RU2722410C1 - Method for measuring time interval and device for implementation thereof - Google Patents

Method for measuring time interval and device for implementation thereof Download PDF

Info

Publication number
RU2722410C1
RU2722410C1 RU2019120587A RU2019120587A RU2722410C1 RU 2722410 C1 RU2722410 C1 RU 2722410C1 RU 2019120587 A RU2019120587 A RU 2019120587A RU 2019120587 A RU2019120587 A RU 2019120587A RU 2722410 C1 RU2722410 C1 RU 2722410C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pulse
input
outputs
divider
counter
Prior art date
Application number
RU2019120587A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Александрович Оленев
Людмила Тихоновна Сушкова
Валид Ахмед Ахмед Аль-Хайдри
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ)
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ)
Priority to RU2019120587A priority Critical patent/RU2722410C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2722410C1 publication Critical patent/RU2722410C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04F—TIME-INTERVAL MEASURING
    • G04F10/00—Apparatus for measuring unknown time intervals by electric means

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Unknown Time Intervals (AREA)
  • Measuring Frequencies, Analyzing Spectra (AREA)

Abstract

FIELD: physics.SUBSTANCE: group of inventions relates to automation and measurement equipment and can be used in measurement and control systems. Method of measuring time interval includes counting of clock pulses filled with interval, generated by frequency divider of generator, and binding of first clock pulse to initial pulse of interval with accuracy determined by division factor of divider. Number of pulses in the divider is counted between the moments of arrival of the last clock pulse and the final pulse of the interval and this number is used as a vernier scale. Device for measuring time interval comprises pulse shaper 1, input of which is device input 2, delay element 3, pulse generator 4, divider made in form of counter 5, counter 6, register 7, which outputs are data outputs 8 of device, register 9, outputs of which are information outputs 10 of device. Multiplying the number recorded in registers 7, 9 (considering that register 7 stores integer part of number, in register 9 - fractional) by value of period of reference frequency, period of pulse repetition of measured frequency is calculated.EFFECT: technical result is reduction of measurement error, improved operational characteristics and simplified design.3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к автоматике и измерительной технике и может быть использовано в измерительных и управляющих системах.The invention relates to automation and measuring equipment and can be used in measuring and control systems.

Прототипом является преобразователь частоты в код, содержащий формирователь импульса, вход которого является входом устройства, а выход подключен к входу элемента задержки, генератор импульсов, выход которого соединен со счетным входом первого счетчика, выход переполнения которого соединен со счетным входом второго счетчика, выходы которого подключены к соответствующим входам регистра, выходы которого являются первыми информационными выходами устройства [А. с. 1833102, МПК Н03М 1/60, 1992].The prototype is a frequency to code converter containing a pulse shaper whose input is the input of the device, and the output is connected to the input of the delay element, a pulse generator whose output is connected to the counting input of the first counter, the overflow output of which is connected to the counting input of the second counter, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the register, the outputs of which are the first information outputs of the device [A. with. 1833102, IPC Н03М 1/60, 1992].

Недостатками прототипа являются:The disadvantages of the prototype are:

- погрешность промежуточного (начального) преобразования измеряемого временного интервала в код, обусловленная отсутствием измерения временного отрезка между последним импульсом опорной частоты и конечным импульсом измеряемого временного интервала.- the error of the intermediate (initial) conversion of the measured time interval into a code, due to the lack of measurement of the time interval between the last pulse of the reference frequency and the final pulse of the measured time interval.

Задачей изобретения является расширение уменьшение погрешности измерения, улучшение эксплуатационных характеристик и упрощение конструкции, реализующей способ.The objective of the invention is to expand the reduction of measurement error, improve operational characteristics and simplify the design that implements the method.

Задача решается тем, что в способе измерения временного интервала, включающем подсчет заполняющих интервал тактовых импульсов, формируемых делителем частоты генератора, и привязку первого тактового импульса к начальному импульсу интервала с точностью, определяемой коэффициентом деления делителя, подсчитывают число импульсов в делителе между моментами прихода последнего тактового импульса и конечного импульса интервала и используют это число в качестве нониусной шкалы.The problem is solved in that in the method for measuring the time interval, including counting the clock pulses filling the interval, generated by the frequency divider of the generator, and linking the first clock pulse to the initial pulse of the interval with an accuracy determined by the division coefficient of the divider, count the number of pulses in the divider between the moments of the last clock arrival pulse and the final pulse of the interval and use this number as a vernier scale.

