SU1052097A1 - Измеритель временных интервалов - Google Patents

Abstract

ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ , содержащий генератор, выход которого соединен с первьм входом первого элемента И, второй вход которого подключен к выходу триггера управлени  и к первому входу блока временной трансформации, первый и второй выходы которого соединены с первым и вторьм входа1ш соответственно блока задани  коэффициента трансформации, выход которого соединен с первым входом триггера управлени , основной.адресный , второй вход триггера управлени  соединен с вторьм входом блока щ еменной трансформации, о т л и ч а ю ц и и с   тем, что, с целью повышени  точности измерений путем повьшени  .стабильности временного разрешени  измерител  при больших значени х коэффициента трансформации и усТ1 анени  вли .ни  дрейфа временного порога, в него введены блок управлеш , два блока селекции, регулируемый элемент задержки, второй и третий элементы И, дополнительный адресный ;счетчик, блок коммутаторов и элемент задержки, причем первый выход блока управлени  соединен с первыми входами первого и второго блоков селекции, вторые входы которьге подключены к входам Старт и Стоп измерител  соответственно, выход первого блока селекции соединен с вторым входом блока временной трансформации, к третьему входу которого через регулируеш 1й элемент задержки подключен выход . второго блока селекции, второй выход блока управлени  подключен к первому входу второго элемента И и установочному входу дополнительного адресного счетчика, счетньй вход которого соединен с выходом второго элемента И, второй вход которого соединен с выхо-; дом первого элемента И и первый вхо- , дом третьего элемента И, второй вход которого подключен к третьему выходу блока управлени ,а выход - к счетному входу основного адресного счетчика , установочные входы которого подключены к соответствующим выходам блока коммутаторов, входы которого подключеш к соответствующим выходам дополнительного адресного счетчика, выход блока задани  коэффициента трансформащш через элемент задержки подключен к управл ющему входу блока коммутаторов, выход триггера управлени  соединен с входом блока управлени  .

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике, а конкретно к измерительньм устройствам  дерного приборостроёш1Я , и предназначено дл  измерени  и кодировани  временных интервалов наносекундного диапазона в  дернофизических экспериментах.

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению  вл етс  измеритель временных интервалов, содержащий генераторj выход которого соединен с.первым входом первого элемента И, второй вход которого подключен к выходу триггера управлени  и к первому входу блока временной трансформации , первый и второй выходы которого соединены с первым и вторым входами соответственно блок а задани  коэффициента трансформации, выход . которого соединен с первым входом триггера управлени , основной адресный. счетчик, второй вход триггера управлени  соединен с вторьм входом блока временной трансформации.

К недостаткам этого измерител  временных интервалов можно отнести трудность и сложность обеспечени  стабильности регистрируемых временных спектров и положени  в них временных пиков при больших коэффициентах трансформации что приводит к снижению точности измерений.

Целью изобретени   вл етс  повьш1ение точности измерений путем повышени  стабильности временного разрешени  измерител  при больших значени х коэффициента тpaнcфop «ции и устранени  вли ни  дрейфа временного порога,

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в извест1ый измеритель временных интервалов, содержащий генератор, выход которого соединен с первым входом первого элемента i,., второй виод которого подключен к выходу триггера управлени  и к первому входу блока временной трансформации, первый и вто рой выходы которого соединены с первьм и вторьм входами соответственно блока задани  коэффициента трансформации , выход которого соединен с первым входом триггера управлени , основной адресный счетчик, второй вход триггера управлени  соединен с вторым входом блока временной трансформации, введены блок управлени , два блока селекции, регулируемьй элемент задерж ки, второй и третий элементы И, дополнительный адресный счетчик, блок коммутаторов и элемент задержки, причем первьй выход блока управ;тени  соеди ен с первьми входами первого и второго блоков селекции, вторые входы которых подключены к входам Старт и Стоп измерител  соответственно, выход п«грвого блока селекции соединен

