Цифровой измеритель временных интервалов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

«i>662907,.---г-" .,лГ") а 1 в4Й "", (51)м, Л,2 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 180277 (21) 2456114/18-10 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет

604 F 10/04

Государственный комитет

СССР по делам изобретений. н открытий

Опубликовано 1505.79 Бк>ллвтеиь 8о 18 (53) УДК 681. 11 (088.8) Дата опубликования описания 180579 (72) Автор изобретения

В, A. Потехин

7 1 ) ЗеяВИтЕЛЬ Томский ин ститУт автоматизированных систем Управ ен Я ( и радиоэлектроники (54) ЦИФРОВОЙ ИЗИЕРИТЕЛЬ BPEMEHHHX

И HT EP ВАЛОВ

Изобретение относится к области радиои змеритель ной техни ке и может быть использовано для измерения временных интервалов, Известны устройства для цифрового измерения длительности временных интервалов, осуществляющие измерение путем заполнения этого интервала импульсами образцовой частоты. Для увеличения точности измерения ошибка измерения, возникающая иэ-эа несинхрон- ности тактовых импульсов и конца измеряемого интервала, устраняется интерполяцией, причем интерполяции подвергается интервал времени, включаю- 15 щий еще несколько периодов счетной частоты (1) .

Известен также цифровой измеритель временных интервалов, содержащий ключ,20 генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с одним иэ входов ключа, второй вход которого является входом измерителя, счетчик, вход которого соединен с выходом ключа, а также имеющий два канала преобразования, каждый из которых состоит из последовательно соединенных формирующего устройства и преобразоватеЛя время-амплитуда, причем один иэ входов каждого формирующего устройства подключен к входу и эмери тел я (2) .

Однако этот цифровой измеритель отличается сложным процессом измерения и большой погрешностью.

Цель изобретения — уменьшение погрешности и упрощение процесса измерения, Для этого в цифровой измеритель временных интервалов, содержащий ключ, генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с одним иэ входов ключа, второй вход которого является входом измерителя, счетчик, вход которого соединен с выходом ключа, а также два канала преобразования, каждый из которых состоит иэ последовательно соединенных формирующего устройства и преобразователя время-амплитуда, причем один иэ входов каждого формирующего устройства подключен к входу измерителя, введены преобразователь амплитуда-код, подключенный к выходам преобразователей время-амплитуда, последовательно включенные дополнительный ключ и блок выделения п-oro импульса, причем вход дополнительного ключа связан с выходом формирующего устройства первого канала, а выход блока выделения п-ого импуль662907

Формула изобретения

ca — с вторым входом Формирующего устройства первого канала, и последо— Ъатеютьно;включенные второй дополнительный ключ и блок выделения и-1-огс импульса, причем второй вход второго дополнительного ключа связан с выхо,цом формирующего устройства второго ключа, к второму входу которого подКлючен выход блока выделения и-1-ого импульса, при этом вторые выходы дополнительных ключей подключены на выход генератора тактовых импульсов. 10

На фиг, 1 приведена схема устройства; на фиг, 2 - временные диаграммы работы устройства.

Устройство содержит ключ 1, тактовый генератор импульсов 2, счетчик 3, 16 формирующее устройство 4 первого канала, преобразователь 5 время-амплиту да первого канала, ключ б, устройСтво

7 выделения и-го импульса, формирующее устройство 8 второго канала, пре- 20 образователь 9 время-амплитуда второго канала, ключ 10, устройство 11 выделения и-1-oro импульса и преобразо/ ватель 12 амплитуда-код.

Цифровой измеритель временных интервалов работает следующим образом.

