RU2133053C1

RU2133053C1 - Method of accelerated nonius interpolation of time intervals

Info

Publication number: RU2133053C1
Application number: RU97112132/28A
Authority: RU
Inventors: Е.И. Гурин
Original assignee: Гурин Евгений Иванович
Priority date: 1997-07-21
Filing date: 1997-07-21
Publication date: 1999-07-10

Abstract

FIELD: interpolation of time intervals. SUBSTANCE: proposed method is based on detection of moment of coincidence of signal across output of nonius generator with one of set of basic and auxiliary reference signals shifted one relative another. Method differs from other known procedures by introduction of additional calibration mode during which correction determined as number of nonius pulses between coincidences of nonius signals with auxiliary and basic reference signals is found per each auxiliary reference signal. During measurement number of nonius pulses to coincidence of nonius signal with any of auxiliary or basic reference signals is counted. Correction for auxiliary signal with which coincidence has occurred is added to obtained value. If nonius signal has coincided with basic reference signal then correction is not made. EFFECT: increased speed of action of nonius meters of time intervals without reduction of accuracy. 4 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной и вычислительной технике и может использоваться для измерения с высокой точностью и высоким быстродействием временных интервалов между импульсами, поступающими с высокой интенсивностью. The invention relates to measuring and computer engineering and can be used to measure with high accuracy and high speed time intervals between pulses arriving with high intensity.

Известен способ нониусной интерполяции, основанный на подсчете нониусных импульсов от момента поступления входного импульса до совпадения основного и нониусного сигналов [1]. Недостатком этого способа является низкое быстродействие, обусловленное тем, что для измерения требуется достаточно длительный отрезок времени, который может многократно превосходить по длительности измеряемый интервал. A known method of vernier interpolation, based on the calculation of vernier pulses from the moment of receipt of the input pulse to the coincidence of the main and vernier signals [1]. The disadvantage of this method is the low speed, due to the fact that the measurement requires a sufficiently long period of time, which can be many times longer than the measured interval.

Наиболее близким к предлагаемому является способ нониусной интерполяции [2], при котором в момент поступления границы временного интервала осуществляется запуск нониусного генератора, а окончание преобразования производится при совпадении нониусного сигнала с передним фронтом или спадом основного сигнала. Этот способ позволяет примерно в два раза повысить быстродействие нониусного метода, однако, при использовании этого способа снижается точность нониусного метода из-за невозможности обеспечить параметры основного и нониусного сигналов, в том числе скважность импульсов основного сигнала с точностью, присущей нониусному методу. Кроме того, во многих случаях двукратное повышение быстродействия оказывается недостаточным. Closest to the proposed one is the vernier interpolation method [2], in which at the moment the boundary of the time interval arrives, the vernier generator is launched, and the conversion is completed when the vernier signal coincides with the leading edge or decay of the main signal. This method allows you to approximately double the performance of the vernier method, however, when using this method, the accuracy of the vernier method is reduced due to the inability to provide parameters for the main and vernier signals, including the duty cycle of the main signal pulses with an accuracy inherent in the vernier method. In addition, in many cases, a twofold increase in speed is insufficient.

Изобретение направлено на повышение быстродействия нониусного метода без снижения его точности. The invention is aimed at improving the performance of the vernier method without reducing its accuracy.

Поставленная цель достигается тем, что в способе, основанном на запуске нониусного генератора в момент поступления границы временного интервала и детектировании момента совпадения сигнала на выходе этого генератора с опорным сигналом, используют набор сигналов, включающий сдвинутые друг относительно друга основной и вспомогательные опорные сигналы, до начала измерения проводят калибровку, при которой определяют поправку для каждого вспомогательного сигнала, а при измерении подсчитывают количество нониусных импульсов до совпадения нониусного сигнала с любым из вспомогательных или основным опорными сигналами и к полученному значению добавляют поправку для вспомогательного сигнала, с которым произошло совпадение, а если совпадение нониусного сигнала произошло с основным опорным сигналом, то добавление не производят. This goal is achieved by the fact that in a method based on starting a vernier generator at the moment of arrival of the time interval boundary and detecting the moment of coincidence of the signal at the output of this generator with the reference signal, a set of signals is used, including the primary and auxiliary reference signals shifted relative to each other, before the measurements are calibrated, in which the correction for each auxiliary signal is determined, and during the measurement, the number of nonius pulses is calculated until they coincide the vernier signal with any of the auxiliary or main reference signals and add the correction to the obtained value for the auxiliary signal with which there was a match, and if the vernier signal coincides with the main reference signal, then no addition is made.

Кроме того используют два нониусных генератора, запускаемых соответственно начальной и конечной границами измеряемого интервала, определяют количество импульсов основного опорного сигнала между моментами окончания преобразования в нониусных генераторах, к количеству импульсов основного опорного сигнала добавляют поправку для вспомогательного сигнала, с которым произошло совпадение, соответствующего концу измеряемого временного интервала, и вычитают поправку для вспомогательного сигнала, с которым произошло совпадение, соответствующего началу измеряемого временного интервала. In addition, two vernier generators are used, which are started respectively by the initial and final boundaries of the measured interval, the number of pulses of the main reference signal between the moments of the end of the conversion in the vernier generators is determined, and the correction for the auxiliary signal coinciding with the end of the measured signal is added to the number of pulses of the main reference signal time interval, and subtract the correction for the auxiliary signal, which coincided, respectively vuyuschego top of the measured time interval.

Кроме того при калибровке поправку для каждого вспомогательного опорного сигнала определяют как количество нониусных импульсов между совпадением нониусного сигнала с этим вспомогательным опорным сигналом и совпадением нониусного сигнала с основным опорным сигналом. In addition, during calibration, the correction for each auxiliary reference signal is defined as the number of nonius signals between the coincidence of the nonius signal with this auxiliary reference signal and the coincidence of the nonius signal with the main reference signal.

Кроме того при калибровке поправку для каждого вспомогательного опорного сигнала определяют как среднее значение по многократным оценкам. In addition, during calibration, the correction for each auxiliary reference signal is determined as the average value from multiple estimates.

Кроме того при калибровке для каждого вспомогательного опорного сигнала сначала определяют предварительную поправку как количество нониусных импульсов между совпадением нониусного сигнала с этим вспомогательным опорным сигналом и следующим ближайшим совпадением нониусного сигнала с любым из вспомогательных или основным опорным сигналами, а окончательное значение поправки для каждого вспомогательного опорного сигнала вычисляют суммированием предварительных поправок до совпадения с основным опорным сигналом. In addition, when calibrating for each auxiliary reference signal, the preliminary correction is first determined as the number of nonius signals between the coincidence of the nonius signal with this auxiliary reference signal and the next closest match of the nonius signal with any of the auxiliary or main reference signals, and the final correction value for each auxiliary reference signal calculated by summing the preliminary corrections to match the main reference signal.

