SU600454A1 - Стробоскопический измеритель временных интервалов - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области приборостроени  и измерительной техники и может быть использовано дл  измерени  периодических сигналов наносекундной длительности.

Известны стробоскопические измерители, содержащие два кварцевых генератора 1.

Такие измерители имеют низкую точность измерени .

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  измеритель, содержащий два кварцевых генератора, два стробоскопических смесител , первые входы которых соединены с выходом формировател  строб-импульсов, вторые входы которых соединены с входными клеммами измерител , выходы смесителей соединены с двум  усилител ми , и блок управлени  2.

Дл  такого измерител  характерны недостаточна  точность и быстродействие.

Цель изобретени  - увеличить точность и скорость измерений.

Это достигаетс  тем, что предлагаемый измеритель снабжен блоками старт- и стоп-импульсов и коммутатором, два входа которого соединены с выходами усилителей, два выхода которого соединены соответственно с входами блока старт- и стоп-импульсов, блоком цифрового отсчета, двум  триггерами, двум  делител ми частоты, включенными на выходах кварцевых генераторов, четырьм 

блоками и формирователем запуска, а также подсоединенными к выходу второго кварцевого генератора через первый делитель частоты , п тым блоком И, а также шестым блоком И, блоком ИЛИ, включенными иоследовательно между первым кварцевым генератором и формирователем строб-импульсов, первый вход блока управлени  подключен к выходу п той схемы И и к первому входу первого триггера, второй и третий входы соответственно - к выходам блока старт- и стонимпульсов и к первым входам первого н второго блока И. Первый н второй выходы блока управлени  подключены к вторым входам

первого и второго блоков И, а третий выход- к второму входу первого триггера и выходу блока цифрового отсчета, четвертый выход - к первому входу второго триггера и к входу второго делител  частоты. Второй вход второго триггера соединен с выходом третьего блока И и с первым входом блока управлени , выход второго триггера соединен с первым входом четвертого блока И, входом щестого блока И и с входом блока цифрового

отсчета. Выход первого кварцевого генератора соединен с вторым входом четвертого блока И и с входом п того блока И, входы блока цифрового отсчета подключены к выходам первого и второго блоков И. Выход блока цифрового отсчета подключен к второму входу третьего блока И, выход первого триггера соединен с входом п того блока И, выход четвертого блока И соединен с входом блока ИЛИ, выход второго делител  частоты соединен с вторым входом третьего блока И, а формирователь зануска включен между выходом первого делител  частоты и выходной клеммой измерител . На фиг. 1 показана структурна  электрическа  схема предлагаемого измерител ; на фиг. 2, а-3 приведены временные диаграммы его работы, где а - сигнал делител  частоты, подающийс  на блок И 22; б - сигнал кварцевого генератора; в - сигнал делител  4 частоты , 2 - входный сигнал; д - строб-импульсы , е - преобразованный сигнал, ж - выходной сигнал триггера 7, з - выходной сигнал триггера 10. Измеритель временных интервалов состоит из кварцевых генераторов 1 и 2, делителей 3 и 4 частоты, формировател  5 импульсов запуска, блока И 6, триггера 7, блока 8 цифрового отсчета, блока 9 управлени , триггера 10, блоков И И и 12, блока ИЛИ 13, формировател  14 строб-импульсов, стробоскопических смесителей 15 и 16, усилителей 17 и 18, коммутатора 19, блока 20 старт-импульсов , схем И 21 и 22, блока 23 стоп-импульсов и блока PI 24. Измеритель работает следующим образом. Сигналы кварцевых генераторов 1 и 2 проход т через соответствующие делители 3 и 4 частоты, в которых устаповкой коэффициента делени  выбираютс  частоты повторени  исследуемого сигнала и строб-импульсов. Выходной сигнал делител  3 частоты подаетс  на формирователь 5 зануска, выходные импульсы которого служат дл  запуска исследуемых схем, а также на вход первого блока И 6, на два других входа которого подаютс  сигналы кварцевого генератора 2 и триггера 7. При поступлении импульса конца сн ти  информации с блока 8 цифрового отсчета триггер 7 опрокидываетс , и на вход блока И 6 поступает импульс р азрещепи . Тогда при совпадении импульса с выхода делител  частоты 3 и имп льса кварцевого генератора 2, блок И 6 сбрасывает делитель 4 частоты в нулевое ноложение, вновь оирокидывает триггер 7 в исходное положение и включает блок 9 управлени . Сбросом делител  частоты обеспечиваетс  установка фазы строб-импульса , близкой к нулю, т. е. его временное положение близко к началу исследуемого имнульса . Так как фаза прихода имнульса сн ти  информации произвольна, то без установки фазы строб-импульса пришлось бы расходовать зпачительпое врем  до момента совпадени  фаз. В блоке 9 управлени  включаетс  реле времени, вырабатывающее , запаздывающий относительно импульса блока И 6 па максимальную измер емую устройством длительиость. Блок 9 вырабатывает импульс, опрокидыва ющий триггер 10, который включает блок И 11 и выключает блок И 12. Таким образом, импульсы кварцевого генератора 2 через блоки И И и ИЛИ 13 поступают на формирователь 14 строб-импульсов. Сформированные короткие строб-импульсы подаютс  на стробоскопические смесители 15 и 16, на вторые входы которых подаютс  исследуемые сигналы. Таким образом, производитс  стробирование сигналов в реальном .масштабе времени. Шаг считывани  в этом случае равен периоду повторени  кварцевого генератора 2. Стробированием в реальном масштабе времени осуществл етс  поиск начала измер емого интервала . Выходные сигналы смесителей 15 и 16, усиленные в усилител х 17 и 18, поступают на коммутатор 19. Коммутатор 19 позвол ет проводить измерени  как временных интервалов между двум  сигналами, так и временных параметров сигнала (тогда тот же сигнал подаетс  на оба выхода коммутатора 19). Блоком 20 старт-импульсов при превышении уровнем выставленного уровн  начала отсчета вырабатываетс  импульс, нодаюш ,ийс  па блок И 21 и блок 9 управлени , в котором вырабатываетс  импульс, устанавливающий делитель 4 частоты на количество импульсов, соответствующих нулевому значению минус одна единица счета (такую установку возможно осуществить, например, сдвиговым регистром в делителе 4 частоты), переключает триггер 10, а также подает уровень соответствующей единице на блок И 21. Така  установка делител  4 частоты обеспечивает фазу строб-импульса (его временное ноложение), равную фазе последнего стробимнульса (фиг. 2, d импульс 6), соответствующего стробированию в реальном масштабе времени перед моментом сравнени  с уровнем «Старт. Когда переключаетс  триггер 10, выключаетс  блок И И п включаетс  блок И 12. Формирователь 14 строб-импульсов через блоки И 12 и ИЛИ 13 запускаетс  от делител  4 частоты. Вследствие разности частот кварцевых генераторов 1 и 2 происходит последовательное смещение строб-импульсов отиосительпо исследуемых сигналов и преобразование их времеппого масштаба. Если длительность исследуемых импульсов короче периода повторени  сигнала кварцевого генератора 2, на выходе стробоскопических смесителей при стробировании в реальном масштабе времени сигнал может отсутствовать (сигнал попал в наузу между двум  строб-импульсами). Тогда импульсом, вырабатываемым реле времени в блоке 9 управлени , производитс  переключение триггеров 7 и 10. В момент совпадени  импульсов делител  частоты. 3 и кварцевого генератора 2 делитель частоты 4 устанавливаетс  в нулевое положение, а в блоке 9 блокируетс  переключение триггера 10, формирователем 14 строб-нмпульсов управл ют

