RU2665283C1 - Generator of time markers - Google Patents

Generator of time markers Download PDF

Info

Publication number
RU2665283C1
RU2665283C1 RU2018103279A RU2018103279A RU2665283C1 RU 2665283 C1 RU2665283 C1 RU 2665283C1 RU 2018103279 A RU2018103279 A RU 2018103279A RU 2018103279 A RU2018103279 A RU 2018103279A RU 2665283 C1 RU2665283 C1 RU 2665283C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
output
generator
counter
mixer
Prior art date
Application number
RU2018103279A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Леонид Борисович Егоров
Антон Геннадьевич Кузякин
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"
Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом", Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ") filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"
Priority to RU2018103279A priority Critical patent/RU2665283C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2665283C1 publication Critical patent/RU2665283C1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/64—Generators producing trains of pulses, i.e. finite sequences of pulses
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/56—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
    • H03K17/567—Circuits characterised by the use of more than one type of semiconductor device, e.g. BIMOS, composite devices such as IGBT
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K5/00—Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
    • H03K5/153—Arrangements in which a pulse is delivered at the instant when a predetermined characteristic of an input signal is present or at a fixed time interval after this instant
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K5/00—Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
    • H03K5/19—Monitoring patterns of pulse trains

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Measurement Of Unknown Time Intervals (AREA)

Abstract

FIELD: measuring equipment.SUBSTANCE: invention relates to measuring equipment and automation. Technical result is achieved due to the time marker driver, which comprises an output bus, first generator, first pulse counter, trigger, sequencer, mixer, second counter, second generator, range switch, range and matching frequency dividers.EFFECT: technical result consists in increasing the information capacity of a time stamp code number.3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике и автоматике и может быть использовано в системах автоматического измерения и контроля, а также в измерительно-вычислительных комплексах на базе микро-ЭВМ.The invention relates to measuring equipment and automation and can be used in automatic measurement and control systems, as well as in measuring and computing complexes based on micro-computers.

Известен многоканальный измеритель временных интервалов (см. патент РФ №2429515, «Многоканальный измеритель временных интервалов», Егоров Л.Б., Кирсанов К.С., Цетлин И.В., опубл. 20.09.2011), содержащий счетчик времени, счетный вход которого подключен к шине временных импульсов, вход сброса подключен к шине опорных импульсов, а группа выходов подключена к первой группе информационных входов запоминающего устройства, адресная группа входов которого подключена к выходам первого счетчика, второй счетчик, вход которого подключен к шине тактовых импульсов, а выходы соединены с группой адресных входов коммутатора, триггер, вход которого соединен с шиной опорных импульсов, n-входных шин, второе запоминающее устройство, регистр и входные формирователи, каждый из которых включает в себя счетчик фронтов, счетчик срезов, селектор фронтов и срезов, первый и второй элементы И, первые входы которых подключены к выходам счетчиков фронтов и срезов соответственно, а вторые входы подключены к счетным входам счетчиков фронтов и срезов и к первому и второму выходам селектора фронтов и срезов соответственно, информационный вход которого соединен с соответствующей входной шиной, а тактовый вход подключен к шине тактовых импульсов и к входам записи первого и второго запоминающего устройств, входы разрешения которых соединены с выходом коммутатора и со счетным входом первого счетчика, выходы которого подключены к группе адресных входов второго запоминающего устройства и к информационным входам регистра, тактовый вход которого соединен с входом сброса первого счетчика и с шиной опорных импульсов, выходы первого и второго элементов И каждого входного формирователя соединены с соответствующими информационными входами коммутатора, группа адресных входов которого соединена с вторыми группами информационных входов первого и второго запоминающих устройств.Known multichannel time interval meter (see RF patent No. 2429515, "Multichannel time interval meter", Egorov LB, Kirsanov KS, Tsetlin IV, publ. 09/20/2011), containing a time counter, counting the input of which is connected to the bus of temporary pulses, the reset input is connected to the bus of reference pulses, and the group of outputs is connected to the first group of information inputs of the storage device, the address group of inputs of which is connected to the outputs of the first counter, the second counter, the input of which is connected to the clock pulse bus ow, and the outputs are connected to a group of address inputs of the switch, a trigger, the input of which is connected to the bus of reference pulses, n-input buses, a second storage device, a register and input shapers, each of which includes a front counter, a slice counter, a front selector and slices, the first and second elements And, the first inputs of which are connected to the outputs of the counters of the edges and slices, respectively, and the second inputs are connected to the counting inputs of the counters of the edges and slices and to the first and second outputs of the selector of edges and slices, respectively Actually, the information input of which is connected to the corresponding input bus, and the clock input is connected to the clock pulse bus and to the recording inputs of the first and second memory devices, whose resolution inputs are connected to the output of the switch and to the counting input of the first counter, the outputs of which are connected to the group of address inputs the second storage device and to the information inputs of the register, the clock input of which is connected to the reset input of the first counter and with the reference pulse bus, the outputs of the first and second elements each input former is connected to the corresponding information inputs of the switch, the group of address inputs of which is connected to the second groups of information inputs of the first and second storage devices.