На фиг. 1 поясняется применение заявляемого способа для случая, когда используются три вспомогательных сигнала. На фиг. 2 приведены временные диаграммы для случая, когда детектирование импульсов основного опорного сигнала производится между моментами окончания преобразования в нониусных генераторах, как в п. 2 формулы изобретения. На фиг. 3 показано одно из возможных устройств, реализующих заявляемый способ. На фиг. 4 приведена схема нониусного блока для устройства, изображенного на фиг. 3. На фиг. 5 и 6 показаны временные диаграммы работы нониусного блока, изображенного на фиг. 4, в режимах калибровки и измерения. In FIG. 1 illustrates the application of the proposed method for the case when three auxiliary signals are used. In FIG. 2 shows timing diagrams for the case when the detection of pulses of the main reference signal is made between the moments when the conversion is completed in vernier generators, as in paragraph 2 of the claims. In FIG. 3 shows one of the possible devices that implement the inventive method. In FIG. 4 is a diagram of a vernier unit for the device of FIG. 3. In FIG. 5 and 6 are timing diagrams of the operation of the vernier block depicted in FIG. 4, in calibration and measurement modes.

На фиг. 1 изображено: 1 - входной сигнал запуска; 2 - нониусный сигнал с периодом T_н, 3 - основной опорный сигнал с периодом T_о; 4-1, 4-2, 4-3 - первый, второй и третий вспомогательные сигналы. Период T_н нониусного сигнала связан с периодом T_о основного опорного сигнала соотношением
T_н=(K+1)•T_о/K (1)
где K - коэффициент интерполяции (целое число), задающий точность нониусного метода. Вспомогательные опорные сигналы формируются из основного опорного сигнала путем сдвига друг относительно друга на величину T_о/(n+1), где n= 3 - количество вспомогательных сигналов. В предлагаемом способе не требуется обеспечения точного сдвига между опорными сигналами, так как если сдвиг отличается от номинального значения, то это будет выявлено в режиме калибровки и соответственно учтено при вычислении кодов временных интервалов.In FIG. 1 shows: 1 - input trigger signal; 2 - vernier signal with a period T _n , 3 - main reference signal with a period T _o ; 4-1, 4-2, 4-3 - the first, second and third auxiliary signals. The period T _{n of the} vernier signal is related to the period T _{o of the} main reference signal by the ratio
T _n = (K + 1) • T _o / K (1)
where K is the interpolation coefficient (integer), which sets the accuracy of the vernier method. Auxiliary reference signals are formed from the main reference signal by shifting relative to each other by the value of T _about / (n + 1), where n = 3 is the number of auxiliary signals. In the proposed method, it is not necessary to ensure an accurate shift between the reference signals, since if the shift is different from the nominal value, this will be detected in the calibration mode and accordingly taken into account when calculating the codes of time intervals.

До начала измерения проводится калибровка. Во время калибровки определяется количество R_i[j] импульсов нониусного сигнала между совпадением нониусного сигнала с j-м вспомогательным сигналом и совпадением нониусного сигнала с основным опорным сигналом для всех i и j (i - номер нониусного сигнала). В простейшем случае, в том числе на фиг. 1, когда используется один нониусный сигнал, индекс i может быть опущен. На фиг. 1 и в дальнейшем предполагается, что количество нониусных импульсов равно количеству периодов соответствующего сигнала. В реальных схемах, в том числе и в известных, это может обеспечиваться сдвигом подсчитываемых импульсов, их инверсией, началом счета со второго импульса и т.п. В приведенном на фиг. 1 примере поправки равны: R[1] = 9; R[2]=6; R[3]=3. Поправка R[1] для первого вспомогательного сигнала определяется как количество импульсов между совпадением нониусного сигнала 2 с первым вспомогательным сигналом 4-1 в точке A и совпадением нониусного сигнала с основным опорным сигналом 3 в точке B. Поправка R[2] для второго вспомогательного сигнала определяется как количество импульсов между совпадением нониусного сигнала 2 с вторым вспомогательным сигналом 4-2 в точке C и совпадением нониусного сигнала с основным опорным сигналом 3 в точке B. Поправка R[3] для третьего вспомогательного сигнала определяется как количество импульсов между совпадением нониусного сигнала 2 с третьим вспомогательным сигналом 4-3 в точке D и совпадением нониусного сигнала с основным опорным сигналом 3 в точке В.Prior to measurement, calibration is performed. During calibration, the number of R _i [j] pulses of the nonius signal is determined between the coincidence of the nonius signal with the jth auxiliary signal and the coincidence of the nonius signal with the main reference signal for all i and j (i is the number of the nonius signal). In the simplest case, including in FIG. 1, when a single vernier signal is used, index i may be omitted. In FIG. 1 and hereinafter it is assumed that the number of nonius pulses is equal to the number of periods of the corresponding signal. In real circuits, including well-known ones, this can be ensured by a shift of the counted pulses, their inversion, the start of counting from the second pulse, etc. In the FIG. 1 example, the amendments are equal: R [1] = 9; R [2] = 6; R [3] = 3. The correction R [1] for the first auxiliary signal is defined as the number of pulses between the coincidence of the nonius signal 2 with the first auxiliary signal 4-1 at point A and the coincidence of the nonius signal with the main reference signal 3 at point B. Correction R [2] for the second auxiliary signal defined as the number of pulses between the coincidence of the nonius signal 2 with the second auxiliary signal 4-2 at point C and the coincidence of the nonius signal with the main reference signal 3 at point B. Correction R [3] for the third auxiliary signal is determined as the number of pulses between the coincidence of the nonius signal 2 with the third auxiliary signal 4-3 at point D and the coincidence of the nonius signal with the main reference signal 3 at point B.

Поправки могут определяться путем однократного подсчета импульсов или путем усреднения многократных подсчетов, как в п. 4 формулы изобретения. В последнем случае для каждого вспомогательного сигнала многократно повторяют определение поправки с целью нахождения среднего значения, что позволяет снизить влияние случайной составляющей погрешности, вызванной кратковременным отклонением частоты нониусного сигнала от номинального значения, нестабильностью работы схем детектирования совпадений и т.д. Corrections can be determined by a single count of pulses or by averaging multiple counts, as in paragraph 4 of the claims. In the latter case, for each auxiliary signal, the correction is repeated many times in order to find the average value, which reduces the influence of the random component of the error caused by a short-term deviation of the frequency of the nonius signal from the nominal value, the instability of the coincidence detection schemes, etc.

