SU1377819A1 - Устройство дл измерени длительности временных интервалов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике. Устройство содержит генератор 1 счетных импульсов, селектор 2, счетчик 3 грубого счета, N- секционную линию 4 задержки, N триггеров 5 точного счета и управл ющий триггер 12. Введение формировател  6 измер емого интервала, формирующих триггеров 7 и 8, элемента И 9, элементов ИЛИ 10, 11 и 17, формирователей 13 и 14 переднего и заднего фронтов , элементов 15 и 16 задержки, а арифметического блока 18, индикатора 19 и образование новых функциональных св зей позвол ет повысить точность измерений больших временных интервалов . 2 ил.

Description

(Л

7

51

ее

СХ)

со

фиг. 7

Изобретение относитс , к измерительной технике и предназначено дл  использовани  в радиотехнических установках различного назначени . Цель изобретени  - повьшение точности измерений больших временных интервалов.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграм1мы, по сн ющие его работу.

Устройство содержит гецератор 1 счетных импульсов, селектор 2, счетчик 3 грубого счета, N-секционную линию 4 задержки, N триггеров 5 точ- ного счета, формирователь 6 измер емого интервала, формирующие триггеры 7 и 8, элемент 9 И, элементы 10, 11 ИЛИ, управл ющий триггер 12, формирователи 13 и 14 импульсов соответст- венно переднего и заднего фронтов, элементы 15, 16 задержки, элемент 17 ИЛИ, арифметический блок 18, блок 19 индикации.

I

Вход формировател  6  вл етс  входом устройства, пр мой выход формировател  6 соединен с одним входом селектора 2 и S-входом триггера 7, инверсный выход формировател  6 соединен с S-входом триггера 8, выход ген1ератора 1 соединен с другим входо селектора 2, с С-вкодами триггеров 7 8, а также с первыми входами элементов 10, 11 ИЛИ, второй вход-элемента 10 соединен с выходом триггера 7, второй вход элемента 11 соединен с выходом триггера 8, выходы триггеров 7, 8 через элемент 9 И соединен с D-входами N триггеров 5 точного счета и с входом N-секционной линии 4 задержки, выход каждой из N секций которой соединен с С-входом соответ- ствующего из N-триггеров 3 точного счета, выходы элементов 10, 11 соединены соответственно с R- и S-входа ми триггера 12, выход которого соединен с формировател ми 13 и 14 импульсов переднего и заднего фронтов, выходы которых соединены непосредственно с управл ющими входами арифме- тического блока 18 и через элементы 15, 16 задержки с входами элемента 17 ИЛИ, выход которого соединен с R-входами N триггеров 5 точного счета , выход элемента 15 задержки соеди нен с R-входом счетчика 3 грубого, счета.

Устройство работает следующим образом .

Q

5 0

5

0

5 0 5 Q

Поступающий на вход формировател  6 сигнал Т произвольной формы (фиг. 2q) преобразуетс  формирователем 6 в две взаимно инверсные последовательности пр моугольных импульсов (фиг.), каждый из которых равен по длительности соответствующему участку входного сигнала. Сигнал (фиг. 25) с пр мого выхода формировател  6, поступа  на селектор 2, создает временные ворота длительностью Т, за врем  которых в счетчик 3 грубого счета поступает от генератора 1 ш счетных импульсов с периодом С (фиг. 2,-г.). Зафиксированна  в счетчике 3 грубого счета информаци  m о о длительности измер емого временного интервала Т,, содержит методическую погрешность, величина которой соответствует сумме погрешностей измерени  стартового t, и стопового Atj участков измерительного интервала Т mT+ /It, + utj, (фиг. 2-2.), при этом величины ut, и t взаимно независимы и могут измен тьс  в пределах от О до о . Инструментальное определение величин ut I и Atj (точнее (7- Л t)обеспечиваетс  триггерами 7, 8 и элементом 9 И. В момент t на выходе формировател  6 (фиг. 2В) возникает потенциал лог. О, перебрасывающий триггер 8 в состо ние, дающее на его выходе потенциал.лог, 1 (фиг. 2а). В момент t, t, + Т триггер 8 разблокируетс  по входу S и будет переброшен в состо ние О лишь через врем  ( t - iit, ) - в момент прихода первого от момента t счетного импульса. До момента t(j триггер 7, устанавливаемый по входу S сигналом с пр мого выхода формировател  6, находитс  в единичном состо нии и на его выходе имеетс  потенциал лог. 1 (фиг.2,9).

Первый после момента t счетный импульс опрокидывает своим передним фронтом триггер 7 в состо ние нул  (фиг. 2,е), в котором триггер остаетс  ввиду блокировки по входу D до момента t, , когда вернетс  в исход- ное состо ние под действием сигнала , поступающего на вход S. Следующее срабатывание триггера 7 происходит в момент tj + ut i , когда придет первый, начина  с момента t, счетный импульс.

На выходе элемента 9 И будет сформирован сигнал (фиг. 2). Очевидно,

что TX it + тТ + t. Подставив вместо &tj эквивалентную величину Г- e er - &tj), получаем

Ту (,)+т С -(С-At). (1)

. Используема  лини  задержки состоит из N секций, кажда  из которых обеспечивает задержку сигнала на i o/N+1. Таким образом наибольша  задержка сигнала равна

N N-1

На отводах секций линии задержки будут формироватьс  сигналы, показанные на фиг. 2),(t, Задержанные каж- дои секцией на /N+1 импульсы с выходов секций будут последовательно воздействовать на триггеры 5, пере- .брасыва  их в состо ние 1. Однако, .начина  с момента времени ut«., на D-входы триггеров 5 будет подан потенциал лог, О, запрещающий переброс триггеров по входу С из состо ни  О в 1. Таким образом р ини- щшрованных по входам С за врем  t, триггеров 5 окажутс  переброшенными в состо ние 1 и станут хранител ми информащш о величине временного интервала

&t.

