Измеритель временных интервалов

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения интервалов времени. Целью изобретения является повышение быстродействия измерителя и упрощение конструкции. Измеритель временных интервалов содержит генератор 1 импульсов, ключи 2 грубого и точного 3 измерения, селектор 4 счетных мпульсов, преобразователь 5 масштаба времени, линию 6 задержки , триггеры 8, 10, элементы ИЛИ 9, 11, счетчики 12 точного и грубого 13 измерения. Преобразователь 5 масштаба времени содержит элемент ИЛИ 14, триггер 15, блок 16 заряда-разряда, формирователь 17 импульсов . Введение в устройство элемента 2-2И- ИЛ И 7 и образование новых связей позволяет достичь цель изобретения. 2 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 04 F 10/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

В ".06

ВЛ й1"

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ о ия (21) 4607431/21 (22) 21.11.88 (46) 30.06.91. 6юл, М 24 (71) Научно-исследовательский институт прикладных физических проблем им.

А.Н.Севченко (72) В.М.Лихачев, О.П.Урбан, А.Г.Кучинский и А.К.Якушев (53) 681.325 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1307439, кл. G 04 F 10/04, 1987, (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для Ж,, 1659975 А1 измерения интервалов времени. Целью изобретения является повышение быстродействия измерителя и упрощение конструкции. Измеритель временных интервалов содержит генератор 1 импульсов, ключи 2 грубого и точного 3 измерения; селектор 4 счетных мпульсов, преобразователь 5 масштаба времени, линию 6 задержки, триггеры 8, 10, элементы ИЛИ 9, 11, счетчики 12 точного и грубого 13 измерения.

ПреобраЗователь 5 масштаба времени содержит элемент ИЛИ 14, триггер 15, блок 16 заряда-разряда, формирователь 17 импульсов. Введение в устройство элемента 2-2ИИЛИ 7 и образование новых связей позволяет достичь цель изобретения. 2 ил.

1659975

30

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения интервалов времени в локации, спектроскопии, физике быстропротекаю щих процессов и высоких энергий.

Цель изобретения — повышение быстродействия измерителя временных интервалов и упрощение конструкции за счет исключения из цикла преобразования постоянного пьедестала, пропорционального двум периодам счетных импульсов эталонного генератора, На фиг. 1 представлена структурная схема измерителя временных интервалов; на фиг. 2 — временные диаграммы его работы, Выход генератора 1 импульсов подключен к первым входам ключей грубого 2 и 3 точного измерений и селектора 4 счетных импульсов, выход которого соединен с первым входом преобразователя 5 масштаба времени, первым входом и через линию 6 задержки четвертым входом элемента 2-2ИИЛИ 7, второй и третий входы которого соединены соответственно с инверсным и прямым выходами триггера 8, вход которого подключен к вторым входам селектора 4 счетных импульсов, преобразователя 5 масштаба времени и к выходу элемента ИЛИ 9, первый и второй входы которого подключены соответственно к шинам старт- и стопимпульсов, выход элемента 2-2И-ИЛИ 7 соединен с входом триггера 10, выход которого соединен с вторым входом ключа 2 грубого измерения, выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ 1 I, второй вход которого соединен с выходом старшего разряда счетчика 12 точного измерения, а выход соединен с входом счетчика

13 грубого измерения, вход счетчика 12 точного измерения подключен к выходу ключа

3 точного измерения, второй вход которого соединен с выходом преобразователя 5 масштаба времени.

Кроме того, в преобразователе 5 масштаба времени первь,й и второй входы подключены к соответствующим входам элемента ИЛИ 14, выход которого соединен с входом триггера 15, выход которого соединен с входом блока 16 заряда-разряда, выход которого подлючен к входу формирователя 17 импульсов, выход которого является выходом преобразователя 5 масштаба времени.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии триггеры 10, 8 и

15 и счетчики 13 и 12 грубого и точного измерения установлены в нуль. Ключ 2 грубого измерения удерживается триггером

10, а ключ 3 точного измерения — формирователем 17 в закрытом состоянии. В блоке

16 заряда-разряда начальный потенциал равен U> = К го, где К вЂ” коэффициент времяамплитудного преобразования: т, период счетных импульсов генератора 1.

Импульс "Старт" проходит через элемент ИЛИ 9 (фиг. 2а), устанавливает по фронту импульса триггер 8 (фиг. 2в), через элемент ИЛИ 14 устанавливает в единичное состояние триггер 15 (фиг. 2 и), по выходному потенциалу которого блок 16 заряда-разряда начинает осуществлять преобразование интервала времени в амплитуду (фиг. 2 д) и поступает на вход селектора 4 и-ro счетного импульса (в данном случае и = 2). Второй после старт-импульса счетный импульс генератора 1 (фиг. 2 г, д) с выхода селектора 4 счетных импульсов через элемент ИЛ И 14 сбрасывает триггер 15, прекращая процесс преобразования, и переводит блок 16 заряда-разряда в режим хранения (фиг. 2 л). Этот же импульс поступает на первый вход и через линию 6 задержки — на четвертый вход элемента