Поправка для каждого вспомогательного сигнала может вычисляться как сумма предварительных поправок до совпадения с основным опорным сигналом, как в п. 5 формулы изобретения. Предварительная поправка при этом определяется как количество импульсов между совпадением нониусного сигнала с этим вспомогательным опорным сигналом и следующим ближайшим совпадением нониусного сигнала с любым из вспомогательных или опорным сигналом. В случае, если используются три вспомогательных сигнала (как на фиг. 1), то для первого вспомогательного сигнала следующим ближайшим совпадением будет совпадение нониусного сигнала с вторым вспомогательным сигналом, для второго вспомогательного сигнала следующим ближайшим совпадением будет совпадение нониусного сигнала с третьим вспомогательным сигналом, для третьего вспомогательного сигнала следующим ближайшим совпадением будет совпадение нониусного сигнала с основным опорным сигналом (см. фиг. 1). В соответствии с п. 5 формулы изобретения для первого сигнала измеряется предварительная поправка Q[1] - количество импульсов между совпадениями нониусного сигнала с первым и вторым вспомогательными сигналами в точках A и C. Для второго вспомогательного сигнала измеряется предварительная поправка Q[2] - количество импульсов между совпадениями нониусного сигнала с вторым и третьим вспомогательными сигналами в точках C и D. Для третьего вспомогательного сигнала следующим совпадением будет совпадение с основным опорным сигналом, поэтому для него сразу определяется поправка R[3]. Окончательные значения поправок вычисляются по формулам R[2]=R[3]+Q[2], R[1]= R[2]+Q[1]=R[3+Q[2]+Q[1]. Такой порядок определения поправок позволяет в ряде случаев сократить разрядность счетчиков, на которых осуществляется подсчет импульсов. The correction for each auxiliary signal can be calculated as the sum of preliminary corrections to coincide with the main reference signal, as in paragraph 5 of the claims. In this case, the preliminary correction is defined as the number of pulses between the coincidence of the nonius signal with this auxiliary reference signal and the next closest coincidence of the nonius signal with any of the auxiliary or reference signals. In case three auxiliary signals are used (as in Fig. 1), then for the first auxiliary signal the next closest match will be the coincidence of the vernier signal with the second auxiliary signal, for the second auxiliary signal the next closest match will be the coincidence of the vernier signal with the third auxiliary signal, for of the third auxiliary signal, the next closest match will be the coincidence of the vernier signal with the main reference signal (see Fig. 1). In accordance with paragraph 5 of the claims for the first signal, the preliminary correction Q [1] is measured - the number of pulses between the coincidence of the vernier signal with the first and second auxiliary signals at points A and C. For the second auxiliary signal, the preliminary correction Q [2] is measured - the number pulses between the coincidences of the vernier signal with the second and third auxiliary signals at points C and D. For the third auxiliary signal, the next coincidence will be the coincidence with the main reference signal, therefore, for n once determined correction of R [3]. The final corrections are calculated using the formulas R [2] = R [3] + Q [2], R [1] = R [2] + Q [1] = R [3 + Q [2] + Q [1]. This procedure for determining corrections makes it possible in some cases to reduce the bit depth of the counters on which the pulses are counted.

При измерении импульс входного сигнала 1 задает фазу нониусного сигнала 2, который в приведенном на фиг. 1 примере совпадает с первым вспомогательным сигналом 4-1 в точке А, и преобразование на этом заканчивается. При этом от момента запуска до момента совпадения будет зафиксировано М[1]=2 импульсов (периодов нониусного сигнала). Для получения конечного результата к коду М[1] добавляется определенный в режиме калибровки код R[1]=9. В результате получается
N = М[1] + R[1] = 11 (2)
Если бы преобразование проводилось известным способом, то оно закончилось бы в точке В и было бы зафиксировано N=11 импульсов. В предлагаемом способе преобразование дает такой же результат, однако завершается раньше. Предлагаемый способ может применяться как в чистом виде, так и для интерполяции, когда код временного интервала грубо определяется импульсами опорного генератора, а отрезки между границами измеряемого интервала и ближайшим импульсом опорного генератора измеряются нониусным методом. Данный способ может использоваться также тогда, когда начальная граница измеряемого интервала задает фазу опорного сигнала, а конечная граница - фазу нониусного сигнала.In the measurement, the pulse of the input signal 1 sets the phase of the nonius signal 2, which in FIG. 1 example coincides with the first auxiliary signal 4-1 at point A, and the conversion ends there. In this case, from the moment of launch to the moment of coincidence, M [1] = 2 pulses (periods of the vernier signal) will be fixed. To obtain the final result, code R [1] = 9 defined in the calibration mode is added to the code M [1]. The result is
N = M [1] + R [1] = 11 (2)
If the conversion were carried out in a known manner, then it would end at point B and N = 11 pulses would be recorded. In the proposed method, the conversion gives the same result, but is completed earlier. The proposed method can be used both in pure form and for interpolation, when the code of the time interval is roughly determined by the pulses of the reference generator, and the segments between the boundaries of the measured interval and the nearest pulse of the reference generator are measured by the nonius method. This method can also be used when the initial boundary of the measured interval defines the phase of the reference signal, and the final boundary determines the phase of the nonius signal.

Если бы при измерении совпадение произошло с вторым вспомогательным сигналом, то добавлялась бы поправка R[2], если с третьим - то поправка R[3]. Если при измерении совпадение происходит с основным опорным сигналом, то поправка не добавляется. If during measurement the coincidence occurred with the second auxiliary signal, then the correction R [2] would be added, if with the third - then the correction R [3]. If the measurement coincides with the main reference signal, then the correction is not added.

На фиг. 2 показана временная диаграмма для случая, когда при измерении для вычисления кода L временного интервала Т используются импульсы опорного сигнала между моментами совпадения нониусных сигналов с опорным по п. 2 формулы изобретения. В приведенной на фиг. 2 диаграмме используется 3 вспомогательных сигнала. In FIG. 2 shows a timing chart for the case when, when measuring to calculate the code L of the time interval T, the pulses of the reference signal between the moments of coincidence of the vernier signals with the reference signal according to claim 2 are used. In the FIG. 2 diagram uses 3 auxiliary signals.

На фиг. 2 изображено: 5 - входной сигнал, импульсы которого задают границы интервала Т; 6 и 7 - первый и второй нониусные сигналы; 8 - основной опорный сигнал; 9-1, 9-2 и 9-3 - первый, второй и третий вспомогательные сигналы. In FIG. 2 shows: 5 - an input signal whose pulses define the boundaries of the interval T; 6 and 7 - the first and second vernier signals; 8 - the main reference signal; 9-1, 9-2 and 9-3 are the first, second and third auxiliary signals.