Делитель выполняют декадным.The divider is performed in decades.

Устройство для осуществления способа измерения временного интервала, содержащее формирователь импульса, вход которого является входом устройства, а выход подключен к входу элемента задержки, генератор импульсов, выход которого соединен с входом делителя, выполненного в виде первого счетчика, счетный вход которого является входом делителя, а выход переполнения является выходом делителя и соединен со счетным входом второго счетчика, выходы разрядов которого подключены к соответствующим входам регистра, выходы которого являются первыми информационными выходами устройства, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено вторым регистром, выходы которого являются вторыми информационными выходами устройства, а входы подключены к соответствующим (k+1)÷n выходам разрядов первого счетчика, вход сброса которых соединен с входом сброса второго счетчика и с выходом элемента задержки, при этом входы записи регистров объединены, подключены к выходу формирователя импульсов и к входу сброса 1÷k выходов первого счетчика.A device for implementing a method for measuring a time interval, comprising a pulse shaper whose input is the input of the device, and the output is connected to the input of the delay element, a pulse generator, the output of which is connected to the input of the divider, made in the form of a first counter, the counting input of which is the input of the divider, and the overflow output is the output of the divider and is connected to the counting input of the second counter, the discharge outputs of which are connected to the corresponding inputs of the register, the outputs of which are the first information outputs of the device, characterized in that it is additionally equipped with a second register, the outputs of which are the second information outputs of the device, and the inputs connected to the corresponding (k + 1) ÷ n outputs of the bits of the first counter, the reset input of which is connected to the reset input of the second counter and to the output of the delay element, while the inputs of the register entries are combined, connected to the output of the pulse shaper and to the input of the reset 1 ÷ k output ov the first counter.

Указанные отличительные признаки позволяют достичь следующих преимуществ по сравнению с прототипом.These distinctive features allow you to achieve the following advantages compared with the prototype.

Подсчитывание числа импульсов в делителе между моментами прихода последнего тактового импульса и конечного импульса интервала и использование этого числа в качестве нониусной шкалы позволяет уменьшить погрешность измерения, улучшить эксплуатационные характеристики и упростить конструкцию, реализующую способ.Counting the number of pulses in the divider between the moments of arrival of the last clock pulse and the final pulse of the interval and the use of this number as a vernier scale can reduce the measurement error, improve operational characteristics and simplify the design that implements the method.

Выполнение делителя декадным позволяет при необходимости легко изменять цену деления нониусной шкалы, что улучшает эксплуатационные характеристики и упрощает конструкцию.Execution of the divider by decade allows, if necessary, to easily change the division price of the vernier scale, which improves operational characteristics and simplifies the design.

Снабжение устройства для измерения временного интервала вторым регистром, выходы которого являются вторыми информационными выходами устройства, а входы подключены к соответствующим (k+1)÷n выходам разрядов первого счетчика, вход сброса которых соединен с входом сброса второго счетчика и с выходом элемента задержки, при этом входы записи регистров объединены, подключены к выходу формирователя импульсов и к входу сброса 1÷k выходов первого счетчика, позволяет упростить конструкцию и снизить погрешность измерения. Изобретение поясняется чертежами.Supply the device for measuring the time interval with a second register, the outputs of which are the second information outputs of the device, and the inputs are connected to the corresponding (k + 1) ÷ n outputs of the bits of the first counter, the reset input of which is connected to the reset input of the second counter and to the output of the delay element, The inputs of the register entries are combined, connected to the output of the pulse shaper and to the reset input 1 ÷ k of the outputs of the first counter, which simplifies the design and reduces the measurement error. The invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства для измерения временного интервала. На фиг. 2 изображена диаграмма работы устройства для измерения временного интервала.In FIG. 1 shows a functional diagram of a device for measuring a time interval. In FIG. 2 shows a diagram of an apparatus for measuring a time interval.

