SU699439A1 - Стробоскопический измеритель временных интервалов - Google Patents

Description

I

Изобретение относитс  к области приборостроени  и измерительной техники и может быть использовано при измерении периодической последовательности наносекундных интервалов времени.

Известные стробоскопические измерители , содержащие два кварцевых генератора , имеют низкую точность и малое быстродействие.

Наиболее близким по технической сущности  вл етс  измеритель 2, содержащий детектор сигнала биений, включенный на выходе двух кварцевых генераторов, два стробоскопических смесител , входами подключенные к входным клеммам измерител  и выходу формировател  стробимпульсов , 3 выходами подключенные к соответствующим усилител м, и блок управлени .

Недостатками известного измерител   вл ютс  недостаточно высокое быстродействие и точность измерени .

Цель изобретени  - повысить быстродействие и точность измерени .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что измеритель снабжен двум  блоками измерени  амплитуд, подключенными к выходу

блока управлени , двум  коммутаторами, двум  блоками сравнени , двум  триггерами , блоком задержек, формирователем импульса запуска и блоком отсчета, при этом два входа первого коммутатора соединены, с двум  выходами усилителей, первый выход коммутатора соединен с первым входом первого измерител  амплитуды и с первым входом первого блока сравнени , второй выход коммутатора соединен с первым входом второго блока сравнени  и с первым входом второго измерител  амплитуд, выходы первого и второго измерител  амплитуд соединены с вторыми входами соответствующих блоков сравнени , выходы которых соединены с входами первого триггера, блок задержек подключен к выходу первого кварцевого генератора и к входу формировател  импульса запуска, выходы блока задержек подключены к первому входу второго коммутатора, второй вход которого соединен с выходом второго кварцевого гене-ратора , выход детектора соединен с входом блока управлени , выходы которого соединены с третьим входом второго коммутатора , с входами первого и второго триггеров , с первым входом блока отсчета, второй вход которого соединен с выходом первого триггера, а выход второго триггера соединен с управл ющими входами первого и второго кварцевых генераторов.

Структурна  схема измерител  приведена на фиг. 1; на фиг. 2 (а, б, в, г, д, е, ж)- временные диаграммы работы.

Измеритель состоит из блока 1 управлени  детектора сигнала биений 2, блока отсчета 3, коммутатора 4, блока задержек 5, формировател  стробимпульсов 6, кварцевого генератора 7, стробоскопических смесителей 8 и 9, формировател  импульса запуска 10, усилителей 11 и 12, второго коммутатора 13, блоков 14 и 15измерени  амплитуд , триггера 16, кварцевого генератора 17, триггера 18, блоков сравнени  19 и 20.

Устройство работает следующим образом .

При поступлении импульса о конце сн ти  информации с внешних устройств (при внешнем запуске), либо импульса от электронного реле времени, установленного в блоке 1 управлени , последний готов к началу измерени . С приходом импульса синхронизаци  от детектора сигнала биений 2, который опережает начало измер емого интервала на определенную величину, на первом выходе блока 1 управлени  вырабатываетс  импульс, сбрасывающий показани  блока 3 отсчета и подключающий коммутатор 4 к первому выходу блока 5 задержек. Блок 5 задержек позвол ет установить четыре разных величины задержек сигнала, поступающего с кварцевого генератора 7, Сигналы с установленньгми задержками снимаютс  с соответствующих выходов. Сигнал с первого выхода блока задержек 5, пройд  коммутатор 4, поступает на формирователь стробимпульсов 6. Выходные короткие стробимпульсы формировател  стробимпульсов б подаютс  на стробоскопические смесители 8 и 9 (на фиг. 2а показан входной сигнал смесител  8), на входы которых поступают сигналы от исследуемой схемы, запускаемой формирователем импульса запуска 10, вырабатывающим импульсы, синхронные сигналу кварцевого генератора 7. Таким образом, в стробоскопических смесител х 8 и 9 происходит стробирование сигнала в одной точке, определ емой установленной задержкой в блоке 5 задержек . При определенной величине задержки, соответствующей амплитуде исследуемого сигнала (установка амплитуды может контролироватьс  на экране низкочастотного осциллографа при помощи  ркостной точки ), выходной уровень стробоскопического смесител  8 или 9 соответствует амплитуде исследуемого сигнала. Усиленный в усилителе 11 и прощедщий коммутатор 13 сигнал поступает на блок 14 измерени  амплитуды . При помощи блока 1 управлени  в блоке 14 измерени  амплитуды подключаетс  (одновременно с включением первой за держки коммутатора 4) схема измерени  и запоминани  уровн  сигнала. После определенного времени (фиг. 26), необходимо дл  измерени  и запоминани  этого уровн , блоком 1 управлени  производ тс  переключение коммутатора 4 к. второму выходу блока 5 задержек и подключение выходного уровн  смесител  к второй схеме измерени  и запоминани  уровн  в блоке 14 измерени  амплитуд (импульс управлени  показан на фиг. 2в).