При использовании известного способа код L временного интервала Т вычисляется по формуле
L = К•N₀ + (К + 1)•(N₁ - N₂)
где N₁ и N₂ - количество импульсов первого 6 и второго нониусных сигналов от момента запуска до совпадения с основным опорным сигналом 8, N₀ - количество импульсов основного опорного сигнала между этими совпадениями. В примере, показанном на фиг. 2, N₁=8, N₂=5, N₀=3. При использовании заявляемого способа сначала проводится калибровка для оценки количества импульсов R₁[j] и R₂[j] (j=1,2,3) между совпадениями нониусного сигнала с j-м вспомогательным опорным сигналом для первого и второго нониусных сигналов соответственно так, как описано выше в соответствии с п.п. 1, 3, 4 формулы изобретения. Для упрощения в примере, показанном на фиг. 1, поправки равны следующим значениям: R₁[1]=R₂[1]=9, R₁[2]=R₂[2]=6, R₁[3]=R₂[3]=3, хотя в общем случае поправки R₁[j] и R₂[j] при одном j могут и не совпадать.When using the known method, the code L of the time interval T is calculated by the formula
L = K • N ₀ + (K + 1) • (N ₁ - N ₂ )
where N ₁ and N ₂ - the number of pulses of the first 6 and second vernier signals from the moment of start to coincide with the main reference signal 8, N ₀ - the number of pulses of the main reference signal between these coincidences. In the example shown in FIG. 2, N ₁ = 8, N ₂ = 5, N ₀ = 3. When using the proposed method, calibration is first performed to estimate the number of pulses R ₁ [j] and R ₂ [j] (j = 1,2,3) between coincidences of the vernier signal with the jth auxiliary reference signal for the first and second vernier signals, respectively, as described above in accordance with paragraphs. 1, 3, 4 of the claims. For simplicity, the example shown in FIG. 1, the amendments are equal to the following values: R ₁ [1] = R ₂ [1] = 9, R ₁ [2] = R ₂ [2] = 6, R ₁ [3] = R ₂ [3] = 3, although in the general case, the corrections R ₁ [j] and R ₂ [j] for one j may not coincide.

В режиме измерения в примере, показанном на фиг. 2, первый нониусный сигнал 6, запускаемый начальной границей измеряемого интервала Т, совпадает с вторым вспомогательным сигналом 9-2 в точке A. При этом от момента запуска до совпадения будет зафиксировано M₁[2]=2 импульсов (периодов нониусного сигнала). Второй нониусный сигнал 7, запускаемый конечной границей Т, совпадает с третьим вспомогательным сигналом 9-3 в точке В. В этом случае будет зафиксировано М₂[3]=2 импульсов. Между моментами совпадения (точками A и B) будет зафиксировано М₀[2/3]=6 импульсов опорного сигнала 8 (индекс 2/3 показывает, что первое совпадение произошло с вторым вспомогательным сигналом, а второе совпадение - с третьим сигналом).In the measurement mode in the example shown in FIG. 2, the first nonius signal 6, triggered by the initial boundary of the measured interval T, coincides with the second auxiliary signal 9-2 at point A. At the same time, M ₁ [2] = 2 pulses (periods of the nonius signal) will be fixed from the moment of launch to coincidence. The second nonius signal 7, triggered by the final boundary T, coincides with the third auxiliary signal 9-3 at point B. In this case, M ₂ [3] = 2 pulses will be fixed. Between the moments of coincidence (points A and B), M ₀ [2/3] = 6 pulses of the reference signal 8 will be fixed (index 2/3 indicates that the first coincidence occurred with the second auxiliary signal, and the second coincidence with the third signal).

В соответствии с п. 1 формулы изобретения получается
N₁ = M₁[2]+R₁[2]=2+6=8
N₂=M₂[3]+R₂[3]=2+3=5
В соответствии с п. 4 формулы получаем
N₀=N₀[2/3]+R₂[3]-R₁[2]- 6+3-6=3
В результате коды N₀, N₁ и N₂ получаются такие же, как и в известном способе, однако преобразование заканчивается раньше.In accordance with paragraph 1 of the claims
N ₁ = M ₁ [2] + R ₁ [2] = 2 + 6 = 8
N ₂ = M ₂ [3] + R ₂ [3] = 2 + 3 = 5
In accordance with paragraph 4 of the formula, we obtain
N ₀ = N ₀ [2/3] + R ₂ [3] -R ₁ [2] - 6 + 3-6 = 3
As a result, the codes N ₀ , N ₁ and N ₂ are the same as in the known method, however, the conversion ends earlier.

На фиг. 3 приведена схема измерителя, в котором временные интервалы грубо кодируются импульсами опорного генератора, а интерполяция между границами временного интервала и передними фронтами опорного генератора осуществляется с помощью заявляемого способа. In FIG. 3 is a diagram of a meter in which time intervals are roughly encoded by pulses of the reference generator, and interpolation between the boundaries of the time interval and the leading edges of the reference generator is carried out using the proposed method.

На фиг. 3 изображено: 11 - секционированная линия задержки; 12 - входное устройство; 13 - опорный генератор; 14 и 15 - первый и второй нониусные блоки соответственно; 16 - ключ; 17 и 18 - первый и второй нониусные счетчики соответственно; 19 - основной счетчик; 20 - блок фиксации и управления. In FIG. 3 shows: 11 - sectioned delay line; 12 - input device; 13 - reference generator; 14 and 15 - the first and second vernier blocks, respectively; 16 - key; 17 and 18 - the first and second vernier counters, respectively; 19 - main counter; 20 - block fixation and control.

На фиг. 4, где раскрывается схема нониусных блоков 14 и 15, изображено: 21 - нониусный генератор; 22, 23, 24 и 25 - первая, вторая, третья и четвертая схемы совпадений соответственно; 26 - первый переключатель; 27 - первая схема "И"; 28, 29, 30 и 31 - первый, второй, третий и четвертый формирователи соответственно; 32 - триггер; 33 - элемент задержки; 34 - регистр; 35 - схема "ИЛИ"; 36 - коммутатор; 37 - второй переключатель; 38 - вторая схема "И". In FIG. 4, where the scheme of vernier blocks 14 and 15 is disclosed, is shown: 21 - vernier generator; 22, 23, 24 and 25 - the first, second, third and fourth coincidence patterns, respectively; 26 - the first switch; 27 - the first scheme "And"; 28, 29, 30 and 31 - the first, second, third and fourth shapers, respectively; 32 - trigger; 33 - delay element; 34 - register; 35 is an OR diagram; 36 - switch; 37 - the second switch; 38 - the second scheme "And."

На фиг. 5 поясняется работа нониусного блока в режиме калибровки: 39 - сигнал на выходе нониусного генератора 21; 40 - сигнал на выходе опорного генератора 13 (вход "а" нониусного блока); 41-1, 41-2, 41-3 - соответственно первый, второй и третий вспомогательные сигналы на выходах секционированной линии задержки 11, поступающие на входы "б", "в" и "г" нониусного блока; 42 - сигнал на выходе четвертой схемы совпадений 25; 43 - сигнал на выходе элемента задержки 33; 44- сигнал на выходе коммутатора 36; 45 - сигнал на выходе первой схемы совпадений 22; 46 - сигнал на выходе первого формирователя 28; 47 - сигнал на выходе второй схемы "И" 38 (выход "з" нониусного блока). In FIG. 5, the operation of the vernier unit in the calibration mode is explained: 39 — signal at the output of the vernier generator 21; 40 - signal at the output of the reference generator 13 (input "a" of the vernier block); 41-1, 41-2, 41-3 - respectively, the first, second and third auxiliary signals at the outputs of the partitioned delay line 11, received at the inputs "b", "c" and "g" of the vernier block; 42 - signal at the output of the fourth match circuit 25; 43 - signal at the output of the delay element 33; 44 is the signal at the output of the switch 36; 45 - signal at the output of the first coincidence circuit 22; 46 - signal at the output of the first driver 28; 47 - signal at the output of the second circuit "AND" 38 (output "h" of the vernier block).

