SU1302236A1 - Интерпол ционный измеритель временных интервалов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к технике электроизмерений и может быть использовано дл  точного измерени  времн- ных интервалов. Цель изобретени  - повьшение точности измерени  достигаетс  за счет устранени  неоднозначности отсчета. Устройство содержит генератор 1 импульсов, элемент ИЛИ- НЕ 2, элементы ИЛИ 3 и 23, реверсивный счетчик 4, формирователи 5 и 6 S (Л со о ю ISD со О5

Description

импульсов начала и конца временного интервала, регистры 7 и 8 сдвига, элементы И 9, 10, 15, 16, 19 и 20, преобразователи 11 и 12 временной интервал - код, блоки 13 и 14 сравнени  кодов, триггеры 17 и 18,счетчики 21 и 22, реверсивный счетчик 24. Дл  достижени  поставленной цели

1

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть исполь- зовано дл  точного измерени  временных интервалов.

Цель изобретени  - повьшение точности измерени  временных интервалов а счет устранени  неоднозначности отсчета.

На чертеже приведена структурна  схема устройства.

Интерпол ционный измеритель временных интервалов содержит генератор 1 импульсов, элемент ИЛИ-НЕ 2, элемент ИЛИ 3, реверсивный счетчик 4, формирователи 5 и 6 импульсов начала и конца временного интервала соответственно, регистры 7 и 8 сдвига , элементы И 9 и 10, преобразователи 11 и 12 временной интервал - код, блоки 13 и 14 сравнени  кодов, элементы И 15 и 16, триггеры 17 и 18, элементы И 19 и 20, счетчики 21 и 22 стартового и стопового интервалов соответственно, элемент ИЛИ 23, реверсивный счетчик 24.

Кроме Toroj использованы следующие обозначени : S, F - импульсы начала и конца измер емого интервала соответственно; So, FO сигналы на выходах формирователей 5 и 6 начала импульсов и конца измер емого интервала соответственно; 5,5 - инверсные значени  напр жений соответственно на первом и втором выходах регистра 7; F , F, - инверсное и пр мое значени  напр жений на первом и втором выходах регистра 8 соответственно; М - импульсы на выходе генератора 1; И, К - сформированные нтерпол ционные интервалы на выходах элементов И 9 и 10 соответственно; П, П - пр мое и инверсное значени  напр жений сформированной пачки

в устройство бьти введены второй ре- версивнь1й счетчик, второй преобразователь временной интервал - код,два блока сравнени  кодов, счетчики,два регистра сдвига, два элемента ИЛИ, элемент ИЛИ-НЕ, четыре элемента И и два триггера. 1 ил.

5

0

5

0

5

0

цмпульсов на выходе элемента ШШ-НЕ 2.

Устройство работает следующим образом .

Стартовый импульс S, соответствующий началу измер емого интервала, поступает на вход формировател  5 начала измер емсгго интервала, представл ющего собой, например, триггер с раздельным запуском, и включает его. Единичный перепад напр жени  Sj, с его выхода подаетс  на информационный вход регистра 7 и вход элемента И 9. На синхронизирующий вход регистра 7 поступают контактирующие импульсы от генератора 1 импульсов. С приходом каждого после установлени  Sg очередного импульса происходит сдвиг единичного напр жени  в регистре 7 на один разр д (шаг).

Первый после Sg контактирующий импульс включает триггер первого разр да регистра 7 (триггеры регистров 7 и 8 не показаны), на выходах триггера первого разр да регистра 7 устанавливаютс  напр жени  S и S , второй импульс включает второй триггер и по вл ютс  напр жени  S и S , после третьего импульса - S и S,.

Стоп-импульс F, соответствующий окончанию измер емого интервала, включает формирователь 6, на выходе которого формируй-с  единичный перепад . Этот сигнал подаетс  на информационный вход регистра 8 и один из входов элемента И 10. На синхронизирующий вход регистра 8 поступают импульсы с генератора 1 импульсов и с приходом каждого после F очередного импульса происходит очередной сдвиг единичного напр жени  на один шаг. С приходом первого импульса на выходе первого разр да ре-

F, и F,.

гистра 8 устанавливаютс  напр жени 

и

На вход элемента И 9 поступают сигналы S, S, и F и в результате их логического перемножени  получаем интерпол ционный интервал начала

Н S

Ssдлительностью

  (, - O-t.

+ t

Н

де n j - номер фронта импульса, выдел емого в первом Канаде на первом выходе регистра после прихода

tg - длительность импульса на выходе генератора 1;

t - неучтенный отрезок между

Н«

S и первым счетным импульсом .

В рассматриваемом случае п, прин то равным 3 и t 2tj, + (3)

С помощью элемента И 10 формируетс  интерпол ционный интервал конца

К F, F.

(4) 30

длительностью

(Hj -. 1) t + t

(5)

номер фронта импульса, выдел емого на первом выходе сдвигающего регистра 8, причем п 2 п - 1;

временной отрезок между F 0 и очередным счетным импульсом .

Интерпол ции подлежит отрезок

ч ч - &t

(6)

и с учетом последнего выражени  длительность t записьшаетс  как

Ч - к

(7)

Дл  случа  п, 3, а п 2 имеем

.t - лс.

(8) 55

Сформированные временные интервалы t,, и t поступают на преобразова

м

fO

t5

20

тели 11 и 12 временной интервал - код. Здесь каждый временной интервал преобразуетс  в амплитуду, пропорциональную длительности интервала (таким преобразователем может быть конденсаторный накопитель с линейным зар дом емкости с посто нным током в течение длительности импульса ) , а затем в код с помощью любого известного аналого-цифрового преобразовател , например, поразр дного или развертывающего уравновешивани .

