Измеритель временных интервалов

 

д тмти -1 t: I чблбляотз1щ MBA

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских, Социалистических

Республик

<ц746397 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22):Заявлено 270378 (21) 2594925/18-10 (511 М. К,.

G 04 F 10/04 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по аслам изобретений н открытий

Опубликовано 070780. Бюллетень Ио 25

Дата опубликования описания 070780 (53) УДК 531. 76 (088.8) (72) Авторы изобретения

С. В. Денбновецкий, A. Н. Шкуро и С. Й. Кокошкин

Киевский ордена Ленина политехнический институт нм. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (71) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ

Изобретение относится к области злектроизмерений и может быть использовано для измерения временных интервалов в автоматике, вычислительной технике, приборостроении.

Известны измерители временных интервалов, в которых временной интервал измеряется путем сочетания результата измерения методом после- 1р довательного счета и результата измерения с преобразованием масштаба отрезков времени, ограниченных стартовым импульсом (стоповым импульсом) и последу @ жм (предыдушим) счетным импуль !1 сом (1) .

Наиболее близким по технической сущности является измеритель, содержащий генератор счетных импульсов, соединенный с счетчиком грубого изме-29 рения через схему ИЛИ и через ключ, подключенный к триггерам временных ворот в каналах стартового и стопового импульСов, два счЕтчика точного изйерения отрезков времени, два преобра- Ю зователя масштаба времени в каждом из каналов стартового и стопового импульсов, ключи, два формирующих триггера, подключенных к вхбдам кана.лов, триггер сложения $2) . 30

Недостатком известного устройства является погрешность измерений, обусловленная погрешность выделения счетных импульсов, ограннчиваюв1их отрезки времени t u

Цель изобретения — повьхаение точности измерения.

Цель достигается .тем, что измеритель снабжен Формирователем, регистром калибровки, элементом задержки, триггером управления калибровкой, ключом калибровки и переключателем калибровки "нуля".

Иа фиг. 1 приведена структурная электрическая схема" измерителя- временных интервалов, на фиг. 2 — временные дйаграммы ее работы.

Измеритель временных интервалов содержит генератор 1 счетных импульсов, соединенный с счетчиком 2 грубого измерения через ключ 3 и схему

4 ИЛИ и со счетчиками 5 и 6 точного иэмереиия й„ и, t> через клрч 7, схему 8 ИЛИ и ключ 9 соответственно, причем- выход счетчика 5 через схему

4 ИЛИ соединен с входом счетчика 2.

Ключи 7 и 9 соединены соответственно с преобразователями 10 и 11 мастатаба отрезков времени t и t . Один из

746397

55 входов преобразователей 10 и 11 соединен непосредственно соответственно с входом "Старт" и "Стоп", второй вход преобразователя 10 соединен с выходом ключа 12 непосредст-венно, а второй вход преобразователя

11 — c выходом ключа 13 через элемент 14 задержки. Один из входов ключей 12 и 13 соединен с генератором 1, второй — соответственно с выходами Q триггеров 15 и 16 временных ворот, счетные входы Т которых соединены соответственно с выходами ключей 17 и 18, причем выходы Q триггеров 15 и 16 подключены соответственно к входам ключей 17 и 18. Кроме того, выход Q триггера 16 и выход 15

Q триггера 15 подключены к входам ключа .3. Вторые входы ключей 17 и

18 соединены с выходами Q соответственно триггеров 19 и 20, входы S .которых подключены соответственно к эО входам "Старт" и "Стоп", третьи - с выходом генератора 1. Ко входу счетчика 6 через ключ 21 и ко входу счетчика 5 через ключ 21 и схему 8

ИЛИ подключен выход генератора 1. Вто- 25 рой вход ключа 21 соединен с выходом Q триггера 22 сложения, вход S которого соединен с выходом преобразователя 11, вход R — с выходом счет- . чика 6 ° Третий вход ключа 21 соединен с вторым выходом преобразователя 10. Кроме того, две группы переключателя калибровки П 1а и П 1б, средние . контакты которых объединены, подключены соответственно к входам старт и стоп. Через третью группу пЕреключателя калибровки П 1в выход генератора 1 подключен к входу ключа 23 калибровки, второй вход которого подключен к выходу Q триггера