На фиг. 6 поясняется работа нониусного блока в режиме измерения: 48 - сигнал запуска нониусного генератора 21, поступающий на вход "д" нониусного блока; 49 - сигнал на выходе нониусного генератора 21; 50 - сигнал на выходе опорного генератора 13 (вход "а" нониусного блока); 51-1, 51-2, 51-3 - соответственно первый, второй и третий вспомогательные сигналы на выходах секционированной линии задержки 11, поступающие на входы "б", "в" и "г" нониусного блока; 52 - сигнал на выходе элемента задержки 33; 53 - сигнал на выходе четвертого формирователя 31; 54 - сигнал на выходе второй схемы "И" 38 (выход "з" нониусного блока); 55 - сигнал на выходе первой схемы "И" 27 (выход "ж" нониусного блока). In FIG. 6, the operation of the vernier block in the measurement mode is explained: 48 - the start signal of the vernier generator 21, which is input to the "d" of the vernier block; 49 - signal at the output of the vernier generator 21; 50 - signal at the output of the reference generator 13 (input "a" of the vernier block); 51-1, 51-2, 51-3 - respectively, the first, second and third auxiliary signals at the outputs of the partitioned delay line 11, received at the inputs "b", "c" and "g" of the vernier block; 52 - signal at the output of the delay element 33; 53 - signal at the output of the fourth shaper 31; 54 - signal at the output of the second circuit "And" 38 (output "h" of the vernier block); 55 - signal at the output of the first circuit "And" 27 (output "g" of the vernier block).

В приведенной на фиг. 3 схеме выход опорного генератора 13 соединен с входами "а" первого и второго нониусных блоков 14 и 15, а также с входом секционированной линии задержки 11, выходы которой соединены с входами "б", "в" и "г" первого и второго нониусных блоков 14 и 15. Входы запуска "д" первого и второго нониусных блоков 14 и 15 подключены к выходам входного устройства 12, вход которого является входом измерителя. Выходы входного устройства 12 соединены также с управляющими входами ключа 16, информационный вход которого подключен к выходу опорного генератора 13, а выход ключа 16 соединен с входом основного счетчика 19, выходы "ж", "и-1"... "и-4" первого и второго нониусных блоков 14 и 15 подключены к входам блока фиксации и управления 20, выходы "з" первого и второго нониусных блоков 14 и 15 подсоединены к входам первого и второго нониусных счетчиков 17 и 18, выходы которых, а также выход основного счетчика 19 подсоединены к входам блока фиксации и управления 20, с выхода которого по шине управления на входы "е" первого и второго нониусных блоков 14 и 15 поступает сигнал режима (калибровки или измерения), а также номер вспомогательного сигнала в режиме калибровки. In the FIG. 3, the output of the reference generator 13 is connected to the inputs “a” of the first and second nonius blocks 14 and 15, as well as to the input of the partitioned delay line 11, the outputs of which are connected to the inputs “b”, “c” and “g” of the first and second nonius blocks 14 and 15. Launch inputs "d" of the first and second nonius blocks 14 and 15 are connected to the outputs of the input device 12, the input of which is the input of the meter. The outputs of the input device 12 are also connected to the control inputs of the key 16, the information input of which is connected to the output of the reference generator 13, and the output of the key 16 is connected to the input of the main counter 19, outputs "g", "and-1" ... "and-4 "the first and second vernier blocks 14 and 15 are connected to the inputs of the block of fixation and control 20, the outputs" h "of the first and second vernier blocks 14 and 15 are connected to the inputs of the first and second vernier counters 17 and 18, the outputs of which, as well as the output of the main counter 19 are connected to the inputs of the latching and control unit 20, from the output to shortly along the control bus, the mode signal (calibration or measurement), as well as the number of the auxiliary signal in the calibration mode, are received at the inputs “e” of the first and second nonius blocks 14 and 15.

Приведенный на фиг. 3 измеритель, реализующий заявляемый способ, работает в двух режимах: режиме калибровки и режиме измерения. Referring to FIG. 3 meter that implements the inventive method, operates in two modes: calibration mode and measurement mode.

В режиме калибровки для каждого из нониусных блоков 14, 15 для каждого из вспомогательных сигналов 41-1, . .. 41-3 в соответствии с п. 3 формулы изобретения определяется количество нониусных импульсов R_i[j] нониусного сигнала между совпадениями этого сигнала с j-м вспомогательным сигналом (j= 1,2,3) и основным опорным сигналом (i=1,2 -номер нониусного блока). В режиме калибровки входные сигналы не поступают.In the calibration mode for each of the vernier blocks 14, 15 for each of the auxiliary signals 41-1,. .. 41-3 in accordance with paragraph 3 of the claims, the number of nonius pulses R _i [j] of the nonius signal between the coincidences of this signal with the j-th auxiliary signal (j = 1,2,3) and the main reference signal (i = 1,2 is the number of the vernier block). In calibration mode, no input signals are received.

По шине управления из блока фиксации и управления 20 (см. фиг. 3) на входы "е" нониусных блоков 14 и 15 последовательно поступают номера j=1, 2,. . . вспомогательных сигналов, для которых осуществляется калибровка. Здесь возможны различные варианты: 1) проводится по одному циклу работы (испытания) для каждого вспомогательного сигнала; 2) сначала задается j=1 и проводится серия испытаний для первого вспомогательного блока, затем задается j= 2 и проводится серия испытаний для второго сигнала и т. д.; 3) после одного испытания номер j увеличивается и так многократно; после последнего сигнала происходит возврат к первому сигналу; при этом для каждого сигнала производится серия измерений. В последних двух случаях поправки определяются как средние значения в соответствии с п. 4 формулы изобретения. On the control bus from the latching and control unit 20 (see Fig. 3), the numbers j = 1, 2, are sequentially fed to the inputs “e” of the vernier blocks 14 and 15. . . auxiliary signals for which calibration is carried out. Various options are possible here: 1) one cycle of work (testing) is carried out for each auxiliary signal; 2) first, j = 1 is set and a series of tests is performed for the first auxiliary unit, then j = 2 is set and a series of tests is carried out for the second signal, etc. 3) after one test, the number j increases and so many times; after the last signal, it returns to the first signal; at the same time, a series of measurements is made for each signal. In the last two cases, the amendments are defined as average values in accordance with paragraph 4 of the claims.

