SU656018A1

SU656018A1 - Arrangement for measuring pulse duration with random recurrence period

Info

Publication number: SU656018A1
Application number: SU772465086A
Authority: SU
Inventors: Александр Алексеевич Осьминин; Александр Дмитриевич Горбоконенко; Александр Григорьевич Ташлинский
Original assignee: Ульяновский политехнический институт
Priority date: 1977-03-23
Filing date: 1977-03-23
Publication date: 1979-04-05

Description

Изобретение относитс к измерительной технике и приборостроению. Оно может быть использовано в информационно-вычислительной технике, радиофизике, радиоспектроскопии и т. д. дл измерени длительности коротких импульсов со случайным периодом следовани .The invention relates to measuring equipment and instrument making. It can be used in computer science, radiophysics, radio spectroscopy, etc., to measure the duration of short pulses with a random follow-up period.

Известны устройства дл измерени временных интервалов, содержащие генератор эталонных импульсов, схему совпадени , один вход которой соединен с генератором, а второй вход через триггер - с входом устройства , и счетчик импульсов, включенный на выходе схемы совпадени 1.Apparatuses for measuring time intervals are known, comprising a generator of reference pulses, a coincidence circuit, one input of which is connected to the generator, and a second input via a trigger — to the device input, and a pulse counter connected at the output of the coincidence circuit 1.

Недостаток известного устройства - низка точность.A disadvantage of the known device is low accuracy.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному вл етс устройство цифрового измерительного прибора, содержащее реверсивный счетчик, подключенный через цифроаналоговый преобразователь к входу перестраиваемого генератора, схему совпадени , первый вход которой соединен С выходом перестраиваемого генератора, счетчик импульсов, включенный на выходе схемы совпадени , и блок управлени 2.The closest to the technical entity proposed is a digital measuring device comprising a reversible counter connected via a digital-to-analog converter to the input of a tunable generator, a coincidence circuit whose first input is connected to the output of a tunable generator, a pulse counter connected to the output of the coincidence circuit, and a block management 2.

Недостаток устройства - низка точность .The disadvantage of the device is low accuracy.

Цель изобретени - повышение точности измерени .The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy.

Поставленна цель достигаетс тем, что устройство, содержащее реверсивный счетчик , подключенный через цифроаналоговый преобразователь к входу перестраиваемого генератора, схему совпадени , первый вход которой соединен с выходом перестраиваемого генератора, счетчик импульсов, включенный на выходе схемы совпадени , и блок управлени , снабжено формирователем импульсов стандартной длительности, выход которого подключен ко второму входу схемы совпадени , и второй схемой совпадени , первый вход которой соединен с выходом перестраиваемого генератора, второй вход - с входом устройства, а блок управлени выполнен в виде трех триггеров, трех дополнительных схем совпадени и формировател стоп-импульса, вход которого соединен со входом устройства, а к выходу подключены первые входы всех триггеров и вторые входы первой и третьей дополнительных схем совпадени , первые входы которых соответственно соединены с выходом первого и третьего триггеров, выход второй схемы совпадени соединен со вторыми входами первого и второго триггеров и со вторым входом второй дополнительной схемы совпадени , первый вход которой соединен с выходом второго триггера, а выход ее - со вторым входом третьего триггера и с суммирующим входом реверсивного счетчика, вычитаюш,ий вход реверсивного счетчика соединен с выходом первой дополнительной схемы совпадени , а выход третьей дополнительной схемы совпадени - с входом формировател импульсов стандартной длительности.The goal is achieved by the fact that the device containing a reversible counter, connected via a digital-to-analog converter to the input of a tunable generator, a coincidence circuit, the first input of which is connected to the output of a tunable generator, a pulse counter connected to the output of the coincidence circuit, and the control unit, is equipped with a standard pulse generator duration, the output of which is connected to the second input of the coincidence circuit, and the second coincidence circuit, the first input of which is connected to the output, is tunable generator, the second input is with the device input, and the control unit is made in the form of three triggers, three additional matching circuits and a stop pulse generator, whose input is connected to the device input, and the first inputs of all the triggers and the second inputs are connected to the output additional matching circuits, the first inputs of which are respectively connected to the output of the first and third triggers, the output of the second matching circuit is connected to the second inputs of the first and second triggers and to the second input of the second additionally a matching circuit, the first input of which is connected to the output of the second trigger, and its output to the second input of the third trigger and to the summing input of the reversible counter, subtracting the input of the reversible counter to the output of the first additional matching circuit, and the third additional matching circuit with input pulse shaper standard duration.