24 управления калибровки, вход 5 ко- 40 торого, в свою очередь, подключен к выходу счетчика 6, вход R — к выходу счетчика 2. Выход ключа 23 калиб- . ровки подключен к входу регистра 25 калибровки непосредственно и к входу счетчика 5 через схему 8 ИЛИ. Первый и второй коммутируемые контакты четвертой группы переключателя П 1г калибровки подключены соответственно ко второму и третьему входу счетчика 5. Выходы разрядов каждой иэ декад 25а, 256 н 25Ь регистра

25 калибровки соединены соответственно с разрядами декад 5а, 55 и

5ф счетчика 5. Декады 2а, 28 и 2Ь сЧетчика 2 соединены между собой Акже как и декады счетчика 5 и регистра 25 последовательно. К контактам переключателя калибровки подключен формирователь 26.

В исходном состоянии в режиме 60 калибровки "нуля" счетчики 5 и 6 и регистр 25 установлены в нуль. Декады 2а, 2S,. 2b устанавливаются s сос-,тояние, при котором в счетчике 2 оказывается записанным число в де- 65 сятичном коде "997". Триггеры 15, 16, 19, 20, 22 и 24, держат соответственно ключи 13, 17, 18, 21, 23, а также 3 и 12 в закрытом состоянии. Ключи 7 и 9, управляемые соответственно преобразователями 10 и 11 закрыты.

С приходом на входы "Старт" и

"Стоп" одного и того же импульса калибровки (см. фиг. 2a), что означает в сущности измерение временного интервала нулевой длительности, триггер 19 перебрасывается (см. фиг. 26), открывая ключ 17. Первый из счетных импульсов, следующих с периодом Г с генератора 1 (см. фиг. 2Е), прошедший через ключ 17 (см. Фиг. 2г), задним фронтом переключает триггер 15 (см.фиг. 2А и 2е).

При этом сигналом с выхода Q триггера 15 (см. фиг. 2д) ключ 17 закрывается, что Делает невозможным дальнейшее прохождение через него счетных импульсов. Сигнал с выхода Q, триггера 15 открывает ключи 3 и 12.

При этом через ключ 12 начинают проходить счетные импульсы (см. фиг. 2ж) на преобразователь 10, первый из которых будет соответствовать окончанию отрезка времени начало которого определяется импульсом калибровки. Аналогично с приходом импульса калибровки в канале стопового импульса происходят процессы (см. Фиг. 2 †. 2 ) по выделению .отрезка времени t, с той лишь разницей, что переключение триггера 16 (cM. фиг. 2K)закрывает ключ 3.

В результате счетные импульсы не проходят через ключ 3 на вход схемы 4 ИЛИ. .Преобразователи 10 и 11 масштаба времени обеспечивают увеличение в

k-раз длительностей соответственно отрезков времени, и tz . С вы- хода преобразователей 10 и 11 импульсы с длительностями kt и kt открывают соответственно ключи 7 и 9. В результате этого в счетчики 5 и б проходит число счетных импульсов, пропорциональное соответственно величинам отрезков времени kt и kt

По окончании действия импуль а с преобразователя 10 снимается запрет на ключ 21, по окончании импульса. с преобразователя 9 переключается триггер 22. При этом ключ 21 открывается и начинается одновременное прохождение счетных импульсов на счетчики 5 и б до момента переполнения счетчика 6, при котором триггер

22 возвращается в исходное состояние, а ключ 21 закрывается, т. е. при этом на счетчик 5 пройдет число счетных импульсов, недостающее до полного заполнения счетчика 6. Так как емкость счетчика 6 составляет число импульсов, соответствующее отрезку времени 3, то после измерения

746397 отрезка времени kt2 число счетных импульсов, недостающее до полного заполнения этого счетчика (см.фиг.2и), соответствует отрезку времени (или t2 = 3"о 2 ) °

В результате на счетчик 5 емкость которого составляет число импульсов, соответствующее отрезку времени

oi в общей сложности проходит число счетных импульсов, соответствующее отрезку времени kt + kt (или t + t )

1 2 2

Возникающие при этом. импульсы переноса с выхода счетчика 5 через схему . 4 ИЛИ поступают на счетчик 2 грубого измерения.