На выходах "з" нониусных блоков 14 и 15 вырабатываются импульсы между совпадениями нониусного сигнала с j-м вспомогательным сигналом и основным опорным сигналом. На выходах первого 17 и второго 18 нониусных счетчиков фиксируются коды соответственно R₁[j] и R₂[j], которые поступают в блок фиксации и управления 20, где запоминаются или вычисляются их средние значения, которые будут использоваться при измерении. Блок фиксации и управления 20 может быть реализован с применением микропроцессорных средств и может включать в себя буферное запоминающее устройство для хранения кодов.At the outputs "h" of the vernier blocks 14 and 15, pulses are generated between the coincidences of the vernier signal with the jth auxiliary signal and the main reference signal. At the outputs of the first 17 and second 18 Vernier counters, codes R ₁ [j] and R ₂ [j] are respectively recorded, which enter the latching and control unit 20, where their average values are stored or calculated, which will be used in the measurement. The latching and control unit 20 may be implemented using microprocessor means and may include a buffer memory for storing codes.

Результаты калибровки R₁[j] и R₂[j] могут формироваться по одиночным испытаниям, что сокращает время калибровки, однако определение средних значений R₁[j] и R₂[j] на основе многократных испытаний в соответствии с п. 4 формулы изобретения позволяет снизить влияние случайных составляющих погрешности.The calibration results of R ₁ [j] and R ₂ [j] can be formed from single tests, which reduces the calibration time, however, the determination of the average values of R ₁ [j] and R ₂ [j] based on multiple tests in accordance with paragraph 4 of the formula The invention allows to reduce the influence of random error components.

Величина сдвига сигналов на выходах секционированной линии задержки 11 должна устанавливаться близкой к величине τ = =Т_о/(n+1), где n - число вспомогательных сигналов, однако точного значения τ устанавливать не требуется, так как отклонение сдвига не влияет на точность. Это отклонение измеряется в режиме калибровки и учитывается в кодах R₁[j] и R₂[j] и соответственно при вычислении величины временного интервала.The value of the shift of the signals at the outputs of the partitioned delay line 11 should be set close to the value τ = T _o / (n + 1), where n is the number of auxiliary signals, however, the exact value of τ is not required to be set, since the shift deviation does not affect the accuracy. This deviation is measured in the calibration mode and is taken into account in the codes R ₁ [j] and R ₂ [j] and, accordingly, when calculating the value of the time interval.

В режиме измерения импульс, отмечающий начальную границу временного интервала, проходя через входное устройство 12, запускает первый нониусный блок 14, а импульс, отмечающий конечную границу - второй нониусный блок 15. Ключ 16 выделяет импульсы опорного генератора 13 между границами измеряемого интервала. На основном счетчике 19 фиксируется код грубой оценки временного интервала. Уточнение (интерполяция) производится на основе кодов с выходов первого 17 и второго 18 нониусных счетчиков, на которых подсчитывается количество импульсов M₁ и М₂ нониусного сигнала от момента запуска до момента совпадения с любым из вспомогательных или с основным опорным сигналами.In the measurement mode, the pulse marking the initial boundary of the time interval, passing through the input device 12, starts the first vernier block 14, and the pulse marking the final boundary - the second vernier block 15. The key 16 selects the pulses of the reference generator 13 between the boundaries of the measured interval. On the main counter 19 is fixed code rough estimates of the time interval. Refinement (interpolation) is based on codes from the outputs of the first 17 and second 18 nonius meters, which count the number of pulses M ₁ and M _{2 of the} nonius signal from the moment of start to the moment of coincidence with any of the auxiliary or main reference signals.

После окончания измерения на выходах "и-1", "и-2",... нониусных блоков 17 и 18 вырабатываются коды J₁ и J₂, по которым определяется, с каким из сигналов (основным опорным или одним из вспомогательных) произошло совпадение в соответствующем нониусном блоке. Эти коды, а также коды M₁[J₁] и М₂[J₂] с выходов нониусных счетчиков 17, 18 и код грубого значения с выхода основного счетчика 19 передаются в блок фиксации и управления 20, где к содержимому нониусных счетчиков M₁[J₁] и М₂[J₂] добавляются коды поправок R₁[J₁] и R₂[J₂] , полученные в результате калибровки, а затем вычисляется код временного интервала по известным формулам. При этом, если совпадение произошло с основным опорным сигналом, то добавление кодов R_i[j] не производится.After the measurement at the outputs "and-1", "and-2", ... of the vernier blocks 17 and 18, codes J ₁ and J _{2 are} generated, which determine which of the signals (main reference or one of the auxiliary) occurred match in the corresponding vernier block. These codes, as well as codes M ₁ [J ₁ ] and M ₂ [J ₂ ] from the outputs of the vernier meters 17, 18 and the rough code from the output of the main counter 19 are transmitted to the latching and control unit 20, where the contents of the vernier meters M ₁ [J ₁ ] and M ₂ [J ₂ ], the correction codes R ₁ [J ₁ ] and R ₂ [J ₂ ] obtained as a result of the calibration are added, and then the time interval code is calculated by the known formulas. Moreover, if the match occurred with the main reference signal, then the addition of codes R _i [j] is not performed.

Нониусные блоки 17 и 18 имеют одинаковую схему, и каждый из них содержит (см. фиг. 4) нониусный генератор 21, запускаемый сигналом, приходящим на вход "д" нониусного блока; схемы совпадения с первой по четвертую 22-25, на первые входы которых поступает сигнал с выхода нониусного генератора 21, а на вторые входы - основной опорный сигнал (вход "а" нониусного блока) и вспомогательные сигналы (входы "б", "в" и "г" нониусного блока), первый переключатель 26, первую схему "И" 27, выход которой является выходом "ж" нониусного блока, первый, второй, третий и четвертый формирователи 28-31, подключенные к выходам схем совпадения 22-25, триггер 32, вход установки которого подключен к выходу первого переключателя 26; элемент задержки 33, подсоединенный к выходу триггера 32; регистр 34; вход записи которого подключен к выходу первой схемы "И" 27, информационные входы регистра подключены к выходам формирователей 28-31, выходы регистра являются выходами "и-1", "и-2",... нониусного блока; схему "ИЛИ" 35, входы которой подключены к выходам формирователей 28-31, а выход которой подключен к первому входу схемы "И" 27, второй вход которой подсоединен к выходу элемента задержки 33; коммутатор 36, входы которого подключены к выходам второго, третьего и четвертого формирователей 29-31, а выход которого подключен к первому входу первого переключателя 26; второй переключатель 37, первый вход которого подключен к выходу первого формирователя 28, второй вход второго переключателя подключен к выходу схемы "ИЛИ" 35, а его выход подключен к входу сброса триггера 32; вторая схема "И" 38, входы которой подключены к выходу нониусного генератора 21 и элемента задержки 33, а выход которой является выходом "з" нониусного блока. The vernier blocks 17 and 18 have the same circuit, and each of them contains (see Fig. 4) a vernier generator 21, triggered by a signal arriving at the input "d" of the vernier block; coincidences from the first to the fourth 22-25, the first inputs of which receive a signal from the output of the vernier generator 21, and the second inputs - the main reference signal (input "a" of the vernier unit) and auxiliary signals (inputs "b", "c" and "g" of the vernier block), the first switch 26, the first circuit "And" 27, the output of which is the output of the "g" vernier block, the first, second, third and fourth shapers 28-31 connected to the outputs of the matching circuits 22-25, a trigger 32, the installation input of which is connected to the output of the first switch 26; a delay element 33 connected to the output of the trigger 32; register 34; the recording input of which is connected to the output of the first circuit "And" 27, the information inputs of the register are connected to the outputs of the shapers 28-31, the outputs of the register are the outputs "and-1", "and-2", ... vernier block; the OR circuit 35, the inputs of which are connected to the outputs of the shapers 28-31, and the output of which is connected to the first input of the AND circuit 27, the second input of which is connected to the output of the delay element 33; a switch 36, the inputs of which are connected to the outputs of the second, third and fourth shapers 29-31, and the output of which is connected to the first input of the first switch 26; the second switch 37, the first input of which is connected to the output of the first driver 28, the second input of the second switch is connected to the output of the OR circuit 35, and its output is connected to the reset input of the trigger 32; the second circuit "And" 38, the inputs of which are connected to the output of the vernier generator 21 and the delay element 33, and the output of which is the output "z" of the vernier block.