Недостатками данного устройства являются сложность и ограниченные функциональные возможности, так как устройство позволяет измерять лишь временные параметры исследуемых сигналов, а для измерения параметров их формы (амплитуда, наклон фронтов и т.д.) требуются дополнительные измерительные приборы (осциллографы, спектральные анализаторы и т.д.). Кроме того, регистрация данного устройства как средства измерения существенно повышает его стоимость и стоимость системы контроля в целом.The disadvantages of this device are the complexity and limited functionality, since the device allows you to measure only the temporal parameters of the investigated signals, and to measure the parameters of their shape (amplitude, tilt of the edges, etc.) additional measuring devices (oscilloscopes, spectral analyzers, etc.) are required. d.). In addition, the registration of this device as a means of measurement significantly increases its cost and the cost of the monitoring system as a whole.

Известно устройство для формирования серий импульсов (см. авторское свидетельство СССР №980259, «Устройство для формирования серий импульсов», Митин Г.П., Шанин А.В., опубл. 07.12.82, БИ №45), содержащее генератор импульсов, выход которого подключен к первому входу элемента совпадения, второй вход которого соединен с выходом триггера, первый вход которого соединен с выходом переполнения счетчика импульсов, программный блок, многовходовый элемент И и элементы неравнозначности. Первые входы элементов неравнозначности подключены к выходам программного блока, вторые входы - к разрядным выходам счетчика импульсов, а выходы через многовходовый элемент И - к второму входу триггера. Вход многовходового элемента И соединен с выходом генератора импульсов, первый вход триггера подключен к управляющему входу программного блока.A device for forming a series of pulses (see USSR author's certificate No. 980259, "Device for forming a series of pulses", Mitin GP, Shanin AV, publ. 07.12.82, BI No. 45), containing a pulse generator, the output of which is connected to the first input of the coincidence element, the second input of which is connected to the output of the trigger, the first input of which is connected to the overflow output of the pulse counter, a program unit, a multi-input AND element, and unequal elements. The first inputs of the ambiguity elements are connected to the outputs of the program unit, the second inputs to the bit outputs of the pulse counter, and the outputs through the multi-input element And to the second input of the trigger. The input of the multi-input element And is connected to the output of the pulse generator, the first input of the trigger is connected to the control input of the program unit.

В режиме генерации серий с прогрессивно увеличивающимся количеством импульсов (1, 2, 3, …, N) данное устройство может быть использовано в качестве формирователя меток времени, содержащих в себе номер метки времени, представленный числоимпульсным кодом. Подключая выход данного устройства к одному из входов осциллографа, получим измерительную систему, которая позволит проконтролировать не только параметры формы сигналов, поступающих на остальные каналы осциллографа, но и с высокой точностью (во много раз превышающей точность осциллографа) измерить их временные параметры. При этом метки времени используются в качестве основной шкалы, а временная шкала осциллографа используется в качестве нониусной шкалы. Недостатком данного устройства является ограниченность количества меток времени:In the mode of generating series with a progressively increasing number of pulses (1, 2, 3, ..., N), this device can be used as a shaper of time stamps containing the number of time stamps represented by the number of pulse codes. By connecting the output of this device to one of the inputs of the oscilloscope, we get a measuring system that allows us to control not only the waveform parameters of the signals coming to the other channels of the oscilloscope, but also to measure their time parameters with high accuracy (many times higher than the accuracy of the oscilloscope). In this case, time stamps are used as the main scale, and the oscilloscope's time scale is used as the vernier scale. The disadvantage of this device is the limited number of timestamps:

N≤Гм/Тк-1,N≤Gm / Tk-1,

где N - возможное число меток времени,where N is the possible number of timestamps,

Тм - период следования меток времени,Tm - the period of time stamps,

Тк - период следования импульсов числоимпульсного кода. Единица в формуле обусловлена необходимостью гарантированного пробела между метками времени. Кроме того, в данном устройстве отсутствуют вход команды начала работы и возможность переключения диапазонов измерения.Tk - the pulse repetition period of the number of pulsed code. The unit in the formula is due to the need for a guaranteed space between timestamps. In addition, in this device there is no input command to start work and the ability to switch measurement ranges.

Вышеуказанное устройство является наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству и поэтому выбрано в качестве прототипа.The above device is the closest in technical essence to the claimed device and therefore is selected as a prototype.

Решаемой технической задачей является создание формирователя меток времени, позволяющего увеличивать интервал измерения многоканального измерителя времени на основе многоканального осциллографа за счет увеличения информационной емкости кода номера меток времени.The technical problem to be solved is the creation of a time stamp generator, which allows to increase the measurement interval of a multichannel time meter based on a multichannel oscilloscope by increasing the information capacity of the time stamp number code.

Достигаемым техническим результатом является увеличение информационной емкости кода номера меток времени, а следовательно, и количества меток времени до величины:Achievable technical result is an increase in the information capacity of the code of the number of time stamps, and, consequently, the number of time stamps up to:

N≤2(Тм-Тк-1),N≤2 (Tm-Tk-1) ,

где N - возможное число меток времени,where N is the possible number of timestamps,

Тм - период следования меток времени,Tm - the period of time stamps,

Тк - период следования импульсов последовательного кода.Tk - the pulse repetition period of the sequential code.