выходные импульсы делител  частоты 4. Таким образом производитс  преобразование временного масштаба исследуемых сигналов. Дальнейшее измерение происходит аналогично дл  обоих случаев.

По достижении уровн  сигнала с преобразованным масштабом времени уровн  отсчета , выставленного в блоке 20 старт-импульса, последний вырабатывает импульс, который, пройд  блок И 21, запускает блок 8 цифрового отсчета. В блоке 8 цифрового отсчета старт- и стоп-импульсами управл етс  триггер временных ворот, выходной импульс которого заполн етс  импульсами кварцевого генератора 2 и считываетс  в счетчике. Импульс триггера включает блок И 22, а выходной импульс делител  4, иройд  блок И 22, переключает триггер 10, а значит и режим стробировани  в реальный масштаб времени и одновременно переводит в блоке 8 цифрового отсчета счет в реальный масштаб времени (каждый счетный импульс измен ет в счетчике измеренную длительность на период повторени  кварцевого генератора). Аналогично началу измерени  по достижении уровнем сигнала в блоке 23 стои-импульса выставленного уровн  конца измерени  вырабатываетс  импульс «Стоп, поступающий на блок 9 управлени , который производит переключение триггера 10, установку делител  4 частоты в нулевое положение минус единица счета и включает блок И 24. Таким образом , часть интервала между последним стробимпульсом реального счета (перед уровнем «Стоп) и концом измер емого интервала измер етс  с преобразованием временного масштаба , а счет в блоке 8 цифрового отсчета производитс  в соответствии с установленным шагом считывани .

При сравнении преобразованного исследуемого сигнала с установленным уровнем конца измер емого интервала в блоке 23 стопимпульса вырабатываетс  импульс, который, пройд  блок И 24, выключает счет измер емого интервала в блоке 8 цифрового отсчета. На цифровом табло блока 8 цифрового отсчета отсчитываетс  длительность измер емого интервала.

Применение новых элементов - двух делителей частоты, блоков старт- и стоп-импульсов , коммутатора, блока цифрового отсчета, двух триггеров, шести блоков И, блока ИЛИ позвол ет дискретно измен ть частоты повторени  исследуемых сигналов повысить точность измерени , так как начало и конец измер емого интервала можно стробировать с малым шагом считывани  и увеличить скорость измерени .

Claims (2)

1.АвторскоесвидетельствоСССР № 418804, кл. G 01R 13/20, 1974.

2.АвторскоесвидетельствоСССР № 462138, кл. G 01R 13/34, 1975.

Vs.

fi

Г J.

jmiijiJiiiLMMi