На выходах формирователей 28-31 вырабатываются импульсы длительностью примерно один такт сигнала на выходе нониусного генератора 21, которые свидетельствуют о совпадении нониусного сигнала с соответствующим опорным сигналом. Импульс на выходе первого формирователя 28 свидетельствует о совпадении нониусного сигнала и основного опорного сигнала. Импульс на выходе второго формирователя 29 свидетельствует о совпадении нониусного сигнала и первого вспомогательного сигнала и т.д. At the outputs of the shapers 28-31 pulses are generated with a duration of approximately one clock cycle of the signal at the output of the vernier generator 21, which indicate the coincidence of the vernier signal with the corresponding reference signal. The pulse at the output of the first driver 28 indicates the coincidence of the vernier signal and the main reference signal. The pulse at the output of the second driver 29 indicates the coincidence of the vernier signal and the first auxiliary signal, etc.

Нониусный блок работает в двух режимах: режиме калибровки и режиме измерения. Эти режимы задаются сигналами управления, поступающими из блока фиксации и управления 20 на входы "е" нониусного блока (на фиг. 4 эти сигналы не показаны). К сигналам управления относится также не показанный на фиг. 4 номер сигнала, управляющий коммутатором 36. The vernier unit operates in two modes: calibration mode and measurement mode. These modes are set by control signals coming from the latching and control unit 20 to the inputs "e" of the vernier unit (in Fig. 4 these signals are not shown). Control signals also include those not shown in FIG. 4 signal number controlling the switch 36.

В режиме калибровки первый 26 и второй 37 переключатели пропускают сигналы со своих первых входов. Первый переключатель 26 пропускает на выход сигнал с выхода коммутатора 36, второй переключатель 37 - сигнал с выхода первого формирователя 28. Коммутатор 36 пропускает на свой выход сигнал с одного из формирователей 29-31, номер сигнала которого поступает из блока фиксации и управления 20 на вход "е" нониусного блока. In calibration mode, the first 26 and second 37 switches pass signals from their first inputs. The first switch 26 passes the output signal from the output of the switch 36, the second switch 37 sends the signal from the output of the first driver 28. The switch 36 passes to its output a signal from one of the formers 29-31, the signal number of which comes from the latching and control unit 20 to the input "e" vernier block.

В режиме калибровки нониусный блок обеспечивает выработку нониусных импульсов от момента совпадения сигнала нониусного генератора 21 с заданным вспомогательным сигналом до момента совпадения с основным опорным сигналом. На фиг. 5 показана временная диаграмма для случая, когда определяется поправка R[3] для третьего вспомогательного сигнала. Коммутатор 36 при этом пропускает сигнал с выхода четвертого формирователя 31. In the calibration mode, the vernier block provides the production of vernier pulses from the moment of coincidence of the signal of the vernier generator 21 with a given auxiliary signal until it coincides with the main reference signal. In FIG. 5 is a timing chart for the case where the correction R [3] for the third auxiliary signal is determined. The switch 36 in this case passes the signal from the output of the fourth driver 31.

В режиме калибровки сигналы запуска на вход "д" нониусного блока не поступают, поэтому нониусный генератор 21 не изменяет фазу нониусного сигнала 39 (см. фиг. 5). В момент совпадения нониусного сигнала с третьим вспомогательным сигналом 41-3 на выходе четвертой схемы совпадения 25 вырабатывается импульс (см. сигнал 42 на фиг. 5), по которому на выходе четвертого формирователя 31 вырабатывается импульс длиной в один такт, который, проходя через коммутатор 36 (см. сигнал 44 на фиг. 5) и первый переключатель 26, устанавливает триггер 32 в единичное состояние. Вследствие этого на выходе элемента задержки 33 установится единичный уровень (см. сигнал 43 на фиг. 5), разрешающий прохождение импульсов с выхода нониусного генератора 21 через вторую схему "И" 38 на выход "з" нониусного блока (см. сигнал 47). In the calibration mode, trigger signals are not received at the input “d” of the vernier block, therefore, the vernier generator 21 does not change the phase of the vernier signal 39 (see Fig. 5). At the moment of coincidence of the vernier signal with the third auxiliary signal 41-3, an output is generated at the output of the fourth matching circuit 25 (see signal 42 in Fig. 5), according to which the output of the fourth shaper 31 generates a pulse of one cycle length, which, passing through the switch 36 (see signal 44 in FIG. 5) and the first switch 26, sets the trigger 32 to a single state. As a result, at the output of the delay element 33, a single level is established (see signal 43 in Fig. 5), which allows the passage of pulses from the output of the vernier generator 21 through the second circuit "And" 38 to the output "z" of the vernier block (see signal 47).

В момент совпадения импульсов нониусного генератора 21 с импульсом основного опорного сигнала 40 на выходе первой схемы совпадения 22 вырабатывается импульс (см. сигнал 45), который вызывает выработку импульса на выходе формирователя 28 (см. сигнал 46 на фиг. 5), который, проходя через второй переключатель 37, сбрасывает триггер 32, и на выходе элемента задержки 33 прекращается выработка уровня логической единицы (см. сигнал 43 на фиг. 5), что прекращает выработку сигналов на выходе "з" нониусного блока. Таким образом, нониусный блок в режиме калибровки обеспечивает выработку на выходе "з" нониусных импульсов между совпадениями нониусного сигнала с выбранным (на фиг. 5 с третьим) вспомогательным сигналом и основным опорным сигналом. At the moment of coincidence of the pulses of the vernier generator 21 with the pulse of the main reference signal 40, a pulse is generated at the output of the first coincidence circuit 22 (see signal 45), which causes a pulse to be generated at the output of the driver 28 (see signal 46 in Fig. 5), which, passing through the second switch 37, flushes the trigger 32, and the output of the delay element 33 stops the production of the level of the logical unit (see signal 43 in Fig. 5), which stops the generation of signals at the output "z" of the vernier block. Thus, the vernier unit in the calibration mode ensures the generation of vernier pulses between the coincidences of the vernier signal with the selected (in Fig. 5 with the third) auxiliary signal and the main reference signal.

