старт — и стоп-импульсы в это время присутствуют на обоих входах элемента И-НЕ 4, на его выходе "0" (фиг.2е), Таким образом, на входах элемента

HE-È 5 "0", и на его выходе появляет— ся единичный импульс (фиг.2ж), который сбрасывает D-триггер 1, устанавливающий, в свою очередь, D-триггер

2 в "l" (фиг.2в,г). Длительность выходного импульса определяется задержками в D-триггерах 1 и 2 и элементе

НЕ-И 5.

Требуемая зацержка линии 3 определяется формулой

= cF +ЬС„) где Ь С„ - разность требуемых времен перекрытия для триггеров 1 и 2 (должна быть положительной). Для уменьше— ния t триггеры для дискриминатора рекомендуется выбирать на одном кристалле. При минимальном измеряемом времени Т нониусным измерителем, содержащим предлагаемый дискриминатор, серия импульсов, поступающая на счет, всегда должна иметь два импульса,так как на первом импульсе срабатывает триггер l, а на втором — триггер 2.

Наличие в счетной серии большого количества импульсов свидетельствует о неверно подобранной линии 3 задержки.

Высокое временное разрешение обеспечивается крутой характеристикой переключения D-триггеров, на которых собрана схема, а малое разрешающее время достигается схемным решением.

До совпадения дискриминатор имеет характеристику задержанных совпадений, определяемую триггером !. После срабатывания триггера 1, который работает как ячейка памяти, запоминающая фазовое состояние старт- и стоп †импульсов, предшествующее совпадению, кривая задержанных будет определяться триггером 2. Узкая область перекрытия этих характеристик и определяет малое разрешающее время дискриминатора (10 пс).

Такое разрешающее время удается достичь, используя дифференциальные схемы совпадений, построенные на Dтриггерах. Однако эти схемы, имеющие узкую характеристику задержанных совпадений в пикосекундной области, являются чувствительными и фазовым отклонениям фронтов совпадающих старти стоп †импульс Ьt . При g t > ь таФ р Р кая схема выделяет совпадения с ма1 30) 626

ФиаЯ лой степенью вероятности. т.е. является непригодной для применения ее в нониусных измерителях. Предлагаемый дискриминатор является независимым от фазовых отклонений фронтов совпа—

5 дающих импульсов, так как в каждый отдельный момент времени он имеет ха— рактеристику задержанных совпадений одного из триггеров с а >о Ь t p

Для того, чтобы иметь разрешение 10 нониусного измерителя на уровне Ь t необходимо обеспечить разницу в периодах старт- и стоп-генераторов, равную yt, и иметь величину разрешающего времени дискриминатора совпаде- f5 ний, также равную b t. Выполнение условия ht (t„ позволяет увеличить динамический диапазон измеряемых временных интервалов при сохранении высокого разрешения нониусного изме- 20 рителя.

Назначение элемента И-НЕ 4 иллюст— рирует временная диаграмма, (фиг.З), на которой представлен процесс выделения совпадений при наличии фазовых нестабильностей старт- и стоп-импульсов. В нониусных измерителях обычно используются генераторы ударного возбуждения, которым в момент разгона свойственна фазовая нестабильность З0 импульсов gt . Точками на шкале стоп-импульсов показаны положения импульсов, соответствующие идеальному случаю (без фазовых нестабильностей).

Отклонения стоп †импульс от идельно- 3

ro положения приводят к тому, что триггер 2 срабатывает дважды, причем срабатывание на 3-м стоп-импульсе (фиг.З) является неверным. В этот момент еще нет совпадения фронтов 40 старт- и стоп-импульсов. При отсутствии элемента И-НЕ 4 в этот момент произошло бы выделение совпадения и и з мер я емый интервал был бы опробирован с большой погрешностью. Элемент

И-1IF. 4 не допускает ложных срабатываний схемы при наличии фазовых нестабильностей старт- и стоп-импульсов в момент, когда начинается их перекрытие. Реально существующие фазовые нестабильности генераторов дают погрешность измерения не более одного импульса. формула и з обретения

Дискриминатор совпадений нониусного измерителя временных интервалов, содержащий первый и второй D-триггеры, элемент И-НЕ и линию задержки, отличающий с я тем, что, с целью расширения динамического диапазона измеряемых интервалов путем уменьшения разрешающего времени, в него введен элемент НЕ-И, выход которого соединен с К-входом первого триггера, инверсный выход которого соединен с первым входом элемента НЕ-И, с

S-входом второго триггера, при этом прямой выход первого триггера подключен к его же S-входу, à D-вход первого триггера объединен с D âõîдом второго триггера, с первым входом элемента И-НЕ и подключен к стартвходу дискриминатора, при этом стопвход дискриминатора соединен с входом линии задержки, с С-входом первого триггера и с вторым входом элемента И-НЕ, выход которого подключен к второму входу элемента НЕ-И, третий вход которого соединен с прямым выходом второго триггера, С-вход которого соединен с выходом линии задержки.

1305626

Составитель А.Смирнов

Техред П.Сердюкова Корректор Л.Пилипенко

Редактор В.Петраш

Заказ 1427/44 Тираж 371 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие,г.ужгород,ул.Проектная,4