Для достижения технического результата в формирователе меток времени, содержащем выходную шину, первый генератор, первый счетчик импульсов, выход переполнения которого соединен с первым входом триггера, новым является то, что дополнительно введены формирователь последовательного кода, смеситель, второй счетчик, второй генератор, коммутатор диапазонов, диапазонный и согласующий делители частоты, вход последнего из которых является тактовым входом устройства, вход запуска которого соединен со вторым входом триггера, выход которого подключен к входу сброса первого счетчика, тактовый вход которого соединен с первым входом смесителя, входом сброса второго счетчика, входом записи формирователя последовательного кода и выходом коммутатора диапазонов, адресная шина которого является шиной управления устройства, а информационные входы соединены с выходами диапазонного делителя частоты, вход которого соединен с выходом первого генератора или с выходом согласующего делителя частоты, при этом первый выход второго счетчика соединен с тактовым входом формирователя последовательного кода, а второй выход соединен с входом блокировки второго счетчика, тактовый вход которого соединен с выходом второго генератора или с дополнительным выходом коммутатора диапазонов, выходы разрядов первого счетчика подключены к информационным входам формирователя последовательного кода, выход которого соединен со вторым входом смесителя, выход которого подключен к выходной шине.To achieve a technical result in a time stamp driver containing an output bus, a first generator, a first pulse counter, the overflow output of which is connected to the first trigger input, a new one is that a serial code generator, mixer, second counter, second generator, range switch are additionally introduced , range and matching frequency dividers, the input of the last of which is the clock input of the device, the trigger input of which is connected to the second input of the trigger, the output of which is under is connected to the reset input of the first counter, the clock input of which is connected to the first input of the mixer, the reset input of the second counter, the write input of the serial code generator and the output of the range switch, the address bus of which is the control bus of the device, and the information inputs are connected to the outputs of the range frequency divider, input which is connected to the output of the first generator or to the output of the matching frequency divider, while the first output of the second counter is connected to the clock input of the shaper code, and the second output is connected to the lock input of the second counter, the clock input of which is connected to the output of the second generator or with an additional output of the range switch, the outputs of the bits of the first counter are connected to the information inputs of the serial code generator, the output of which is connected to the second input of the mixer, the output of which connected to the output bus.

Формирователь последовательного кода содержит регистр сдвига, диод, первый и второй резисторы, первые выводы которых объединены и подключены к аноду диода и выходу формирователя последовательного кода, второй вывод первого резистора соединен с выходом регистра сдвига, а второй вывод второго резистора соединен с катодом диода, тактовым входом формирователя последовательного кода и тактовым входом регистра сдвига, информационные входы и вход записи которого являются соответственно информационными входами и входом записи формирователя последовательного кода.The sequential code generator comprises a shift register, a diode, first and second resistors, the first outputs of which are combined and connected to the diode anode and the output of the serial code generator, the second output of the first resistor is connected to the shift register output, and the second output of the second resistor is connected to the diode cathode, clock the input of the serial code driver and the clock input of the shift register, the information inputs and the recording input of which are respectively the information inputs and the input of the driver record serial code.

Смеситель содержит первый и второй диоды и резистор, первый вывод которого соединен с выходом смесителя и катодами диодов, анод первого из которых является первым входом смесителя, а анод второго диода соединен с вторым выводом резистора и является вторым входом смесителя.The mixer contains the first and second diodes and a resistor, the first output of which is connected to the output of the mixer and the cathodes of the diodes, the anode of the first of which is the first input of the mixer, and the anode of the second diode is connected to the second output of the resistor and is the second input of the mixer.

Указанная совокупность существенных признаков позволяет увеличить количество меток времени за счет увеличения информационной емкости кода номера меток времени.The specified set of essential features allows you to increase the number of time stamps by increasing the information capacity of the code number of time stamps.

На фиг. 1 приведена схема формирователя меток времени, на фиг. 2 и фиг. 3 - примерные осциллограммы, поясняющие принцип использования формирователя меток времени в составе измерительной системы на основе четырехканального осциллографа.In FIG. 1 is a diagram of a time stamp driver; FIG. 2 and FIG. 3 - exemplary oscillograms explaining the principle of using a time stamp generator as part of a measuring system based on a four-channel oscilloscope.