с вторьм входом блока временной трансформации , к третьему входу.которого через регулируемый элемент задержки подключен выход второго блока селекции , второй выход блока управлени  подключен к первому входу второго элемента И и установочному входу дополнительного адресного счетчика, счетный вход которого соединен с вы .ходом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И и первым входом третьего элемента И, второй вход которого подключен к третьему выходу блока управлени , а выход - к счетному входу основного адресного счетчика, установочные входы которого подключены к соответствующим вькодам блока коммутаторов , входы которого подключены к соотвествующим выходам дополнительного адресного счетчика, выход блока задани  коэффициента трансформации через элемент задержки подключен к управл ющему входу блока коммутаторов, выход триггера управлени  соединен с входом блока управлени ,

Такое схемноерешение позвол ет повысить стабильность временного разрешени  при больших значени х коэффициента трансформации и устранить вли ние дрейфа временного порога блока временной трансформации, так как информаци  о флуктуа ци х и дрейфе порогов формирующих и преобразующих устройств измерител  в виде кода записываетс  и периодически обновл етс  в дополнительном адресном счетчике с помощью устройства уцравлени . Перед каждым измерением эта информаци  с помощью блока коммутаторов переписываетс  в основной адресньй счетчик в виде обратного кода, что позвол ет в процессе измерени  временного интервала автоматически вычитать флуктуирующие и дрейфующие временные добавки , вносимые формирующими и преобразующими устройствами измерител , и получать правютьный код измер емого временного интервала.

На чертеже изображена блок-схема измерител  временных интервалов.

Измеритель содержит генератор 1, элемент И 2, основаой адресный счетчик 3, триггер 4 управлени , блок 5 временной трансфо)ма11ни, включак ций элементы ИЛИ 6 и 7.и преобразователи 8 и 9 временных интервалов, блок 10 задани  коэффициента трансформации. .51 которьй содержит элемент ИЛИ 11 и счетчик 12, блок 13 управлени , блоки 14 и 15 селекцйц, регулируемый элемент 16 задержки, два элемента И 17 и 18, допсшнительный адресный счетчик 9y блок 20 коммутаторов и элемент 21 задержкиw Эл емент И 2 выполн ет функцию основного клапана пропускающего импул сы генератора 1, при взведенномтриг гере 4 управлени , либо на основной адресный счетчик 3, либо на Додопнительный адресньй счетчик 19, в завис мости от поступаюпщх с блока 13 управпени  уровней на элементы И 17 и18 , Блок 5 временной трансформаций увеличивает входной временной интервал в определенное число раз. Это чи

ло, называемое коэффициентом трансфор-20 ет на третий вход блока 5 временной мации, устанавливаетс  с помощью блока трансформации и снимает блокировку с 10 задани  коэффициента трансфбрмации, преобразователей 8 и 9. Сигнал с выхоблок 13 управлени  периодически об-да блока 14 селекции поступает также

