SU1198448A1 - Устройство для измерения нестабильности временных интервалов - Google Patents

Description

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано при измерении нестабильности длительности импульсов, периодов их повторения и интервалов между фронта- 5 ми двух последовательностей импульсов. ... ' .

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем измерения нестабильнЬстй периода повто- Ю рения импульсов.

На фиг. I приведена структурная схема устройбтва^на фиг. 2 и 3 временные диаграммы измерения нестабильности длительностей импульсов 15 и периода повторения импульсов соответственно.

Устройство содержит первый и второй каналы формирования импульсов, состоящие соответственно из после— 20 довательно соединенных ограничителей 1 и 2 с регулируемыми уровнями ограничения сверху, ограничителей 3 и 4 с регулируемыми уровнями ограничения снизу, дифференцирующих тран* 25 сформаторов 5 и 6 и усилителей—ограничителей 7 и 8, а также первый и второй переключатели 9 и 10, регулируемый элемент 11 задержки, первый 12 и второй 13 триггеры, пер- зо вый 14 и второй 15 интегрирующие элементы, коммутатор 16, эталонный эле. мент 17 задержки, сумматор 18, вычитающее устройство 19, расширитель 20, входные шины 21 и 22 и выход-₃₅ ную шину 23, причем выход усилителя-ограничителя 7 через последовательно соединенные триггер 12, интегрирующий элемент 14, эталонный элемент 17 задержки, сумматор 18, вы- 4θ читающее устройство 19 и расширитель 20 соединен с выходной шиной 23, выход регулируемого элемента.задержки 11 через триггер 13 и интегрирующий элемент 15 подключен к первому входу вычитающего устройства 19, а второй вход триггера 12 через коммутатор 16 соединен с выходами усилителей—ограничителей 7 и 8.

Устройство измерения нестабиль- . ности временных интервалов позволяет осуществлять пять режимов Измерения:

— режим измерения нестабильности . длительное ти импульсов, длительность* которых превьвпает время задержки в

эталонном элементе задержки;

«ь режим измерения нестабильности интервала между фронтами импульсов

различных последовательностей, когда величина интервала превышает . время задержки в эталонном элементе задержки;

- режим измерения нестабильности' длительности импульсов, равных времени задержки в эталонном элементе задержки;

- режим измерения нестабильности интервала между фронтами импульсов разных последовательностей, когда величина интервала равна времени задержки в эталонном элементе задержки;

- режим измерения длительности периода между импульсами.

Режим измерения нестабильности длительности импульсов, длительность которых превышает время задержки эталонной линии задержки, осуществляется следующим образом.

Переключатели 9 и 10 устанавливаются в положение 1_1., вход усилителя-ограничителя 8 подключен к второму Выходу дифференцирующего трансформатора 6 первого канала, а первый единичный вход триггера 1 2 соединен с выходом „регилируемого элемента 11 задержки. При этом коммутатор 16 должен обеспечивать соединение выхода усилителя-ограничителя 8 с вторым входом триггера 12.

Измеряемый импульс (фиг. 2а), нестабильность длительности л С которого необходимо измерять на уровне Ц,_эм, подается на вход ограничителя 1 сверху первого канала, в качестве которого может быть использован диодный ограничитель с регулируемым уровнем ограничения сверху и_оГр,. Ограниченные сверху импульсы (фиг.

26) подаются на вход ограничителя снизу 3 первого канала, в качестве которого может быть использован диодный ограничитель с регулируемым уровнем ограничения снизу и_огр2 величины уровней ограничения и_огр1 и и_{огр 2} определяются величиной уровня сигнала, на котором измеряется величина нестабильности длительности импульса. С выхода ограничителя 3 ограниченный сверху и снизу импульс (фиг. 2в) подается на вход дифференцирующего трансформатора 5 первого канала, на выходах двух вторичных обмоток которого формируются разнополярные импульсы (фиг. 2г, д). Причем выходная обмотка, подключенная

* 1198448

к усилителю—ограничителю 7 первого ’ какала, позволяет формировать на выходе последнего положительный импульс (фиг. 2е), совпадающий по времени с моментом достижения передним' фронтом импульса уровня, на котором осуществляется измерение нестабильности длительности.