Формирователь меток времени содержит выходную шину 1, генератор 2, счетчик импульсов 3, выход переполнения которого соединен с первым входом триггера 4, формирователь последовательного кода 5, смеситель 6, счетчик 7, генератор 8, коммутатор диапазонов 9, диапазонный 10 и согласующий 11 делители частоты, вход последнего из которых является тактовым входом устройства 12, вход запуска 13 которого соединен со вторым входом триггера 4, выход которого подключен к входу сброса счетчика 3, тактовый вход которого соединен с первым входом смесителя 6, входом сброса счетчика 7, входом записи формирователя последовательного кода 5 и выходом коммутатора диапазонов 9, адресная шина которого является шиной управления 14 устройства, а информационные входы соединены с выходами диапазонного делителя частоты 1.0, вход которого соединен с выходом генератора 2 или с выходом согласующего делителя частоты 11. Первый выход счетчика 7 соединен с тактовым входом формирователя последовательного кода 5, а второй выход соединен с входом блокировки счетчика 7, тактовый вход которого соединен с выходом генератора 8 или с дополнительным выходом коммутатора диапазонов 9. Выходы разрядов счетчика 3 подключены к информационным входам формирователя последовательного кода 5, выход которого соединен со вторым входом смесителя 6, выход которого подключен к выходной шине 1.The time stamp generator comprises an output bus 1, a generator 2, a pulse counter 3, an overflow output of which is connected to the first input of a trigger 4, a sequential code generator 5, a mixer 6, a counter 7, a generator 8, a band switch 9, a range 10 and a frequency divider matching 11 , the input of the last of which is the clock input of the device 12, the trigger input 13 of which is connected to the second input of the trigger 4, the output of which is connected to the reset input of the counter 3, the clock input of which is connected to the first input of the mixer 6, the input with throwing the counter 7, the recording input of the serial code generator 5 and the output of the band switch 9, the address bus of which is the control bus 14 of the device, and the information inputs are connected to the outputs of the frequency band divider 1.0, the input of which is connected to the output of the generator 2 or to the output of the matching frequency divider 11 The first output of the counter 7 is connected to the clock input of the sequential code generator 5, and the second output is connected to the lock input of the counter 7, the clock input of which is connected to the output of the generator 8 il with additional output ranges switch 9. The outputs of the counter bits 3 are connected to data inputs of the serial code generator 5 whose output is connected to a second input of the mixer 6, the output of which is connected to the output line 1.

Формирователь последовательного кода 5 содержит регистр сдвига 15, диод 16, резисторы 17 и 18, первые выводы которых объединены и подключены к аноду диода 16 и выходу формирователя последовательного кода 5, второй вывод резистора 17 соединен с выходом регистра сдвига, а второй вывод резистора 18 соединен с катодом диода 16, тактовым входом формирователя последовательного кода 5 и тактовым входом регистра сдвига 15, информационные входы и вход записи которого являются соответственно информационными входами и входом записи формирователя последовательного кода 5.Shaper of sequential code 5 contains a shift register 15, diode 16, resistors 17 and 18, the first conclusions of which are combined and connected to the anode of diode 16 and the output of shaper of sequential code 5, the second output of resistor 17 is connected to the output of the shift register, and the second output of resistor 18 is connected with the cathode of the diode 16, the clock input of the sequential code generator 5 and the clock input of the shift register 15, the information inputs and the recording input of which are respectively the information inputs and the recording input of the generator ceiling elements 5 code.

Смеситель 6 содержит диоды 19, 20 и резистор 21, первый вывод которого соединен с выходом смесителя 6 и катодами диодов 19 и 20, анод диода 19 является первым входом смесителя 6, а анод диода 20 соединен с вторым выводом резистора 21 и является вторым входом смесителя 6.The mixer 6 contains diodes 19, 20 and a resistor 21, the first output of which is connected to the output of the mixer 6 and the cathodes of the diodes 19 and 20, the anode of the diode 19 is the first input of the mixer 6, and the anode of the diode 20 is connected to the second output of the resistor 21 and is the second input of the mixer 6.

Формирователь меток времени (см. фиг. 1) работает следующим образом.Shaper time stamps (see Fig. 1) works as follows.

На шину управления 14 выставляется код необходимого диапазона измерения, а на вход запуска 13 - стартовый импульс, который переключает триггер 4 в рабочее состояние. При этом на входе сброса счетчика импульсов 3 прекращает действовать сигнал сброса. Под воздействием импульсов, поступающих с выхода коммутатора диапазонов 9, счетчик 3 начинает работать, последовательно увеличивая код своего состояния с нулевого до конечного. Указанные импульсы через диод 19 смесителя 6 проходят на выходную шину 1, где представляют собой метки времени. Каждый из указанных импульсов проходит на вход сброса счетчика 7 и на вход записи формирователя последовательного кода 5 (вход записи регистра сдвига 15). По фронту импульса счетчик 3 переходит в очередное состояние, а по срезу импульса происходит запись двоичного кода состояния счетчика 3 в регистр сдвига 15 и снимается сигнал сброса счетчика 7.The code of the required measuring range is set on the control bus 14, and the start pulse is input to the trigger input 13, which switches trigger 4 to the operating state. At the same time, at the reset input of the pulse counter 3, the reset signal stops functioning. Under the influence of pulses coming from the output of the band switch 9, the counter 3 starts to work, sequentially increasing its status code from zero to final. These pulses through the diode 19 of the mixer 6 pass to the output bus 1, where they are time stamps. Each of these pulses passes to the reset input of the counter 7 and to the recording input of the shaper of the sequential code 5 (input of the shift register record 15). On the edge of the pulse, counter 3 goes into the next state, and along the pulse edge, the binary status code of the counter 3 is recorded in shift register 15 and the reset signal of counter 7 is removed.