На чертеже представлена функциональна схема предлагаемого устройства.The drawing shows a functional diagram of the device.

Устройство содержит схемы совпадени 1 и 2, первые входы которых подключены к выходу перестраиваемого генератора 3 квантующих импульсов, формирователь 4 стопимпульса , вход которого вместе со вторым входом схемы совпадени 1 соединен со входом устройства. Триггеры 5-7, первые входы которых подключены к выходу формировател стоп-импульса 4. Выход триггера 5 подключен к первому входу схемы совпадени 8, выход триггера 6 - к первому входу схемы совпадени 9, выход триггера 7 - к первому входу схемы совпадени 10, а вторые входы триггеров 5, 6 и второй вход схемы совпадени 9 подключены к выходу схемы совпадени 1. Вторые входы схем совпадени 8 и 10 соединены с выходом формировател 4. Формирователь 11 импульса стандартной длительности входом подключен к выходу схемы совпадени 10, а выходом - ко второму входу схемы совпадени 2. В устройство такж входит реверсивный счетчик 12, суммирующий вход которого соединен со вторым входом триггера 7 и выходом схемы совпадени 9, а вычитающий вход соединен с выходом схемы совпадени 8; цифроаналоговый преобразователь 13, вход которого подключен к выходу реверсивного счетчика 12, а выход - к управл ющему входу генератора квантующих импульсов 3; счетчик 14 числа импульсов, вход которого подключен к выходу схемы совпадени 2.The device contains coincidence circuits 1 and 2, the first inputs of which are connected to the output of a tunable oscillator 3 of quantizing pulses, a stop pulse shaper 4, the input of which, together with the second input of the coincidence circuit 1, is connected to the input of the device. Triggers 5-7, the first inputs of which are connected to the output of the stop pulse shaper 4. The output of the trigger 5 is connected to the first input of the coincidence circuit 8, the output of the trigger 6 to the first input of the coincidence circuit 9, the output of the trigger 7 to the first input of the coincidence circuit 10, and the second inputs of the flip-flops 5, 6 and the second input of the matching circuit 9 are connected to the output of the matching circuit 1. The second inputs of the matching circuit 8 and 10 are connected to the output of the driver 4. The pulse width former 11 is connected to the output of the matching circuit 10, and the output second entrance y coincidence circuit 2. The apparatus also includes a down counter 12, a summing input coupled to the second input latch 7 and output of the coincidence circuit 9, and a subtracting input connected to the output of matching circuit 8; a digital-to-analog converter 13, the input of which is connected to the output of the reversible counter 12, and the output to the control input of the quantizing pulse generator 3; a pulse number counter 14, the input of which is connected to the output of the coincidence circuit 2.

Формирователь стоп-импульсов 4, триггеры 5-7 и схемы совпадени 8-10 вход т в состав блока управлени .The stop pulse shaper 4, triggers 5-7, and coincidence circuits 8-10 are part of the control unit.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. ,The proposed device works as follows. ,

Последовательность измер емых импульсов равной длительности подают на вход схемы совпадени 1, на другой вход которой подают импульсы с выхода перестраиваемого генератора 3, работающего в непрерывном режиме. В начале измерени частота генератора квантующих импульсов максимальна (период повторени квантующих импульсов меньще длительности измер емых импульсов).A sequence of measured pulses of equal duration is fed to the input of coincidence circuit 1, to the other input of which pulses are fed from the output of a tunable generator 3 operating in a continuous mode. At the beginning of the measurement, the frequency of the generator of quantizing pulses is maximum (the repetition period of the quantizing pulses is shorter than the duration of the measured pulses).