2-2И-ИЛИ 7, на третий и второй входы этого. элемента поступают соответственно разрешающий и запрещающий потенциалы с выходов триггера 8, Поэтому на выход элемента 2-2И-ИЛИ 7 проходит задержанный на время t> линией 6 задержки импульс (фиг. 2 е), который устанавливает триггер 10 в единичное состояние (фиг, 2 з), разрешая прохождение через ключ 2 грубого измерения и элемент ИЛИ 11 на вход счетчика 13 грубого измерения счетных импульсов с генератора 1. Электрическая длина линии 6 задержки равна t> rp . Она предназначена для исключения первого после выделенного селектором 4 счетных импульсов счетного импульса (фиг. 2 е), Импульс "Стоп" проходит через элементы ИЛИ 9 (фиг. 2 б). сбрасывается триггер 8, через элемент ИЛИ 14 устанавливает триггер 15 в единичное состояние, начиная процесс преобразования временного интервала в амплитуду в блоке 16 зарядаразряда, но с обратным знаком (фиг. 2 л), и поступает на вход селектора 4 счетных импульсов. Второй после стоп-импульса счетный импульс генератора 1 (фиг. 2 е) с выхода селектора 4 счетных импульсов через элемент ИЛИ 14 сбрасывает триггер 15, прекращая преобразование блоком 16 заряда-разряда времени в амплитуду и начиная преобразования амплитуды во временной интервал. Тот же сигнал с выхода селектора 4 счетных импульсов поступает также на входы элемента 2-2И-ИЛИ 7, но в этом случае через него пройдет незадер1659975 жанный линией 6 задержки импульс, который сбросит триггер 10, закрывая тем са° мым ключ 2 грубого измерения и прекращая прохождение счетных импульсов на вход счетчика 13 грубого измерения (фиг. 2 к).

Сигнал пилообразной формы с выхода блока 16 поступает на вход формирователя 17 импульсов (расширенного интервала времени), который осуществляет преобразование входного сигнала в . импульс прямоугольной формы длительностью(К+ 1)к

)(й +г2) (фиг. 2 м), где {й +тг }.— сумма зон неопределенностей между старт- и стоп-импульсами и последующими импульсами. С выхода формирователя 17 импульс открывает ключ 3 точного измерения для пропускания счетных импульсов генератора 1 на вход счетчика 12 точного измерения емкостью (К + 1) r (фиг. 2 н). Если (К + 1))с

x(s< + rz ) > (К+ 1) то, то по переполнению счетчика 12 точного измерения он через элемент ИЛИ 11 добавит в счетчик 13 грубого измерения один импульс.

Измеряемый интервал времени Ти в измерителе представляется в виде суммы интервалов времени тгр и тточ = (71 + т2 } . В измерителе функционирование такое, что на втором этапе преобразования амплитуда — время преобразуется только амплитуда, эквивалентная сумме зон неопределенностей между старт-импульсом и первым следующим счетным импульсом и стоп-импульсом и предыдущим стоп-импульсом, т.е. в блоке 16 заряда-разряда происходит автоматическое вычитание дополнительного пьедестала,. равного (К +

+1)2 т . Следовательно, по сравнению с прототипом время преобразования точного кода определяется следующим образом.

В предлагаемом решении время Т, необходимое для преобразования суммарного интервала интерполяции, изменяется

04 Тп < (К+ 1)2 fp и в среднем равно Тп и (К+ 1) т,.

Для прототипа в первом случае, если (К +.1)tq< Ти, то (К + 1) to < Тп< (К + 1)2 Го и в среднем Тп 1,5(К+ 1) т, во втором случае, если (К+ 1)t1 ф Tg, то(К+1)ц< Тп< (К+

+1)(ts+t2), гдет1 = ф +;т,); t2= (st+to,), тогда (К+ 1) го Тп<(К+ 1)4т, или в среднем

5 Tn 2,5 г;> (К + 1), т.е. в предлагаемом измерителе время преобразования уменьшается в зависимости от измеряемого временного интервала в 1,5 — 2,5 раз или в . среднем в 2 раза.

Формула изобретения

Измеритель временных интервалов, содержащий генератор счетных импульсов, выход которого соединен с первыми входами ключей грубого и точного измерений и селектора счетных импульсов, счетчик грубого измерения, счетчик точного измерения, вход которого соединен с выходом ключа точного измерения, второй вход которого подключен к выходу преобразователя масштаба времени, первый триггер, выход которого соединен с вторым входом ключа грубого измерения, первый элемент ИЛИ, выход которого подключен к входу второго триггера, а входы соединены с соответству25 ющими шинами старт- и стоп-импульсов, линию задержки и второй элемент ИЛИ, о тличающийся тем,что,сцелью повышения быстродействия и упрощения конструкции, в него введен элемент 2-2ИИЛИ, выход которого подключен к входу .первого триггера, первый вход соединен с четвертым входом через линию задержки и подключен к выходу селектора счетных импульсов и первому входу преобразователя масштаба времени, второй вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ и вторым входом селектора счетных импульсов, второй и третий входы элемента 2-2ИИЛИ соответственно подключены к инверсному и прямому входам второго триггера, выход ключа грубого измерения соединен с первым входом второго элемента

ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом старшего разряда счетчика точного

35 измерения, а выход подключен к входу счетчика грубого измерения.

Составитель С,Кротова

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор В.Гирняк

Редактор M. Келемеш

Заказ 1845 Тираж 278 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 б