Очевидно, что в идеальноМ случае, т. е. без учета внутренних временных задержек счетных импульсов на элементах ключей 12 и 13, а также на элЕментах преобразователей 10 и 11, отрезки времени kt u kt2 (или t,-t ) разны между собой (cM. фиг. 2Ж и 2 ), 0 в этом случае сумма kt + kt = 3k

1 2 = О (или t + с2 3 i ) . При этом на выходе счетчика 5 возникают три импульса переноса, которые, пройдя в счетчик 2 (см. фиг. 2н ), установят в 25 нем число в десятичном коде, равное

"000", кроме того, сам счетчик 5 окажется также в состоянии "нуль". Однако, в результате задержки счетных импульсов на элементах измерителя Qp реальные значения отрезков времени

kt, и kt2 (или t, и tz) не равны между собой:t, + и t2 + (см. фиг. 2ж и 2м" ) в общем случае ъц зр пРи t><) t>2 очевйДно,что результат сложения отрезков времени и

k(3+ -t 2 -tp2) будет 23k lp при

t>< < t>< результат сложения (ЗИо.

Для получения однозначного результата сложения (а именно < 3k% ) счетный импульс с выхода ключа 13 задержи- 0 вается элементом задержки на вели-. чину t> (см. фиг. 2м"), причем выбирается заведомо такой величины, чтобы выполнялось условие t (t

Q Ъ 32+ э3 B BToM случае результат сложения (3kt и с выхода счетчика

5 в счетчик 2 проходит только два импульса переноса (см. фиг. 2н").

Тогда в режиме калибровки после окончания сложения отрезков k(t, + t )

„,2 ЭЗ ) ° т. е в момен переполнения счетчика б триггер 24 перебрасывается, и ключ 23 открывается, в результате чего начинается одновременное прохождение им- 55 пульсов на вход счетчика 5 через схему 8 ИЛИ и на вход регистра 25 калибровки. В момент переполнения счетчика 2 триггер 24 управления калибровкой возвращается в исходное Я} состояние, и ключ 23 закрывается.

Таким образом, в регистре 25 калибровки фиксируется число счетных импульсов, недостающее до полного заполнения счетчика 2 и 5, т. е..

65 число счетных импульсов, определяемое соотношением величин Ь Ь2 ЗЬВ режиме измерений в результате переключателя подача импульса калибровки на входы старт, стоп и счетных импульсов на ключ 23 прекращается.

Кроме того, импульс начальной установки через группу П 1г подается не на вход установки счетчика 5 в нуль, а на вход переписи в счетчик 5 кода из регистра 25 калибровки. Таким образом, перед началом каждого измерения в счетчике 2 устанавливается число в десятичном коде "997", а в счетчике 5 число в десятичном коде, соответствующее величинам t < t 2

Ф эзФормула изобретения

Измеритель временных интервалов

В содержащий генератор счетных импульсов, на выход которого через схему ИЛИ и через ключ включен счетчик грубого измерения,. триггерй временных ворот, выходы которых соединены со входами ключа, два счетчика точного измерения отрезков времени, два преобразователя масштаба вре- мени, ключи, два формирующих триггера, подключенных к входам каналов, триггер сложения, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него вве- . дены формирователь, регистр калибровки, элемент задержки, триггер управления калибровкой. ключ калибровки, переключатель калибровки "нуII ля, через контакты двух групп которого один из выходов формирователя соединен с входами "Старт" и "Стоп", выход генератора счетных импульсов через контакты третьей группы переключателя соединен с входом ключа калибровки, через контакты четвертой группы переключателя второй выход формирователя соединен с входом установки в нуль счетчика в канале стартового импульса и с входом переписи параллельного кода из регистра калибровки, один из входов триггера управления калибровкой соединен с выходом счетчика точного измерения отрезка. времени в канале стопового импульса, выход счетчика грубого измерения подключен к вторбму входу триггера управления калибровкой, к выходу последнего подключен вход регистра калибровки и через схему

ИЛИ вход счетчика точного измерения отрезка времени в канале стартового импульса, причем, выход регистра калибровки в параллельном коде подключен ко входу счетчика точного измерения, отрезка времени в канале стартового импульса, кроме того, в канале стопового импульса второй

746397 вход преобразователя масштаба времейи соединен с выходом ключа через элемент задержки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 505009, кл. G 04 F 10/02, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

М 551600, кл. G 04 F 10/02, 1975 (прототип).

746397

1Г LI " LI ж и

М

Составитель В. НовицКий

Техред И.Асталош

Редактор Н. Шильникова

Корректор Е. Папп

Заказ 4100/15 Тираж 4 82

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4