Устройство для измерения временного интервала, содержит формирователь 1 импульса, вход которого является входом 2 устройства, а выход подключен к входу элемента 3 задержки, генератор 4 импульсов, выход которого соединен с входом делителя, выполненного в виде счетчика 5, выход переполнения которого соединен со счетным входом счетчика 6, выходы разрядов которого подключены к соответствующим входам регистра 7, выходы которого являются информационными выходами 8 устройства. Выходы регистра 9 являются информационными выходами 10 устройства, а входы подключены к соответствующим (k+1)÷n выходам разрядов счетчика 5, вход сброса которых соединен с входом сброса счетчика 6 и с выходом элемента задержки, при этом входы записи регистров объединены, подключены к выходу формирователя импульсов и к входу сброса 1÷k выходов счетчика 5.A device for measuring the time interval, contains a pulse shaper 1, the input of which is the input 2 of the device, and the output is connected to the input of the delay element 3, a pulse generator 4, the output of which is connected to the input of the divider, made in the form of a counter 5, the overflow output of which is connected to the counting the input of the counter 6, the outputs of the discharges of which are connected to the corresponding inputs of the register 7, the outputs of which are information outputs 8 of the device. The outputs of the register 9 are the information outputs 10 of the device, and the inputs are connected to the corresponding (k + 1) ÷ n outputs of the bits of the counter 5, the reset input of which is connected to the reset input of the counter 6 and to the output of the delay element, while the inputs of the register entries are combined, connected to the output of the pulse shaper and to the input of the reset 1 ÷ k outputs of the counter 5.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Импульсы с генератора 4 поступают на вход С счетчика 5 (вход делителя) (фиг. 1, 2а). В момент времени t1, определяемый коэффициентом деления, на выходе p переполнения этого счетчика формируется опорный импульс, который поступает на счетный вход счетчика 6 (фиг. 1, 2,б).The pulses from the generator 4 are input to the counter 5 (input divider) (Fig. 1, 2A). At time t 1 , determined by the division coefficient, at the output p of the overflow of this counter, a reference pulse is generated, which is fed to the counting input of the counter 6 (Fig. 1, 2, b).

В момент t2 на выходе формирователя 1 появляется начальный импульс измеряемой частоты (периода), который поступает на Rk счетчика 5, обнуляя 1÷k его разрядов, и - на входы V разрешения записи регистров 7, 9, в результате чего информация из счетчиков 5, 6 переписывается в эти регистры (фиг. 2,в). Одновременно счетчик 5 начинает накапливать импульсы, поступающие с генератора.At time t 2, at the output of the shaper 1, an initial pulse of the measured frequency (period) appears, which arrives at R k of counter 5, resetting 1 ÷ k of its bits, and - to the inputs V of recording permission of registers 7, 9, as a result of which information from the counters 5, 6 corresponds to these registers (Fig. 2, c). At the same time, the counter 5 begins to accumulate pulses from the generator.

Через некоторое время, достаточное для перезаписи указанной информации, но не превышающее времени до момента заполнения k-го разряда счетчика 5, на выходе элемента 3 задержки формируется импульс, сбрасывающий в ноль (k+1)÷n разрядов счетчика 5 и обнуляющий счетчик 6.After some time, sufficient to overwrite the specified information, but not exceeding the time until the kth discharge of counter 5 is filled, an impulse is generated at the output of delay element 3, resetting to zero (k + 1) ÷ n bits of counter 5 and resetting counter 6.

В момент t3 на счетный вход счетчика 6 поступает первый опорный импульс, который будет привязан к начальному импульсу измеряемой частоты с точностью 1/q периода опорной частоты, где q - коэффициент деления делителя. Если q будет равно 1000, то точность привязки составит 1/1000 и т.д. (рис. 2, б, в). Счетчик будет накапливать опорные импульсы.At time t 3, the first reference pulse arrives at the counting input of the counter 6, which will be tied to the initial pulse of the measured frequency with an accuracy of 1 / q of the period of the reference frequency, where q is the division factor of the divider. If q is equal to 1000, then the accuracy of the binding will be 1/1000, etc. (Fig. 2, b, c). The counter will accumulate reference pulses.