новл ет информа1Д1ю о временном пороге на первый вход блока 5 временной трайизмерител  в виде кода в дополнитёль- 25 сформации. Сигнал с выхода другого адреснс  счетчике 19. Частота обновлени  этой информации определ етс  скоростью дрейфа временного порога измерител  и зависит от коэффициента трансформации, с увеличени1ем его значени  частота обновлени  инфор мации о величине временного псфога увеличиваетс . Блоки 14 и 15 селекции идентифицируют сигнал, поступивший от блока 13 управлени  ,вьщел ют его и подают на входы блока 5 временной трансформации. Регулируемый элемент 16 задержки осуществл ет задержку .сиг нала на входе Стоп блока 5 времен-. ной трансформации на необходимую ввли чину, в цел х достижени  оптимальной витальности цикла получени  информации о величине временного порога измерител , в виде кода, в зависимости от величины коэффициента трансформации . Дополнительный адресный счетчик 19 хранит информацию о величине временного порога измерител . Блок 20 коммутаторов обеспечивает установку основного адресного счетчика 3 .в обратнс коде относительно кода, хранимого в дополнительном адресном счетчике 19. Элемент 21 задержки служит дл  задержки сигнала установки триггеров оснсшного адресного счетчика 3 на длительность, необходимую дл  съема информации с основного адресного счетчика 3 s систему регистрации (на чертеже не показана). 7 Измеритель временных интервал ов работает след) образом. При включении измерител  временных интфвалов блок 13 управлени  блокирует элемент И 18, устанавливает триггер 4 дополнительного адресного счетчика 19 в исходное состо ние снимает блокировку с элемента И 17 и «одает уровень на блоки 14, 15 селекции , котррьй блокирует другие их входы . Сигнал с выхода блока 14 селекции, оюеленный из поступившего уровн , взводит триггер 4 управлени , который подает разрешающий уровень на элемент И 2, и импульсы генератора 1 через элемент И 17 поступают на дополнительный адресный счетчик 19. Уро« вень с триггера 4 управлени  поступаблока 15 селекции, вьщеленный из поступившего уровн  блока 13 управлени , через регулируемый элемент 16 задержки поступает la второй вход блока 5 временной трансформации. Временный интервал, заключенный между сигналами , поступившими по первому и второму входам блока 5 временной трансформации , удваиваетс  преобразователем 8. ; Сшнал с первого выхода преобразовател  8, соответствующий концу входного временного интервала, поступает на первый вход второго преобразовател  9 и через элемент ИЛИ 11, вход которого  вл етс  одним из. входов блока 10 задани  коэффициента трансформации, поступает на счетчик 12 и регистрируетс  в нем. Сигнал с второго выхода преобразовател  В поступает на второй вход второго преобразовател  9. Временной интервал, заключеннйй между входньгш сигналами преобразовател  9, равен временному интервалу, заключенному между сигналами .Старт и Стоп, и удваиваетс  в этом преобразователе. Сигнал с первого выхода второго, преобразовател  9, Соответствующий концу временного интервала, поступивше- го на его входы, подаетс  через элемент ИЛИ 11 на счетчик 12 и регистрируетс  в нем. Сигнал с первого выхода второго преобразовател  9 поступает также-на другой вход элемента ИЛИ 6. Сигнал со со второго выхода преобразовател  9 поступает на вход элемента ИЛИ 7. Си налы с выходов элементов ИЛИ 6 и 7 поступают на входы преобразовател  8 Временной интервал, заключенньй ме д ЭТ1ШИ входными сигналами преобразова тел  8, оп ть равен входному временлому интервалу, заключенному между сигналами Старт и Стоп. Преобраз ватель снова удваивает этот временный интервал, и сигнал с выхода преобразовател  8 через элемент ИЛИ J i поступает на счетчик 12 блока 10 .задани  коэффициента.трансформации и на юсод преобразоват.ел  9, На другой вход этого преобразовател  9 поступа ;ет сигнал с второго выхода преобразовател  8. Последовательна  работа двух преобразователей временных интервалов с коэффициентом преобразовани , равным двум, будет продолжатьс  до тех пор, пока не заполните счетчик 12, При заполнении этого счет чика сигнал с его выхода возвращает TiHirrep 4 управлени  в исходное состо ние , блокиру  тем самь. преобразователи 8 и 9 и снима  разрешающий уро вень с элемента И 2, прекраща  поступ ление импульсов генератора 1 через элемент И 17 на дополнительный адрес ный счетчик 19. Сигнал с выхода блока 10 задани  коэффищ1ента трансформаци  через элемент 21 задержки поступает на блок 20 коммутаторов и через него переносит инЬормацию из дополнительного адресного счетчика 19 в основной адресный счетчик 3 в виде дополнительного кода. Таким образом, информаци  о временном пороге измерител , временных интервалов занесена в основной адресный счетчик 3 в виде дополнительного кода. Блок 13 управлени  заканчивает,: ;( инициирование необходимых сигналов, блокирует элемент И 17, снимает блокировку с элемента И 18 и входов бло ка 14 и 15 селекции, соединенных соответственно с шиной Старт и шиной Стоп. Сигнал Старт, поступивший на вход измерител  и по вившийс  на выходе блока 14 селекции, взводит триг гер 4 управлени ,который подает, разрешающий уровень на элемент И 2. Импульсы с генератора 1 поступают теперь через элементы 2 и 18 на основной адресный счетчик 3. Сигнал с выхода блока 14 селекции поступает так же на вход блока 5 временной трансформации , которьй по его третьему входу деблокирован уровнем с триггера 4 управлени . Сигнал Стоп, прошедший на вход блока 15 селекции, с его выхода через регулируемый элемент 16 задержки, поступает на вход блока 5 временной трансформации, который в совокупнос ти с блоком 10 задани  коэффициента трансформации работает таким же образом , как описано. При заполнении счетчика 12 в блоке 10 задани  коэффициента трансформащ1и сигнал с его выхода возвращает триггер 4 управлени  в исходное состо ние , блокиру  при этон в блоке 5 временной трансформации преобразователи 8 и 9 и снима  разрешающий уровень с элемента И 2, прекраща  пост тупление импульсов генератора 1 через элемент И 18 на основной адресный счетчик 3, Особенность работы адресного счет Чика 3 заключаетс  в том, что в нем в дополнительном коде хранилась информаци  о временном пороге измерител . По мере поступлени  импульсов с генератора 1 счетчик заполн етс  и информаци  о временном пороге измерител , записанна  в нем, уменьшаетс  и при полном заполнении счетчика информаци  о временном пороге в счетчике равн етс  нулю и далее в счетчик записываетс  информаци  о временном интервале, заключенном между сигналами Старт и Стоп, Таким образом, путем досчета импульсов генератора 1 до переполнени  адресного счетчика 3 в нем осуществл етс  цифровое вычитание временного порога измерител  временных интервалов. Сигнал с выхода блока 10 задани  коэффициента трансформации через элемент 21 задержки поступает на блок 20 коммутаторов и через него вновь переписьшает информацию из дополнительного адресного счетчика 19 в основной а,цресный счетчик 3 в ввде допол ьштельного кода. Измеритель временных интервалов оп ть готов дл  1фиема сигналов Старт и Стоп, Спуст  некоторое врем , если триггер 4 управлени  находитс  в исходном состо нии или по возвращении его в исходное состо ние, блок 13 управлени  вновь инициирует нeoб:ioдимыe tn rнaлы получени  информации о временном пороге измерител  в его дополнительном адресном счетчике 19.,