Одновременно последовательность измер емых импульсов подают на вход формировател 4 стоп-импульса, который дл каждого импульса измер емой последовательности вырабатывает стоп-импульс, соответствующий заднему фронту измер емого импульса . Стоп-импульс используют дл установки триггеров 5-7 в исходное состо ние, а также подают на схемы совпадений 8 и 9.At the same time, the sequence of measured pulses is fed to the input of the stop pulse former 4, which for each pulse of the measured sequence produces a stop pulse corresponding to the trailing edge of the measured pulse. A stop pulse is used to set the triggers 5-7 to the initial state, and is also fed to the coincidence circuits 8 and 9.

В процессе измерени возможны три случа .Three cases are possible in the measurement process.

1.Длительность измер емого импульса больше периода повторени квантующих импульсов , то есть за врем измер емого импульса через схему совпадени 1 проходит1. The duration of the measured pulse is greater than the repetition period of the quantizing pulses, i.e. during the time of the measured pulse, the coincidence circuit 1 passes through

два или больще квантующих импульсов.two or more quantizing pulses.

Первый импульс со схемы совпадени 1, поступивщий на вход триггеров 5 и 6, пег реводит их в другое устойчивое состо ние, при этом на вход схемы совпадений 9 подаетс разрещающий потенциал, а на входThe first impulse from the coincidence circuit 1, arriving at the input of the flip-flops 5 and 6, the peg converts them to another stable state, the resolving potential being fed to the input of the coincidence circuit 9, and the input

схемы совпадений 8 - запрещающий. Остальные импульсы со схемы совпадени 1 проход т через схему совпадени 9 на суммирующий вход счетчика 12 и на вход триггера 7, перевод его в другое устойчивое - состо ние, при котором на входе схемы совпадени 10 будет запрещающий потенциал. Таким образом, на суммирующий вход реверсивного счетчика 12 подают на один импульс меньше, чем прищло их со схемы совпадени 1 на триггер 6. Поскольку наcoincidence circuit 8 - prohibiting. The remaining pulses from the coincidence circuit 1 pass through the coincidence circuit 9 to the summing input of the counter 12 and to the input of the trigger 7, transferring it to another stable state, in which the input potential of the coincidence circuit 10 will have an inhibitory potential. Thus, to the summing input of the reversible counter 12, one pulse is less than what they were received from coincidence circuit 1 to trigger 6. Since

0 входах схем совпадений 8 и 10 запрещающий потенциал, то стоп-импульс, соответствующий заднему фронту измер емого импульса , через них не пройдет. Напр жение с выхода преобразовател 13, соответствующее состо нию счетчика 12, подают на управл ющий вход перестраиваемого генератора 3 квантующих импульсов. При поступлении импульсов на суммирующий вход реверсивного счетчика 12 преобразователь 13 вырабатывает управл ющее напр жение,0 inputs of coincidence circuits 8 and 10 of the inhibitory potential, then the stop pulse corresponding to the trailing edge of the measured pulse will not pass through them. The voltage from the output of the converter 13, corresponding to the state of the counter 12, is fed to the control input of the tunable generator 3 of quantizing pulses. When pulses arrive at the summing input of the reversible counter 12, the converter 13 produces a control voltage,

уменьщающее частоту повторени генератора 3.reducing the frequency of repetition of the generator 3.

2.Длительность измер емого импульса равна периоду повторени квантующих импульсов , то есть за врем измер емого импульса через схему совпадени 1 проходит один квантующий импульс.2. The duration of the measured pulse is equal to the repetition period of the quantizing pulses, i.e., during the time of the measured pulse, one coinciding pulse passes through the coincidence circuit 1.