При поступлении в момент времени t4 конечного импульса измеряемой частоты в счетчике 6 сформируется информация о целом числе опорных импульсов, уложившихся во временной интервал, между импульсами измеряемой частоты, а (k+1)÷n разрядах счетчика 5 будет информация о величине доли целого периода опорной частоты. Например, если (k+1)÷n разряды представляют собой выходы десятичного счетчика, то число импульсов в последнем будет соответствовать десятым долям целого периода опорной частоты, т.е. этот счетчик будет выполнять функцию нониусной шкалы. Умножая число, записанное в регистры 9, 7 (учитывая, что в регистре 7 хранится целая часть числа, в регистре 9 - дробная), на величину периода опорной частоты, вычисляют период следования импульсов измеряемой частоты. Далее описанный процесс повторяется.When a final pulse of the measured frequency arrives at time t 4, counter 6 will generate information about the total number of reference pulses within the time interval between the pulses of the measured frequency, and (k + 1) ÷ n bits of counter 5 will contain information about the fraction of the whole period reference frequency. For example, if (k + 1) ÷ n bits represent the outputs of a decimal counter, then the number of pulses in the last one will correspond to tenths of a whole period of the reference frequency, i.e. this counter will function as a vernier scale. Multiplying the number recorded in registers 9, 7 (given that the integer part of the number is stored in register 7, fractional in register 9) by the value of the reference frequency period, the pulse repetition period of the measured frequency is calculated. The following process is repeated.

Внедрение изобретения позволит создать простое по конструкции устройство для измерения временных интервалов.The implementation of the invention will allow you to create a simple design device for measuring time intervals.

Claims (3)

1. Способ измерения временного интервала, включающий подсчет заполняющих интервал тактовых импульсов, формируемых делителем частоты генератора, и привязку первого тактового импульса к начальному импульсу интервала с точностью, определяемой коэффициентом деления делителя, отличающийся тем, что подсчитывают число импульсов в делителе между моментами прихода последнего тактового импульса и конечного импульса интервала и используют это число в качестве нониусной шкалы.1. The method of measuring the time interval, including counting the clock-filling pulses generated by the frequency divider of the generator, and linking the first clock pulse to the initial pulse of the interval with an accuracy determined by the division factor of the divider, characterized in that the number of pulses in the divider is counted between the moments of the last clock arrival pulse and the final pulse of the interval and use this number as a vernier scale. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что делитель выполняют декадным.2. The method according to p. 1, characterized in that the divider is performed by decade. 3. Устройство для измерения временного интервала, содержащее формирователь импульса, вход которого является входом устройства, а выход подключен к входу элемента задержки, генератор импульсов, выход которого соединен с входом делителя, выполненного в виде первого счетчика, счетный вход которого является входом делителя, а выход переполнения является выходом делителя и соединен со счетным входом второго счетчика, выходы разрядов которого подключены к соответствующим входам регистра, выходы которого являются первыми информационными выходами устройства, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено вторым регистром, выходы которого являются вторыми информационными выходами устройства, а входы подключены к соответствующим (k+1)÷n выходам разрядов первого счетчика, вход сброса которых соединен с входом сброса второго счетчика и с выходом элемента задержки, при этом входы записи регистров объединены, подключены к выходу формирователя импульсов и к входу сброса 1÷k выходов первого счетчика.3. A device for measuring the time interval containing a pulse shaper, the input of which is the input of the device, and the output is connected to the input of the delay element, a pulse generator, the output of which is connected to the input of the divider, made in the form of a first counter, the counting input of which is the input of the divider, and the overflow output is the output of the divider and is connected to the counting input of the second counter, the discharge outputs of which are connected to the corresponding inputs of the register, the outputs of which are the first information outputs of the device, characterized in that it is additionally equipped with a second register, the outputs of which are the second information outputs of the device, and the inputs connected to the corresponding (k + 1) ÷ n outputs of the bits of the first counter, the reset input of which is connected to the reset input of the second counter and to the output of the delay element, while the inputs of the register entries are combined, connected to the output of the pulse shaper and to the input of the reset 1 ÷ k outputs first counter .
RU2019120587A 2019-07-01 2019-07-01 Method for measuring time interval and device for implementation thereof RU2722410C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019120587A RU2722410C1 (en) 2019-07-01 2019-07-01 Method for measuring time interval and device for implementation thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019120587A RU2722410C1 (en) 2019-07-01 2019-07-01 Method for measuring time interval and device for implementation thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2722410C1 true RU2722410C1 (en) 2020-05-29

