Рециркуляционный измеритель длительности импульсов

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для построения цифровых измерителей интервалов времени. Целью изобретения является увеличение точности измерения. Рециркуляционный измеритель длительности импульсов содержит логический элемент ИЛИ 1, элемент И 2, счетчик 4 числа циркуляций, элемент 5 задержки. В измеритель введены элемент И 3, генератор 6 счетных импульсов, счетчик 7 импульсов, формирователь 8 импульсов. Введение новых элементов и возникновение новых связей приводит к достижению цели изобретения. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

РЕСПУБЛИК щ) G 04 Г 10/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СОИД ТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

f10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И 0ТНРЫТИЯМ

Г1РИ ГКНТ СССР (21) 4690730/21 (22) 15.05.89 (46) 07.07.91. Бюп. Р 25 (71) Уральский политехнический институт им. С.И. Кирова (72) В.Н. Горбунов и А.В. Потемкин (53) 681.325(038.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 708293. кл. Г 04 F 10/04, 1980. (54) РЕЦИРКУЛЯЦ1ЮННИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ИИПУЛЬСОВ (57) Изобретение относится к измери; тельной технике и может быть исполь„„SU„„1661715 А 1

2 зовано дпя построения цифровых измерителей интервалов времени. Целью изобретения является увеличение точности измерения. Рециркуляционный измеритель длительности импульсов содержит логический элемент ИЛИ 1, элемент И 2, счетчик 4 числа циркуляций, элемент 5 задержки. В измеритель введены элемент И 3, генератор 6 счетных импульсов, счетчик 7 импульсов, формирователь 8 импульсов. Введение новьм элементов и возникновение новых связей приводит к достижению цели изобретения. 2 ил.

16б1 715

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для построения цифровых измерителей интервалов времени.

Цель изобретения — повышение точности измерения за счет уменьшения методической ошибки.

Па фиг, 1 представлена структурная схема измерителя, на фиг. 2— диаграммы, поясняющие работу измерителя.

Измеритель содержит логический элемент ИЛИ 1, второй вход которого является входом измерителя, а выход соединен с первым входом логического элемента И 2, выход каторога подключен к первому входу логического эле мента И 3, к входу счетчика 4 числа циркуляций и через элеменr 5 задерж1 ки - к первому входу элемента ИЛИ 1, .другой вход счетчика 4 числа циркуля ций соединен с входом устройства, а ! выход — с вторым входом элемента И 2, второй вход элемента И 3 подключен, к выходу генератора б счетных импульсов, а выход элемента И 3 — к входу счетчика 7 импульсов, другой вход которога соединен через формирователь

8 импульсов с входом устройства.

Измеритель работает следующим образом.

Измеряемый импульс положительной

/1 полярности (фиг. 2а) длительностью а„ поступает на вход установки счетчи-! .ка 4, устанавливая его в исходное ,состояние, и на формирователь 3, ко тарый по переднему фронту измеряемоо сигнала формирует короткий импульс йоложительной полярности, поступающий а вход сброса счетчика 7, устанавли- 40

Вая его каскады в нулевое состояние (фиг. 2в),.Одновременно измеряемый

Импульс поступает на первый вход элеМента ИЛИ 1, на втором входе которого в данный момент присутствует сигнал 45 уровня логического "0", ра.зрешающий прохождение измеряемого импульса на выход элемента ИЛИ 1.

С выхода элемента ИЛИ 1 импульс поступает, на первый вход элемента И 2,50 на втором входе которого присутствует сигнал уровня логической "1" (фиг.26) с выхода счетчика 4 (указанный сигнал

Может быть получен, например, с инверсного выхода одного из каскадов счетчика 4), разрешающий прохождение импульса через элемент И 2. Сигнал с выхода элемента И 2 задерживается элементом 5 задержки на время (прил чем X с а„а ) и поступает на второй вход элемента ИЛИ 1. Поскольку на пер. вом входе элемента ИЛИ 1 после окончания входного сигнала îq присутствует л уровень логического "О" то задержанный импульс длительностью, появляетк ся на выходе элемента ИЛИ 1 °

Процесс циркуляции измеряемого импульса с периодом повторения происхол дит по замкнутому контуру (элемент