Под воздействием импульсов с генератора 8 или с дополнительного выхода коммутатора диапазонов 9 счетчик 7 отрабатывает цикл до переполнения. За счет обратной связи с выхода переполнения на вход блокировки счетчик 7 останавливается в состоянии переполнения, ожидая следующего импульса сброса. Во время работы счетчик импульсов 7 формирует на первом выходе пачку импульсов, число которых равно количеству разрядов регистра сдвига 15. Под воздействием этих импульсов регистр сдвига формирует на своем выходе последовательный двоичный код, равный коду текущего состояния счетчика 3. Разряды этого кода с помощью диода 16 стробируются тактовыми импульсами с выхода счетчика 7, а амплитуда полученных в результате стробирования импульсов равна уровню Лог. 1, если на выходе регистра сдвига 15 Лог. 1, или половине уровня Лог. 1, если на выходе регистра сдвига 15 Лог. 0 (половина уровня Лог. 1 обеспечивается равенством сопротивлений резисторов 17 и 18). Полученный таким образом амплитудно-модулированный последовательный двоичный код располагается на выходе смесителя 6 вслед за меткой времени и представляет собой ее номер.Under the influence of pulses from the generator 8 or from the additional output of the range switch 9, the counter 7 fulfills the cycle to overflow. Due to the feedback from the overflow output to the blocking input, the counter 7 stops in the overflow state, waiting for the next reset pulse. During operation, the pulse counter 7 generates a packet of pulses at the first output, the number of which is equal to the number of bits of the shift register 15. Under the influence of these pulses, the shift register generates a serial binary code equal to the current status code of the counter 3. The bits of this code using diode 16 are gated by clock pulses from the output of the counter 7, and the amplitude of the pulses obtained as a result of the gating is equal to the Log level. 1, if the output of the shift register 15 Log. 1, or half level Log. 1, if the output of the shift register 15 Log. 0 (half the level of Log. 1 is ensured by the equality of the resistances of the resistors 17 and 18). The amplitude-modulated serial binary code thus obtained is located at the output of the mixer 6 after the time stamp and represents its number.

Смеситель 6 является простейшим диодным смесителем, нагрузкой которого является резистор 21. Смеситель 6 может быть выполнен по любой другой схеме, что усложнит устройство, но позволит реализовать смеситель в составе цифровой микросхемы ПЛИС.The mixer 6 is the simplest diode mixer, the load of which is the resistor 21. The mixer 6 can be made in any other way, which will complicate the device, but will allow the mixer to be implemented as part of a digital FPGA chip.

Использование формирователя меток времени в составе измерительной системы на основе четырехканального осциллографа происходит следующим образом.The use of a shaper of time stamps as part of a measuring system based on a four-channel oscilloscope is as follows.

Выход формирователя меток времени подключается к одному из входов осциллографа, другой вход которого предназначен для подачи сигнала начала отсчета, а два оставшихся входа являются измерительными входами системы. Осциллограф устанавливается в ждущий режим с запуском по каналу, выделенному для сигнала начала отсчета. По импульсу на входе запуска 13 начинается работа формирователя меток времени. Сигнал начала отсчета запускает осциллограф, и на осциллограмме записываются сигнал начала отсчета (см. фиг. 2, канал СН1) и сигналы меток времени (см. фиг. 2, канал СН4). Компьютер, входящий в состав измерительной системы, по каналу GP1B считывает осциллограмму, запоминает ее в оперативном ОЗУ и переводит осциллограф в режим ожидания с запуском по одному из измерительных входов. При появлении сигнала на измерительном входе, по которому назначен запуск, осциллограф запускается, и на осциллограмме записываются сигналы на измерительных входах (см. фиг. 3, каналы СН2 и СН3) и сигналы меток времени (см. фиг. 3, канал СН4). Компьютер по каналу GPIB считывает осциллограмму и запоминает ее в оперативном ОЗУ.The output of the time stamp generator is connected to one of the inputs of the oscilloscope, the other input of which is intended to supply a reference signal, and the two remaining inputs are the measuring inputs of the system. The oscilloscope is set to standby with a trigger on the channel dedicated to the reference signal. The pulse at the input of the start 13 begins the work of the shaper of the timestamps. The reference signal starts the oscilloscope, and the reference signal (see Fig. 2, channel CH1) and timestamp signals (see Fig. 2, channel CH4) are recorded on the waveform. The computer that is part of the measuring system, through the GP1B channel, reads the waveform, stores it in the RAM and puts the oscilloscope in standby mode with the start of one of the measurement inputs. When a signal appears on the measuring input, at which the trigger is assigned, the oscilloscope starts, and the signals on the measuring inputs (see Fig. 3, channels CH2 and CH3) and timestamp signals (see Fig. 3, channel CH4) are recorded on the oscillogram. The computer reads the waveform through the GPIB channel and stores it in the RAM.