Код с выходов блоков 11 и 12 подаетс  на входы блоков 13 и 14 сравнени  кодов соответственно.

Счеиные импульсы формируютс  сле- дукнцим образом. На вход элемента ИЛИ-НЕ 2 поступают импульсы М, S и

F . В результате их логического слос

жени  имеем

П М + 3„ + F

I

(9)

а с учетом инверсии П М + S,j + F,

(10)

Длительность пачки импульсов в общем виде записываетс  как

T (п, - 1) + (п - 1)11„

( п + п) t,(11)

где NJ - фактическое число фронтов счетных импульсов, наход щихс  между S и F. К основному результату (11) необходимо прибавить результат интерпол ции начала измер емого интервала (2) и вычесть результат интерпол ции конца измер емого интервала (7). Итог измерени  получен в следующем виде:

Тц ( i - Q) Ч - + (п - 1 - 1) + t +&t,

(12)

Суммирование основного результата и первого интерпол ционного отрезка осуществл ют следующим образом.После окончани  преобразовани  t в код на выходе преобразовател  11 устанавливаетс  единичное напр жение, которое поступает на вход элемента И 15, на второй вход которого поступает импульс F,. При совпадении этих импульсов элемент И 15 выходным сигналом включает триггер 17. С выхода последнего напр жение поступает на вход элемента И 19, второй вход которого соединен с генератором 1 им- пульсов, разреша  тем самым прохождение импульсов на его выход.

С выхода элемента И 19 импульсы поступают на счетный вход счетчика 21 и одновременно через элемент ИЛИ 23 на счетньш вход реверсивного счетчика 24, наход щегос  в режиме суммировани . Импульсы переноса, эквивалентны импульсам t, перенос тс  через элемент ИЛИ 3 в счетчик 4. Как только код счетчика 21 сравн етс  с кодом, имеющимс  на выходе преобразовател  11, срабатывает блок 13, импульс окончани  счета устанавливает триггер 17 в исходное состо - ние и одновременно поступает в качестве разрешающего сигнала на элемент И 16.

После того, как на вход элемента И 16 поступает сигнал окончани  цик- па преобразовани  интервала-С в код с выхода преобразовател  12, последний срабатывает и включает триггер 18. Выходное напр жение этого триггера переводит счетчики 24 и 4 в ре- жим вычитани  и одновременно разрешает прохождение счетных импульсов через элемент И 20 на счетчик 22 и через элемент ИЛИ 23 на счетчик 24. При совпадении кодов на выходах счетчика 22 и преобразовател  12 блок 14 вырабатывает сигнал, с помощью которого устанавливаютс  в исходное состо ние триггер 18, формирователи 5 и 6, регистры 7 и 8, счетчцки 21 и .22.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Интерпол ционный измеритель вре- менных интервалов, содержащий генератор импульсов, первый реверсивный счетчик, формирователь импульсов начала и формирователь импульсов конца временного интервала, первые входы которых подключены соответственно к первому и второму входам устройства, выход формировател  импульсов начала временного интервала подключен к первому входу первого элемента И, выход формировател  импульсов конца временного интервала подключен к первому входу второго элемента И,первый преобразователь временной интервал код , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности, в него введены второй реверсивный счетчик, второй преобразователь временной интервал - код, два блока, сравнени , счетчики стартового и стопового интервалов, два регистра сдвига, два элемента ИЛИ, элемент ИЛИ-НЕ, четыре элемента И и два триггера, причем выход генератора импульсов подключен к первому входу элемента ИЛИ-НЕ, синхровходами первого и второго регистра сдвига и к первым входам третьего и четвертого элемента И, выход последнего из которых соединен со счетным входом счетчика стопового интервала и первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к счетному входу счетчика стартового интервала и выходу третьего элемента И, второй вход которого подключен к выходу первого триггера, первый вход которого соединен с выходом п того элемента И, а второй вход - с выходом первого блока сравнени  кодов и первым входом шестого элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго преобразовател  временной интервал - код, а выход - с первь1м входом второго триггера, второй вход которого подключен к R-BXO- дам обоих регистров сдвига, и счетчиков стартового и стопового интервалов , а также к выходу второго блока сравнени  кодов, и вторым входам формирователей импульсов начала и конца временного интервала, выход второго триггера подключен к второму входу четвертого элемента И и к входам управлени  реверсом реверсивных счетчиков, счетный вход первого, .из которых подключен к выходу второго элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ- НЕ, а второй вход подключен к выходу переноса второго реверсивного счетчика , счетный вход которого подключен , к выходу первого элемента ИЛИ, . выход формировател  импульсов начала временного интервала подключен к информационному входу первого регистра сдвига, первый выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, третий вход которого соединен с первым входом п того элемента И,первым выходом второго регистра сдвига и вторым входом второго элемента И, выход которого подключен к входу

   7 13022368

   второго преобразовател  временнойго соединен с выходом формировател  интервал - код, информационные вы-импульсов конца временного интерва- ходы которого подключены к первойла, выход первого элемента И подклю- группе входов второго блока сравне-чен к входу первого преобразовател  НИН кодов, втора  группа входов ко- временной интервал - код, выход которого соединена с выходами разр довторого соединен с вторым входом п - счетчика стопового интервала,второй Iтого элемента И, а информационные выход первого регистра сдвига под-выходы подключены к первой группе ключей к второму входу элемента ИЛИ-входов первого блока сравнени  ко- НЕ, третий вход которого соединен с10 дов, втора  группа входов которого вторым выходом второго регистрасоединена с выходами разр дов счет- сдвига, информационный вход которо-чика стартового интервала.