В режиме измерения первый 26 и второй 37 переключатели пропускают сигналы со своих вторых входов. Первый переключатель 26 пропускает на свой выход сигнал запуска, поступающий на вход "д" нониусного блока, а второй переключатель 37 - сигнал с выхода схемы "ИЛИ" 35. В момент поступления сигнала запуска (см. сигнал 48 на фиг. 6) устанавливается новая фаза сигнала 49 на выходе нониусного генератора 21, а также устанавливается в единичное состояние триггер 32, в результате чего единичным уровнем сигнала 52 с выхода элемента задержки 33 разрешается прохождение сигнала 49 с выхода нониусного генератора 21 на выход "з" нониусного блока (см. сигнал 54 на фиг. 6). In measurement mode, the first 26 and second 37 switches pass signals from their second inputs. The first switch 26 passes a start signal to its output, which is input to the d-block of the vernier unit, and the second switch 37 sends a signal from the output of the OR circuit 35. At the time of the start signal (see signal 48 in FIG. 6) the phase of the signal 49 at the output of the vernier generator 21, and also sets the trigger 32 to a single state, as a result of which a signal level 52 from the output of the delay element 33 allows the passage of the signal 49 from the output of the vernier generator 21 to the output "z" of the vernier block (see signal 54 in Fig. 6).

В момент совпадения нониусного сигнала с любым вспомогательным или основным опорным сигналом (на фиг. 6 - с третьим вспомогательным сигналом 51-3) на выходе схемы "ИЛИ" 35 вырабатывается импульс, по которому на выходе первой схемы "И" 27 вырабатывается импульс (см. сигнал 55 на фиг. 6), по заднему фронту которого в регистр 34 записывается информация о том, с каким из сигналов произошло совпадение. Одновременно сигналом с выхода второго переключателя 37 сбрасывается триггер 32, вследствие чего прекращается прохождение сигналов через первую 27 и вторую 38 схемы "И". At the moment of coincidence of the vernier signal with any auxiliary or main reference signal (in Fig. 6, with the third auxiliary signal 51-3), an pulse is generated at the output of the OR circuit 35, according to which a pulse is generated at the output of the first And circuit 27 (see signal 55 in Fig. 6), on the trailing edge of which information is recorded in register 34 on which of the signals coincided. At the same time, the trigger 32 is reset by the signal from the output of the second switch 37, as a result of which the signal stops passing through the first 27 and second 38 of the "And" circuit.

Таким образом, схема нониусного блока в режиме измерения обеспечивает выработку на выходе "з" импульсов от момента запуска до момента совпадения с любым из опорных (основным или вспомогательным) сигналов, а также выработку на выходах "и-1",... "и-4" кода, определяющего, с каким из сигналов произошло совпадение. Thus, the circuit of the vernier block in the measurement mode ensures the generation of pulses at the output of "h" from the moment of start to the moment of coincidence with any of the reference (main or auxiliary) signals, as well as the generation of outputs "i-1", ... "and -4 "code that identifies which signal matches.

При большом количестве вспомогательных сигналов на выходе регистра 34 целесообразно ставить кодопреобразователь, который может сократить количество разрядов на выходе "и" нониусного блока. With a large number of auxiliary signals at the output of the register 34, it is advisable to install a code converter that can reduce the number of bits at the output of the vernier block.

В предлагаемом способе достигается повышение быстродействия нониусного метода измерения временных интервалов без снижения его точности. Это достигается тем, что способ не требует тщательной настройки реализующих этот способ устройств: не требуется обеспечения точного сдвига между опорными сигналами, не предъявляется жестких требований к схемам детектирования. Все отклонения от номинальных значений выявляются в режиме калибровки и учитываются в соответствующих поправках. Кроме того, способ позволяет снизить погрешность нониусного метода, вызванную нестабильностью нониусного сигнала, поскольку значения поправок могут вычисляться как средние величины, что снижает влияние случайной составляющей. In the proposed method, an increase in the speed of the nonius method of measuring time intervals is achieved without reducing its accuracy. This is achieved by the fact that the method does not require careful tuning of devices implementing this method: it is not required to provide an accurate shift between the reference signals, and there are no strict requirements for detection schemes. All deviations from the nominal values are detected in the calibration mode and are taken into account in the corresponding amendments. In addition, the method allows to reduce the error of the vernier method caused by the instability of the vernier signal, since the correction values can be calculated as average values, which reduces the influence of the random component.

Источники информации
1. Гитис Э.И., Пискулов Е.А. Аналого-цифровые преобразователи - М.: Энергоатомиздат, 1981, - с. 147-149.Sources of information
1. Gitis E.I., Piskulov E.A. Analog-to-digital converters - M .: Energoatomizdat, 1981, - p. 147-149.

2. Авторское свидетельство СССР N 930221, М. кл. G 04 F 10/04, 1982, БИ N 19. 2. Copyright certificate of the USSR N 930221, M. cl. G 04 F 10/04, 1982, BI N 19.

Claims

1. The method of accelerated nonius interpolation of time intervals, based on the start of the nonius generator at the time the boundary of the time interval arrives and the moment of coincidence of the signal at the output of this generator with the reference signal is detected, characterized in that a set of signals is used, including the primary and auxiliary reference shifted relative to each other signals, before the start of the measurement, a calibration is carried out, in which the correction for each auxiliary signal is determined, and the quantity your vernier pulses until the vernier signal coincides with any of the auxiliary or main reference signals and the correction is added to the obtained value for the auxiliary signal that coincided, and if the vernier signal coincides with the main reference signal, then no addition is made.

2. The method according to claim 1, characterized in that two vernier generators are used, triggered respectively by the initial and final boundaries of the measured interval, the number of pulses of the main reference signal between the moments of the end of education in the vernier generators is determined, a correction is added to the number of pulses of the main reference signal the signal with which there is a match corresponding to the end of the measured time interval, and subtract the correction for the auxiliary signal with which going match corresponding to the beginning of the measured time interval.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that, when calibrating, the correction for each auxiliary reference signal is defined as the number of nonius signals between the coincidence of the nonius signal with this auxiliary reference signal and the coincidence of the nonius signal with the main reference signal.

4. The method according to one of claims 1 to 3, characterized in that during calibration, the correction for each auxiliary reference signal is determined as the average value according to multiple estimates.

5. The method according to claim 1 or 2, characterized in that when calibrating for each auxiliary reference signal, the preliminary correction is first determined as the number of nonius signals between the coincidence of the nonius signal with this auxiliary reference signal and the next closest match of the nonius signal with any of the auxiliary or main reference signals, and the final correction value for each auxiliary reference signal is calculated by summing the preliminary corrections to coincide with the main reference signal.