ИЛИ 1, элемент И 2, элемент 5 задержки) аналогично описанному выше первому циклу (фиг. 2г) . Количество циркуляций измеряемого импульса подсчитывается с выхода элемента И 2 счетчиком 4 по заднему фронту циркулирующего импульса. Срыв циркуляций происходит при появлении на втором входе элемента И 2 запирающего уровня (уровня логического "0") с выхода счетчика

4 (фиг. 26) после подсчета заданного числа и циркулирующих импульсов, В процессе циркуляции каждый из сигналов с выхода элемента И 2 поступает .на первый вход элемента И 3, на второй вход которого поступают счетные импульсы с генератора б (фиг. 2д), Количество счетных импульсов N с периодом Т „, совпадающих с циркулирующими импульсами и прошедших на выход элемента И 3 (фиг. 2е), фиксируется счетчиком 7. Таким образом, в счетчике 7 после окончания циркуляций записан код, соответствующий суммарному количеству счетных импульсов, что эквивалентно измерению растянутого в и раз интервала ь . При этом, поскольку

Д отсутствует синхронизация между частотой повторения счетных импульсов и частотой циркуляций (определяемой величиной задержки сигнала в элементе

5 задержки), то, во-первых, повторяющиеся парциальные измерения циркулирующих импульсов можно считать независимыми, во-вторых, на каждый 1-й (i = 1, n) измеряемый импульс циркуляций приходится различное число (N

= m или N; = тп + 1) счетных импульсов, отличающееся на 1. Число, записанное в счетчике 7 по окончании цнрп куляций, равно М = «Е.И . Иатематичес\ кое ожидание длительности импульса равно (P ч () где Р и Р1 — вероятности совпадения с измеряемым импульсом m+ f счетных импульсов соответственно.

5 166

Вероятности Р и Р определяются. как отношения числа событий к числу

Ко Кф испьгганий: P = -- P = — где К

3 О п 1= п о число событий; соответствующее совпадению измеряемого интервала с m х счетными импульсами; К вЂ” число событий, соответствующее совпадению интервала i> ñ ш+1 счетными импульсами. Таким образом, („ = — m Т + — (m+1) т л Ко К! сч сч или л NTcv (х> = —, так как N = К m + и о

+ К,(m+ 1), Если существует необходимость представить результат измерения длительности интервала Ф„числом периодов счетных импульсов (с, = В Тс,, где

" n.

В - вещественное число), операция деления на и может быть организована переносом десятичной запятой в каскадах десятичного счетчика 7 на 1 разрядов влево при и = 10, либо, е после окончания счета, сдвигом содержимого двоичньм разрядов счетчика 7 на 1 разрядов влево при п = 2 . Как. следует из (1), длительность интервала представлена нецелым числом периодов счетных импульсов, из чего сле1715 дует, что разрешающая способность измерителя значительно меньше периода счетных импульсов. Таким образом, для предлагаемого измерителя возможно измерение временных интервалов Ох, существенно меньших периода счетных импульсов Т „.

Формула изобретения

Рециркуляционный измеритель длительности импульсов, содержащий элемент ИЛИ, второй вход которого является входом устройства, а выход подключен к первому входу элемента И, выход которого соединен с входом счетчика числа циркуляций и через элемент задержки с первым входом элемента ИЛИ, 20 отличающийся тем, что, с целью увеличения точности измерения, в него введены генератор счетных импульсов, второй элемент И, счетчик импульсов и формирователь импульсов, 25 вход которого соединен с входом устройства, а выход — с входом сброса счетчика импульсов, счетный вход которого соединен с выходом второго элемента И, второй вход которого подключен к вьмоду генератора счетных импульсов, а первый вход — к выходу первого элемента И, причем второй вход счетчика числа циркуляций соединен с входом устройства, а вьмод — с вто35 рым входом первого элемента И.

1661715 е

Составитель С.Кротова

Редактор Н. Тупица Техрер Л.Сердвкоав, Корректор С. Иекмар

Ф ф .

Заказ 2122 Тир абак Подписное .ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям нри ГЕНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат. ";Патент", r.Óìãîðîä, ул. Гагарина, 101