Загруженная в компьютер программа производит обработку осциллограмм. По первой осциллограмме определяется временной интервал Δt1, на который сигнал начала отсчета (см. фиг. 2, фронт сигнала в канале СН1) отстоит от ближайшей метки времени (см. фиг. 2, метка времени в канале СН4) и номер этой метки времени (Метка №25). По второй осциллограмме определяются временные интервалы Δt2 и Δt2, на которые контролируемые сигналы (см. фиг. 3, фронты сигналов в каналах СН2 и СН3) отстоят от ближайшей метки времени (см. фиг. 3, метка времени в канале СН4) и номер этой метки времени (Метка №217). Временной интервал от сигнала начала отсчета до первого контролируемого сигнала (см. фиг. 3, сигнал в канале СН2) программа рассчитывает по формуле:The program loaded into the computer processes the waveforms. The first waveform determines the time interval Δt 1 for which the reference signal (see Fig. 2, the signal front in channel CH1) is separated from the nearest time stamp (see Fig. 2, time stamp in channel CH4) and the number of this time stamp (Tag # 25). The second waveform determines the time intervals Δt2 and Δt2 for which the monitored signals (see Fig. 3, the signal fronts in the channels CH2 and CH3) are separated from the nearest time stamp (see Fig. 3, the time stamp in the CH4 channel) and this number time stamps (Mark No. 217). The time interval from the reference signal to the first monitored signal (see Fig. 3, the signal in the CH2 channel) the program calculates by the formula:

ΔТ1=Δt1+(217-25)×Тм-Δt2,ΔT 1 = Δt 1 + (217-25) × T m -Δt 2 ,

где Тм - период следования меток времени,where T m - the period of the time stamps,

217 и 25 - номера соответствующих меток времени,217 and 25 are the numbers of the corresponding timestamps,

Δt1 и Δt2 - временные интервала, на которые соответствующие сигналы отстоят от «своих» меток времени.Δt 1 and Δt 2 - time intervals for which the corresponding signals are separated from "their" time stamps.

Временной интервал от сигнала начала отсчета до второго контролируемого сигнала (см. фиг. 3, сигнал в канале СН3) программа рассчитывает по формуле:The time interval from the reference signal to the second controlled signal (see Fig. 3, the signal in the CH3 channel) the program calculates by the formula:

ΔT1= Δt1+(217- 25)×Тм+Δt3,ΔT 1 = Δt 1 + (217-25) × T m + Δt 3 ,

где Тм - период следования меток времени,where T m - the period of the time stamps,

217 и 25 - номера соответствующих меток времени,217 and 25 are the numbers of the corresponding timestamps,

Δt1 и Δt3 - временные интервала, на которые соответствующие сигналы отстоят от «своих» меток времени.Δt 1 and Δt 3 - time intervals for which the corresponding signals are separated from "their" time stamps.

Следует обратить внимание, что если контролируемый сигнал расположен перед меткой времени, то интервал, на который он отстоит от метки времени, вычитается, а если за меткой времени, то прибавляется.It should be noted that if the monitored signal is located before the time stamp, the interval by which it is separated from the time stamp is subtracted, and if it is behind the time stamp, it is added.

Метки времени образуют основную шкалу измерения, определяющую точность измерения большей части контролируемого временного интервала. Небольшие участки контролируемого интервала, расположенные на его краях, измеряются с использованием временной шкалы осциллографа, выполняющей роль нониусной. Точность основной шкалы зависит от точности генератора 2. Погрешность может быть на уровне 10-5 при простом кварцевом генераторе, на уровне 10-6 при термокомпенсированном и на уровне 10-8 при термостатированном кварцевом генераторе. Но при использовании встроенного генератора формирователь меток времени придется регистрировать как средство измерения и проводить его ежегодные поверки. Этого можно избежать при тактировании схемы от внешнего генератора, например, входящего в состав частотомера. Кроме указанных выше типов, частотомер может иметь генератор с более высокой стабильностью. Так, частотомер Ч3-85/6 имеет рубидиевый генератор с погрешностью на уровне 10-10. Частота внешнего генератора может отличаться от значения, на которое рассчитана схема формирователя. Если она превышает указанное значение, то для понижения ее до требуемой величины используется согласующий делитель частоты 11.Time stamps form the main measurement scale, which determines the accuracy of measurement of most of the monitored time interval. Small sections of the controlled interval located at its edges are measured using the time scale of the oscilloscope, which acts as a vernier one. The accuracy of the main scale depends on the accuracy of generator 2. The error can be at the level of 10 -5 with a simple quartz generator, at 10 -6 with a thermally compensated and at 10 -8 with a thermostatically controlled crystal oscillator. But when using the built-in generator, the time stamp generator will have to be registered as a means of measurement and carry out its annual verification. This can be avoided when clocking the circuit from an external generator, for example, which is part of the frequency meter. In addition to the above types, the frequency meter may have a generator with higher stability. Thus, frequency CH3-85 / 6 has a rubidium oscillator with an accuracy of 10 -10. The frequency of the external generator may differ from the value for which the shaper circuit is designed. If it exceeds the specified value, then to reduce it to the required value, a matching frequency divider 11 is used.