Использование в измерителе временных интервалов дополнительных элементов и св зей между ними позвол ет обеспечить долговременную, независ -: щую от изменени  температуры, стабильность временных спектров, положение в них временных пиков и высокое временное разрешение при большом кот , эффицивите трансформации, так как

устран етс  вли ние нестабильностей и дрейфа, св занных с изменением порогов формирую1щх и преобразующих узлов измерител . Периодическое обновление информации о временном пороге измерител  в его дополнительном адресном счетчике и посто нное вычитание этой информации в циклах измерени  из основного адресного счетчика в цифровом виде обеспечивает высокие метрологические параметры измерител  временных интервалов.

татт

жи

Claims (1)

1. ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ, содержащий генератор, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого подключен к выходу триггера управления и к первому входу блока временной трансформации, первый и второй выходы которого соединены с первым и вторьм входами соответственно блока задания коэффициента трансформации, выход которого соединен с первым входом триггера управления, основной.адресный счетчик, второй вход триггера управления соединен с вторьы входом блока временной трансформации, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений путем повьшения стабильности временного разрешения измерителя при больших значениях коэффициента трансформации и устранения влияния дрейфа временного порога, в него введены блок управления, два блока селекции, регулируемый элемент задержки, второй и третий элементы И, доподнитедьный адресный счетчик, блок коммутаторов и элемент задержки, причем первый выход блока управления соединен с первыми входами первого и второго блоков селекции, вторые входы которых' подключены к входам Старт и Стоп измерителя соответственно, выход первого блока селекции соединен с вторым входом блока временной трансформации, к третьему входу которого через регулируемый элемент задержки подключен выход . второго блока селекции, второй выход блока управления подключен к первому входу второго элемента И и установочному входу дополнительного адресного счетчика, счетный вход которого соединен с выходом второго элемента И, второй вход которого соединен с выхо-ί дом первого элемента И и первый вхо- . дом третьего элемента И, второй вход которого подключен к третьему выходу блока управления,а выход - к счетному входу основного адресного счетчика, установочные входы которого подключены к соответствующим выходам блока коммутаторов, входы которого подключены к соответствующим выходам дополнительного адресного счетчика, выход блока задания коэффициента трансформации через элемент задержки подключен к управляющему входу блока коммутаторов, выход триггера управления соединен с входом блока управления .