Квантующий импульс со схемы совпадени 1 переводит триггеры 5 и 6 в другое устойчивое состо ние. При этом на вход схемы совпадени 8 подаетс запрещающийThe quantizing impulse from the coincidence circuit 1 translates the triggers 5 and 6 into another steady state. At the same time, the prohibiting

Claims

Q potential, and at the input of the coincidence circuit 10 there remains a permitting potential, since trigger 7 remains in the initial state. A stop pulse corresponding to the trailing edge of the measured pulse passes through the coincidence circuit 10 to the input of a standard duration pulse generator 11, which produces a standard duration pulse, during which a resolution potential is supplied to one input of the coincidence circuit 2 - pulses from generator 3. Quantizing pulses that have passed through the coincidence circuit 2, are fed to the counter 14 of the number of pulses. By knowing the number of pulses arriving at counter 14 over a time interval of standard duration, it is easy to determine the repetition period of the quantizing pulse generator, and hence the duration of the measured pulses, t - Tct In -: ;; where Tp is the repetition period of quantizing pulses; TST is the time interval of standard duration; n is the number of pulses arriving at the counter of the number of pulses. 3. The duration of the measured pulse is less than the repetition period of the quantizing pulses, that is, during the time of the measured pulse, not a single quantizing pulse passed through the coincidence circuit 1. In this case, the triggers 5-7 remain in the initial state, i.e. at the inputs of the coincidence circuits there will be: circuit 9 - inhibitory potential, circuits 8 and 10 - resolving potential. A stop pulse corresponding to the trailing edge of the measured pulse passes through the coincidence circuit 8 to the subtractive input of counter 12, while the digital-to-analog converter 13 will generate a control voltage increasing the frequency of repetition of the generator 3 of quantizing pulses. Thus, the measurement of the pulse duration in this device is transferred to the measurement area of the repetition frequency of the quantizing pulses over a standard time interval. The reduction of the error in the proposed device is achieved through the use of a tunable quantizing pulse generator. In devices based on the method of filling measured time intervals with quantizing pulses with a repetition period To, subject to an arbitrary occurrence of start and stop pulses limiting the time interval relative to the periodic sequence of generator quantizing pulses, the rms measurement error is determined by the expression VTvCTn-TxT where Tx - duration of the measured pulse; TO is the period of following quantizing pulses; N is the number of measurements. Since the proposed device uses the case TO Tx, then, as can be seen from the above formula, the root mean square error at the same time tends to zero. At TO Tx, the failure rate of the proposed device is determined mainly by the ratio of the period of repeating the SCI and the counting time of the number of pulses from the quantizing pulse generator, which can be chosen sufficiently large. Apparatus for measuring the pulse duration with a random follow-up period, comprising a reversible counter connected via a digital-to-analog converter to the input of a tunable generator, a coincidence circuit whose first input is connected to the output of a tunable generator, a pulse counter connected at the output of the coincidence circuit, and a control unit characterized in that, in order to increase accuracy, it is equipped with a pulse shaper of standard duration, the output of which is connected to the second the second input of the coincidence circuit, and the second coincidence circuit, the first input of which is connected to the output of a tunable generator, the second input — to the device input, and the control unit is made in the form of three triggers, three additional coincidence circuits, and a stop pulse generator, whose input is connected to the input devices, and the output is connected to the first inputs of all the triggers and the second inputs of the first and third additional matching circuits, the first inputs of which are respectively connected to the output of the first and third triggers, the output of the second circuit with the inlet is connected to the second inputs of the first and second triggers and to the second input of the second additional matching circuit, the first input of which is connected to the output of the second trigger, and its output to the second input of the third trigger and the summing input of the reversible counter, the subtracting input of the reverse counter is connected to the output the first additional matching circuit, and the output of the third additional matching circuit to the input of the pulse shaper of standard duration. Sources of information taken into account during the examination 1. G. Mirsky, Radio Measurement Measurements, M., Energie, 1969, p. 164. 2, Digital electrical appliances. M., Energie, 1972, p. 344.