Т Р Н

(2)

В момент времени t + ut, + j на

выходе элемента 10 ШШ (фиг. 2,1С) возникает потенциал лог. О, ввиду чего триггер 12 перебрасываетс  в .. г состо ние О (фиг.2,). При этом формирователь 14 заднего фронта сформирует импульс (фиг. 2,о), под действием которого в арифметический блок 18 по шине данных с триггеров 5 будет введен код числа р . Упом нутый импульс , пройд  через элемент 16 задержки (фиг.2,т) и элемент 17 (фиг.2,(п), обнул ет триггеры 5. На . прот жении интервала времени от tj + At, до t, - Atj происходит счет импульсов в счетчике 3 грубого счета и к моменту t, в нем окажетс  зафик- сированно число т. С момента t, вре-: менной селектор 2 (фиг. 2,S) прерывает поступление импульсов на вход счетчика. С момента t, на вход линии 4 задержки поступает импульс, длитель

костью ( Г - it) (фиг. 2,,), дроб щийс  линией задержки на N запаздывающих друг относительно друга импульсов,под вли нием которых сработает q кодовых триггеров, при этом

(2:-&t)q. -у.

(3)

Далее, в момент времени t, +

/

f( r- bt) у на выходе элемента 11 по вл етс  потенциал лог. О (фиг. 2,А), срабатывает триггер 12 (фиг. 2,м), формирователем 13 переднего фронта сформируетс  сигнал (фиг.2н), поступление которого на блок 18 соответствует разрешению на введение в арифметический блок 18 по шинам данных числа q с выходов триггеров 5 и числа m из счетчика 3 грубого счета. С интервалом приблизительно 7/2 после по влени  сигнала на выходе формировател  13 фронта возникает, импульс на R-входе счетчика 3 (фиг. 2п) и на R-входе триггеров 5 (фиг. 2). Устройство готово дл  следующего цикла измерений, который начнетс  в момент t, В течение интервала времени от t, + (- Atj) + Гдо tj в арифметическом блоке 18 производитс  вычисление значени 

т; )- -q-N7r

с последующей индикацией результатов.

Выражение (4) получено из (1) путем подстановки из (2) и (3). Выражение (4) может быть представлено в виде .

т; (..1).пЪ. (5)

IHlJ

где р и q могут принимать целочисленные значени  в интервале от О до N, при этом выражение (5) содержит целую часть (т + ОС ,  вл ющуюс  результатом действи  счетчика 3 грубого счета, и дробную часть

р-d

;;j 6 ,  вл ющуюс  результатом действи  системы точного счета. Измеренное (вычисленное) значение Т будет тем меньше отличатьс  от действительного значени  Т , чем больше число N. Более предпочтительным дл  обработки в арифметическом блоке  вл етс  выражение

Т А(т + 1) + p-q. Б, (6) где А N + 1, Б :Х- .

Параметры А и Б  вл ютс  фиксиро- Ъанньмидл  квхдого конкретного устройства и.«могут вычислител .

быть занесены в пам ть

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  измерени  длительности временных интервалов, содержащее генератор счетных импульсов,выход которого подключен к первому- входу селектора, выход которого соединен со счетным входом счетчика грубого счета , N-секционную линию задержки, N триггеров точного счета и управл ют щий триггер, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерений больших временных интервалов , в него введены формирователь измер емого интервала, два элемента задержки, два формировател  импульсов переднего и заднего фронтов соответственно , два формирующих триггера, арифметический блок, индикатор, три элемента ИЛИ и элемент И, причем выход генератора счетных импульсов под- ключен к первым входам первого и второго элементов ИЛИ и.синхровходам формирукнцих триггеров, информационные входы которых соединены с шиной логического нул , пр мой выход первого формирующего триггера подключен к второму входу первого элемента ИЛИ и первому входу элемента И, пр мой выход второго формирующего триггера подключен к второму входу второго элемента ИЛИ и второму входу элемента И, выход которого подключен ко . входу N-секционной линии задержки и

   0

   5

   0

   5

   информационным входам всех N триггеров точного счета, синхровход каждого из которых подключен к соответствующему отводу N -секционной линии задержки , выходы N триггеров точного счета подключены к первой группе входов арифметического блока, втора  группа входов которого подключена к выходам счетчика -грубого счета, а выходы соединены с входом индикато а, пр мой выход формировател  измер емого интервала подключен к второму входу селектора и установочному входу второго формирующего триггера,ус- ; тановочнь1й вход первого формирующего триггера соединен с инверсным выходом форми;ровател . измер емого интервала, выходы первого и второго элементов ИЛИ подключены Соответственно к первому и второму входам управл кщего триггера, выход которого соединен с входами формирователей импульсов переднего и заднего фронтов, выход по-- следнего из которых соединен непо- средственно с первым управл ющим входом арифметического блока и через / первый элемент задержки - с первым входом третьего элемента ШЩ, выход которого соединен с входом установки- нул  N триггеров точного счета, выход формировател  импульсов переднего фронта подключен непосредственно к второму управл ющему входу ческого блока и через второй элемент задержки - к входам установки нул  i счетчика грубого счета и второму вхог-. ду третьего, элемента ИЛИ. ,. ;