В рассмотренном примере используется восьмиразрядный код номера метки, позволяющий иметь 256 меток времени. Для нормальной работы измерительной системы необходимо, чтобы в осциллограмму укладывалось не менее двух периодов меток времени. При этом, хотя бы одна метка своим номером уложится в осциллограмму полностью, без искажающего обрезания. Если, например, использовать четырехканальный осциллограф MSO6014A, имеющий максимальное время измерения (размах осциллограммы по горизонтали) 500 секунд, то время измерения системы составит 500×128=64000 секунд или 17,7 часов. Существенное увеличение времени измерения - это дополнительное преимущество заявляемого устройства. Увеличение количества разрядов кода номера метки времени многократно увеличивает время измерения системы. При этом период следования импульсов указанного кода задается генератором 8 или определяется частотой сигналов на дополнительном выходе коммутатора диапазонов 9. Количество разрядов кода номера метки времени ограничивается не столько периодом их следования, сколько читаемостью этого кода с помощью компьютерной программы.In the example considered, an eight-digit mark number code is used, which allows 256 time stamps. For normal operation of the measuring system, it is necessary that at least two time stamp periods fit into the waveform. At the same time, at least one label with its number will fit in the waveform completely, without distorting cropping. If, for example, you use a four-channel oscilloscope MSO6014A, which has a maximum measurement time (horizontal waveform swing) of 500 seconds, then the system’s measurement time will be 500 × 128 = 64000 seconds or 17.7 hours. A significant increase in measurement time is an additional advantage of the claimed device. An increase in the number of digits of the code for the timestamp number greatly increases the measurement time of the system. Moreover, the pulse repetition period of the specified code is set by the generator 8 or determined by the frequency of the signals at the additional output of the band switch 9. The number of bits of the code for the timestamp number is limited not so much by the period of their repetition as by the readability of this code using a computer program.

В часовом и минутном диапазонах измерения можно обойтись без компьютера. Оператор вполне может успеть обработать первую осциллограмму и произвести повторный запуск осциллографа. И осциллограф может быть использован более простой и дешевый, без порта GPIB. В секундном и миллисекундном диапазонах без компьютера не обойтись, так как, в отличие от оператора, компьютер выполняет указанные операции за время 20 мс.In the hour and minute measurement ranges, you can do without a computer. The operator may well have time to process the first waveform and restart the oscilloscope. And the oscilloscope can be used simpler and cheaper, without a GPIB port. In the second and millisecond ranges, a computer cannot be dispensed with, since, unlike the operator, the computer performs these operations in 20 ms.

Проведено макетирование формирователя меток времени с использованием микросхем серии 74НСТ и микросхемы ПЛИС АРА750, диодов КД510А и резисторов Р1-12. Для построения измерительной системы использовался четырехканальный осциллограф MSO6014A. Система использовалась в минутном диапазоне. Управление ходом измерения и обработка осциллограмм проводились вручную. Диапазон измерения задавался перемычками, а стартовый импульс - с помощью генератора Г5-75 в режиме формирования однократного импульса. Испытания макета подтвердили работоспособность заявляемого устройства и его практическую ценность.The time stamp driver was mocked up using 74NST series microcircuits and ARA750 FPGAs, KD510A diodes and P1-12 resistors. To build a measuring system, a four-channel oscilloscope MSO6014A was used. The system was used in the minute range. Control of the measurement and processing of the oscillograms was carried out manually. The measuring range was set by jumpers, and the starting pulse was set using the G5-75 generator in the mode of forming a single pulse. Tests of the layout confirmed the operability of the claimed device and its practical value.

Claims (3)