Измеряемый временной интервал (фиг. 2а) поступает на вход ключа, на второй вход которого поступают импульсы (фиг. 2б) с тактового генератора 2. В течение действия измеряемо го интервала тактовые импульсы проходят на счетчик 3. Передним фронтом ° .измеряемого интервала вКлючается формирующее .устройство 4, например. триггер с раздельным запуском. Вы- 35, ходным импульсом формирователя запускается преобразователь 5 время-амплитуда одного канала, например, интегратор опорного напряжения, а также включается ключ б. На выходе клю- 40 ча появляются тактовые импульсы, котбрые поступают на устройство 7 выделения и-oro импульса. Это устройство может быть выполнено на базе триггерного делителя частоты. Коэффициент 45 деления выбирается равным или больше трех, Оптимальным является коэффици ент К = 3 (пояснено ниже), При прохождении третьего (п-ого, где и = К) тактового импульса после начала измеряемого интервала на выходе устройства 7 формируется сигнал, с помощью которого возвраЩается в исходнбе состояние формирователь 4. При этом прекращается дальнейшая работа интегратора 5 и тактовые импульсы через ключ 6 не проходят ° Длительность им пульса, полученного на выходе формирующего устройства, равна 2to + gt„ (Фиг. 2в) и будет всегда в пределах от 2 до ЗФ, так как ьйн изменяет- 60 ся в пределах от 0 до at„. Амплитуда импульса дан на выходе преобразователя 5 (фиг. 2г) прямо пропорциональна длительности сформированного импульса 2 + лаан, а ее относитель4 ное изменение тем выше, чем меньше выбран коэффициент К. Аналогично раббтает и второй канал преобразования.

Формирующее устройство 8 запускается задним фронтом измеряемого импульса.

При этом включается преобразователь

9 Ьремя-амплитуда и ключ 10. Ключ пропускает тактовые импульсы, которые поступают на устройство выделения и-1-ro импульса, которое представляет собой делитель частоты. Для случая

К = n = 3 этот делитель может быть выполнен на одном триггере со счетным запуском. Длительность импульса, полученного на выходе формирующего устройства 8 равна 2 - д к (фиг. 2д) и в общем случае меняет от - t до

21 . Отсюда ясна причина выбора минимального значения К = З,так как при

К = 2 длительность второго сформированного интервала лежит в пределах от

0 до t ÷òo недопустимо ввиду сложности обработки коротких сигналов.Амплитуда сигнала aU< на выходе преобразователя 9 пропорциональна длительности сформированного временного интервала

2t -at < (фиг, 2е), Разность напряжений на выходе обоих преобразователей всегда положительна и пропорциональна временам рассогласования начала и конца измеряемого интервала относительно тактовых импульсов. к о 2 +At а н к. н к о н о к

Эта разность напряжений преобразуется в цифровой код с помощью преобразователя 12 амплитуда-код.Цифровое значение этого преобразователя является нониусом для показаний основно го счетчика.

В предлагаемом измерителе, благодаря введению в каналы преобразования делителей частоты на и и п-l, увеличена длительность преобразуемых интервалов и сокращен их динамический диапазон. Динамический диапазон не превышает двух, т,е. в одном канале преобразуемый интервал изменяется от

2t до Çt, а в другом канале от до 2t (для К = 3), Цифровой измеритель временных интервалов, содержащий ключ, генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с одним иэ входов ключа, второй вход которого является входом измерителя, счетчик, вход которого соединен с выходом ключа, а также два канала преобразования, каждый из которых состоит иэ последовательно соединенных формирующего устройства и преобразователя время-амплитуда, причем один из входов каждого формирующего устройства подключен к входу измерителя, отличающийся тем, что, с целью уменьшения погреш66290 с а ик

Составитель,В.Митряев

Редакто Л, Шмелькин Тех е С. Мигай KO екто A. Г и енко

Заказ 2693/48 Тираж 50 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва, Ж-35 Ра ская наб . 4 5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, ч ности и упрощения процесса измерения, в него введены преобразователь ампли.туда-код, подключенный к выходам преобразователей время-амплитуда, последовательно включенные дополнительный ключ и блок выделения и-ого импульса, причем вход дополнительного ключа 5 связан с выходом формирующего устройства первого канала, а выход блока выделения n-ora импульса - с вторьм входом формирующего устройства первого канала, и последовательно включен- 10 ные второй дополнительный ключ и блок выделения и-1-oro импульса, причем второй вход второго дополнительного

7 6 ключа связан с выходом Формирующего устройства второго ключа, к втором / входу которого подключен выход блока выделения и-1-ого импульса, при этом вторые выходы дополнительных ключей подключены на выход генератора тактовых импульсов, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 . Заявка Р 2173199, кл, G04 F

10/04, 1975, по которой принято решение о выдаче авторского свидетельства.

2. Патент QOA 9 3541448, кл. 324-186, кл, 504 F 10/00, 1970.