Family

ID=71067754

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019120587A RU2722410C1 (en) 2019-07-01 2019-07-01 Method for measuring time interval and device for implementation thereof

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2722410C1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3541448A (en) * 1968-05-07 1970-11-17 Atomic Energy Commission Digital time intervalometer with analogue vernier timing
SU662907A1 (en) * 1977-02-18 1979-05-15 Томский Институт Автоматизированных Систем Управления И Радиоэлектроники Time interval digital meter
SU960721A1 (en) * 1981-02-12 1982-09-23 Предприятие П/Я Р-6670 Device for measuring time intervals
SU1374430A1 (en) * 1986-04-11 1988-02-15 Предприятие П/Я Г-4205 Frequency-to-code converter
US5333162A (en) * 1993-02-23 1994-07-26 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy High resolution time interval counter
RU2180450C2 (en) * 1999-11-22 2002-03-10 Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Экспериментальной Физики Device for multichannel measurement of time characteristics
US20070005288A1 (en) * 2005-06-22 2007-01-04 Jack Pattee High resolution time interval measurement apparatus and method

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3541448A (en) * 1968-05-07 1970-11-17 Atomic Energy Commission Digital time intervalometer with analogue vernier timing
SU662907A1 (en) * 1977-02-18 1979-05-15 Томский Институт Автоматизированных Систем Управления И Радиоэлектроники Time interval digital meter
SU960721A1 (en) * 1981-02-12 1982-09-23 Предприятие П/Я Р-6670 Device for measuring time intervals
SU1374430A1 (en) * 1986-04-11 1988-02-15 Предприятие П/Я Г-4205 Frequency-to-code converter
US5333162A (en) * 1993-02-23 1994-07-26 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy High resolution time interval counter
RU2180450C2 (en) * 1999-11-22 2002-03-10 Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Экспериментальной Физики Device for multichannel measurement of time characteristics
US20070005288A1 (en) * 2005-06-22 2007-01-04 Jack Pattee High resolution time interval measurement apparatus and method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2722410C1 (en) Method for measuring time interval and device for implementation thereof
US3947673A (en) Apparatus for comparing two binary signals
US3237171A (en) Timing device
RU2300112C2 (en) Method for measurement of frequency and device for its realization
RU2561999C1 (en) Interpolating converter of time interval into digital code
RU2570116C1 (en) Device for digital conversion of time interval
RU2583165C1 (en) Interpolates converter time interval in the digital code
SU744677A1 (en) Device for counting the quantity of objects of equal mass
RU2546075C1 (en) Time interval digital measuring transducer
RU2638972C2 (en) Method of frequency measurement
SU788016A1 (en) Digital frequency meter
SU902024A1 (en) Device for monitoring pulse signal parameters
SU917133A1 (en) Pulse duty factor meter
SU636553A1 (en) Digital low frequency meter
SU748269A1 (en) Shaper of measuring interval of digital frequency-period meter
SU660228A1 (en) Frequency multiplier
SU938187A1 (en) Digital frequency meter
US3383498A (en) Digital circuit
SU464888A1 (en) Digital pulse duration meter
SU532059A1 (en) Phase to digital converter
SU957205A1 (en) Random process generator
SU892334A1 (en) Low frequency digital meter
SU516960A1 (en) Active Power to Code Converter
RU1803970C (en) Pulse repetition frequency multiplier
RU2146061C1 (en) Signal-strength meter