На выходе усилителя—ограничителя 8, вход которого подлкючен к выходу второй обмотки трансформатора 5, формируется импульс положительной полярности, соответствующий моменту достижения задним фронтом импульса измеряемого уровня (фиг. 2ж),

Импульс, соответствующий переднему фронту измеряемого импульса, задержанный в регулируемом элементе 11 задержки (фиг. 2з), подается на единичные входы триггеров 12 й 13 и переключает их в положение, при котором на их выходах устанавливаются единичные уровни выходного напряжения (фиг. 2и, л). В результате наличия на выходах триггеров 12 и 13 соответственно интегрирующих элементов (интеграторов) 14 и 15 ς регулируемой постоянной времени интегрирования, на выходе последних формируются импульсы, обладающие одинаковой крутизной передних и задних фронтов. В качестве интегрирующих элементов может быть использована интегрирующая цепочка с регулируемой величиной постоянной интегрирования.

Импульс, соответствующий заднему фронту измеряемого импульса (фиг.2ж), с выхода усиЛителя-ограничителя 8 через коммутатор 16 поступает на второй вход триггера 12, устанавливая его в.состояние, при котором на его выходе и соответственно на выходе интегратора 14 формируется нормированный задний фронт импульса, соответствующий моменту достижения зад- . ним фронтом входного импульса измеря.емого уровня.

I

Сформированный интегратором 14 импульс (фиг. 2и) поступает на один из входов сумматора напрямую, а на втот рой вход — с задержкой в эталонном элементе 17 задержки (фиг. 2к). Кроме того, по заднему фронту импульса с выхода эталонного элемента задержки 17 срабатывает триггер 13.

Суммарное время задержек регулируемого элемента 11 задержки и эталонного элемента 17 задержки должно .

быть равно длительности исследуемого импульса на измеряемом уровне.

При выполнении этого условия передний фронт задержанного в эталон5 ном’элементе 17 задержки импульса на одном из входов сумматора 18 совпадает по времени с задним фронтом незадержанного импульса на втором входе сумматора. При этом на выходе сум10 матора 18 формируется импульс, имеющий пьедестал постоянной амплитуды и_п (фиг. 2м), на котором находится короткий импульс. Короткий импульс образуется в момент совпадения перед15 него и заднего фронтов соответственно задержанного и-незадержанного им— ' пульсов. При изменении временного положения заднего фронта незадержанного импульса в результате нестабильности

20 длительности измеряемого импульса, амплитуда короткого импульса относительно пьедестала на выходе сумматора 18 изменяется от -и_п до +и_п (фиг. 2м). Максимальная длительность

25 сформированного короткого импульса равна суммарной длительности переднего и заднего фронтов соответственно задержанного и незадержанного импульсов. Так как величина нестабиль—

30 ности длительности измеряемых импульсов равна нестабильности длительности незадержанного импульса на входе сумматора 18, то амплитуда сформированного короткого импульса относи— тельно пьедестала и_п пропорциональна величине нестабильности.

Импульсы, сформированные на выходах интегратора 15 (фиг. 2и) и сум—

матора 18 (фиг. 2м) поступают на

40

первый и второй входы вычитающего устройства 19.

Длительность и амплитуда импульсов с выхода интегратора 1.5 равна длительности и амплитуде пьедестала и„ импульса сумматора 18. В результате вычитания на выходе устройства 19 формируется короткий импульс, амплитуда которого (фиг. 2н)

5θ пропорциональна нестабильности длительности входных импульсов. Импульс

.с выхода вычитающего устройства поступает на вход двухполярного расширителя 20, в качестве которого мо—

55 жет быть использован пиковый детектор, с помощью которого длительность

коротких импульсов увеличивается до

необходимой для обработки величины,

5 1

.но не больше периода повторения ис— следуемых импульсов (ф_Иг. 2д).

Работа устройства в режиме измерения нестабильности интервала между фронтами двух импульсов различных последовательностей, когда величина интервала превышает время задержки в эталонном элементе 17 задержки ана· логична режиму измерения нестабильности длительности импульсов (фиг.З) Отличие заключается только в том, что переключатель 9 устанавливается в положение ТГТ, вход усилителя-ограничителя 8 подключен к выходу дифференцирующего трансформатора 6 второго канала, а входные последователь* ности поступают на входные шины 21 и 22 соответственно первого и второго каналов. При этом на выходе’триггера 12 формируется импульс, нестабильность длительности импульса которого равна нестабильности длительности временного интервала между фронтами двух импульсов исследуемых последовательностей на заданных ’уров: нях измерения.

Режимы измерения нестабильности длительности импульсов, равных времени задержки в эталонном элементе 17 задержки, и измерения нестабильности интервала между фронтами двух импульсов различных последовательностей, когда величина интервала равна времени задержки являются частными случаями рассмотренных режимов .