1. Формирователь меток времени, содержащий выходную шину, первый генератор, первый счетчик импульсов, выход переполнения которого соединен с первым входом триггера, отличающийся тем, что дополнительно введены формирователь последовательного кода, смеситель, второй счетчик, второй генератор, коммутатор диапазонов, диапазонный и согласующий делители частоты, вход последнего из которых является тактовым входом устройства, вход запуска которого соединен со вторым входом триггера, выход которого подключен к входу сброса первого счетчика, тактовый вход которого соединен с первым входом смесителя, входом сброса второго счетчика, входом записи формирователя последовательного кода и выходом коммутатора диапазонов, адресная шина которого является шиной управления устройства, а информационные входы коммутатора диапазонов соединены с выходами диапазонного делителя частоты, вход которого соединен с выходом первого генератора или с выходом согласующего делителя частоты, при этом первый выход второго счетчика соединен с тактовым входом формирователя последовательного кода, а второй выход соединен с входом блокировки второго счетчика, тактовый вход которого соединен с выходом второго генератора или с дополнительным выходом коммутатора диапазонов, выходы разрядов первого счетчика подключены к информационным входам формирователя последовательного кода, выход которого соединен со вторым входом смесителя, выход которого подключен к выходной шине.1. A time stamp generator comprising an output bus, a first generator, a first pulse counter, the overflow output of which is connected to the first trigger input, characterized in that a serial code generator, mixer, second counter, second generator, range switch, band and matching are additionally introduced frequency dividers, the input of the last of which is the clock input of the device, the trigger input of which is connected to the second input of the trigger, the output of which is connected to the reset input of the first counter, t the main input of which is connected to the first input of the mixer, the reset input of the second counter, the write input of the serial code driver and the output of the range switch, the address bus of which is the control bus of the device, and the information inputs of the range switch are connected to the outputs of the range frequency divider, the input of which is connected to the output of the first generator or with the output of the matching frequency divider, while the first output of the second counter is connected to the clock input of the shaper of the serial code, and the second output is connected to the lock input of the second counter, the clock input of which is connected to the output of the second generator or with an additional output of the range switch, the outputs of the bits of the first counter are connected to the information inputs of the serial code generator, the output of which is connected to the second input of the mixer, the output of which is connected to the output bus . 2. Формирователь меток времени по п. 1, отличающийся тем, что формирователь последовательного кода содержит регистр сдвига, диод, первый и второй резисторы, первые выводы которых объединены и подключены к аноду диода и выходу формирователя последовательного кода, второй вывод первого резистора соединен с выходом регистра сдвига, а второй вывод второго резистора соединен с катодом диода, тактовым входом формирователя последовательного кода и тактовым входом регистра сдвига, информационные входы и вход записи которого являются соответственно информационными входами и входом записи формирователя последовательного кода.2. The time stamp generator according to claim 1, characterized in that the serial code generator comprises a shift register, a diode, first and second resistors, the first terminals of which are combined and connected to the diode anode and the output of the serial generator, the second output of the first resistor is connected to the output the shift register, and the second output of the second resistor is connected to the cathode of the diode, the clock input of the sequential code generator and the clock input of the shift register, the information inputs and the recording input of which correspond continuously input and data inputs serial recording shaper. 3. Формирователь меток времени по п. 1, отличающийся тем, что смеситель содержит первый и второй диоды и резистор, первый вывод которого соединен с выходом смесителя и катодами диодов, анод первого из которых является первым входом смесителя, а анод второго диода соединен со вторым выводом резистора и является вторым входом смесителя.3. The time stamp generator according to claim 1, characterized in that the mixer comprises first and second diodes and a resistor, the first output of which is connected to the output of the mixer and the cathodes of the diodes, the anode of the first of which is the first input of the mixer, and the anode of the second diode connected to the second the output of the resistor and is the second input of the mixer.
RU2018103279A 2018-01-29 2018-01-29 Generator of time markers RU2665283C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018103279A RU2665283C1 (en) 2018-01-29 2018-01-29 Generator of time markers

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018103279A RU2665283C1 (en) 2018-01-29 2018-01-29 Generator of time markers

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2665283C1 true RU2665283C1 (en) 2018-08-28

Family

ID=63459659

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018103279A RU2665283C1 (en) 2018-01-29 2018-01-29 Generator of time markers

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2665283C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU980259A1 (en) * 1981-03-20 1982-12-07 Предприятие П/Я Г-4273 Pulse train shaping device
RU2379829C1 (en) * 2008-09-29 2010-01-20 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" Backup counter for generating time marks
RU2391773C2 (en) * 2007-08-07 2010-06-10 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" Method for generation of time markers and device for its implementation
US20160142048A1 (en) * 2014-11-17 2016-05-19 General Electric Company System and method for driving a power switch
US20160359476A1 (en) * 2015-06-04 2016-12-08 Apple Inc. Method for reduced power clock frequency monitoring

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU980259A1 (en) * 1981-03-20 1982-12-07 Предприятие П/Я Г-4273 Pulse train shaping device
RU2391773C2 (en) * 2007-08-07 2010-06-10 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" Method for generation of time markers and device for its implementation
RU2379829C1 (en) * 2008-09-29 2010-01-20 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" Backup counter for generating time marks
US20160142048A1 (en) * 2014-11-17 2016-05-19 General Electric Company System and method for driving a power switch
US20160359476A1 (en) * 2015-06-04 2016-12-08 Apple Inc. Method for reduced power clock frequency monitoring

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101976037A (en) Method and device for measuring time intervals of repeated synchronous interpolation simulation
US3543156A (en) Automatic digital pulse analyzer
US3609326A (en) Counting apparatus and method using separate counters for reference and unknown signal
RU2665283C1 (en) Generator of time markers
US3633202A (en) Self-calibrating analog-to-digital converter
CN104483544B (en) Single channel counter high accuracy frequency/period measuring method
US3675127A (en) Gated-clock time measurement apparatus including granularity error elimination
US3206684A (en) Dynamic range rate generator tester
US3343170A (en) Loran tracking and display means
US2626986A (en) System for determination of velocity
RU2278390C1 (en) Digital frequency meter
US2958179A (en) Electronic clock and intervalometer
US2790075A (en) Delayed-pulse generating system
US3343169A (en) Loran control and timing circuits
US3474235A (en) Pulse percent indicator
Szplet et al. Modular time interval counter
RU2252450C2 (en) Parallel sign correlation meter
US3555418A (en) Oscillator having voltage sensitive capacitors therein and calibration circuit means
US2782413A (en) Automatic loran receiver
RU2673240C1 (en) Frequency meter
Szplet et al. Precise three-channel integrated time counter
SU1147997A1 (en) Device for measuring frequency ratio
US2841709A (en) Precision variable-delay pulse generator
RU2379824C1 (en) Time-interval metre
SU392447A1 (en) DIGITAL MEASURING INTERVALS OF TIME