В режиме измерения нестабильное- . ти длительности импульса, равного времени задержки, переключатель 9 устанавливается в положение ГГ, переключатель 10 в положение I, а коммутатор 16 подключает выход усилителя-ограничителя 8 к входу триггера 12.

198448 6

12 соединяется с выходом регулируемого элемента 11 задержки.

, Исследуемые импульсы, нестабиль^! ность периода повторения которых аТ

₅ необходимо измерить на уровне П _} подаются на входную шину 21 первого •канала (фиг.За).

При прохождении канала формирования импульсы ограничиваются сверху

. 10 (фиг. Зб) ограничителем 1, а снизу (фиг. Зв) - ограничителем 3, необходимая длительность их формируется на заданном уровне измерения с помощью дифференцирующего трансформатора 5

15 (фиг. Зг), необходимая амплитуда, и полярность (фиг. Зд^ - усилителемограничителем 7.

20

25

Первый-импульс исследуемой последовательности с выхода усилителя-, ограничителя 7 подается на вход регулируемого элемента 11 задержки и через коммутатор 16 на второй вход триггера.12, устанавливая его в исходное состояние. Этот же импульс, задержанный на время задержки в регулируемом элементе 11 задержки', (фиг. Зе) поступает на первый единичный вход триггера 12 и устанавливает его в положение, при котором на! его выходе формируется единичный уровень выходного напряжения.

Следующий импульс исследуемой последовательности с выхода усилителя-ограничителя 7 через коммута35 тор 16' поступает на второй вход триггера 12 и устанавливает его в исходное состояние с нулевым уровнем выходного напряжения.

Таким образом, на выходе тригге— 40 ра 12 формируется импульс, длительность которого меньше периода повторения входных импульсов, а величина нестабильности равна величине нестабильности периода повторения ДТ 45 входных импульсов (фиг. Зж).

При измерении нестабильности интервала между фронтами, равного времени задержки перёключатели 9 и 10 устанавливаются соответственно в положения ГТТ и I.

При измерении нестабильности пе— . риода повторения импульсов коммутатор 16 устанавливается в.положение, при котором на второй вход тригге- . ра 12 подаются импульсы с выхода усилителя-ограничителя 7 первого канала, а переключатель 10 - в положение 1Т, когда первый вход триггера

Дальнейшая работа устройства в режиме измерения нестабильности дли· тельности периода входных импуль—

50 сов аналогична работе устройства в рассмотренных режимах, а временная диаграмма его работы приведена на фиг. Зж - м.

55 На выходе устройства формируются

импульсы, амплитуда которых пропорциональна нестабильности периода

повторения входных импульсов.

7 .1198448

Таким образом, обеспечивается расширение функциональных возможное-* тей предлагаемого устройства путем

измерения нестабильности длительное ти периода следования импульсов входной последовательности.

1198448

Claims (2)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НЕСТАБИЛЬНОСТИ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ, содержащее первый и второй каналы формирования импульсов, каждый из которых, состоит из последовательно соединенных ограничителей с регулируемыми уровнями ограничения сверху и снизу, дифференцирующего трансформатора и усилителя-ограничителя, причем входы ограничителей

   с регулируемыми уровнями ограничения сверху являются входами устройства, а вход усилителя-ограничителя первого канала подключен к выходу первой обмотки дифференцирующего трансформатора первого канала напрямую, вход усилителя—ограничителя второго канала соединен с первым переключаемым контактом первого переключателя, второй и третий контакты которого подключены соответственно с второй выходной обмоткой дифференцирующего трансформатора первого канала и первой выходной обмоткой дифференцирующего трансформатора второго канала, выход усилителя-ограничителя первого канала подключен к первому контакту второго переключателя напрямую, а через регулируемый элеме’нт задержки — к второму контакту второго переключателя, третий переключаемый контакт которого соединен с первым входом первого триггера, вход и выход эталонного элемента задержки подключены к входу сумматора, а выход расширителя является выходной шиной устройства, о тлич ающийс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него дополнительно введены первый и второй интегрирующие элементы, второй триггер, вычитающее устройство й коммутатор, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами усилителей—ограничителей первого и второго каналов, а выход подключен к второму входу первого триггера, первый вход которого соединен с первым входом второго триггера, второй вход которого подключен к выходу эталонного элемента задержки, вход которого через первый интегрирующий элемент соединен с выходом первого триггера, выход второго триггера через второй интегрирующий элемент подключен к первому входу вычитающего устройства, второй вход которого соединен с выходом сумматора, выход вычитающего устройства через ¹ расширитель соединен с выходной шиной устройства.

   δυ „1198448„

   1 Н 98448
2. 2