Величина второй задержки блока 5 задержек соответствует нулевому уровню исследуемого сигнала. После измерени  второго уровн  в блоке 14 измерени  амплитуд производ тс  определение амплитуды исследуемого сигнала (разности измеренных уровней) и выставление соответствующего уровн  начала отсчета интервала. Его величина выставл етс  оператором при помощи переключател . Так как сигналы в первом и втором каналах могут быть задержаны относительно друг друга, то и задержки сигнала кварцевого генератора 7, устанавливаемые в блоке 5 задержек дл  измерени  уровней нул  и амплитуды, будут различными . Измерение амплитуды и установка уровн  конца измерени  амплитуды аналогичны измерению амплитуды и установке уровн  начала измерени . Таким образом, выходной сигнал стробоскопического смесител  9 усиливаетс  усилителем 12 и через коммутатор 13 подаетс  на блок 15 измерени  амплитуды. Блоком 1 управлени  коммутатор 4 подключаетс  к третьему и четвертому выходам блока 5 задержек и включаютс  соответствующие  чейки измерени  уровней в блоке 15 измерени-  амплитуд .

На втором выходе блока 1 управлени  вырабатываетс  импульс, опережающий начало измер емого интервала на врем , боль-. щее времени переходных процессов перестройки и кварцевых генераторов. Этим импульсом включаетс , триггер 18, переключающий частоты кварцевых генераторов 7 и 17.

После окончани  цикла измерени  амплитуд блок 1 управлени  переключает коммутатор . 4 (импульс управлени  показан на фиг. 2г), на формирователь стробимпульсов б поступает сигнал кварцевого генератора 17 (фиг. 2д). Кроме того, блок 1 управлени  снимает запрет включени  триггера 18. При этом кварцевый генератор 7 служит дл  запуска последуемой схемы (определ ет частоту повторени  исследуемых сигналов), а кварцевый генератор 17 - дл  формировани  стробимпульсоБ. На фиг. 2е показаны короткие стробимпульсы. Из-за отличи  этих частот происходит последовательное стробирование исследуемого сигнала (преобразование его временного масштаба ) . Коэффициент трансформации временного масштаба равен fr-fir где fr и fir - частоты кварцевых генераторов 7 и 17 соответственно. Преобразованные сигналы усиливаютс  усилител ми 11 и 12 и поступают на коммутатор 13. Коммутатор 13 позвол ет направл ть сигналы первого и второго каналов на любой блок измерени  амплитуд 14 и 15 и на соответствуюшую схему сравнени  19 и 20 по выбору оператора. Коммутатор 13 позвол ет измер ть как временйые интервалы между двум  сигналами, так и временные параметры импульса (в этом случае оба блока измерени  амплитуд 14 и 15 и обе схемы сравнени  19 и 20 подаетс  сигнал одного канала). На фиг. 2 показан преобразованный сигнал дл  случа  измерени  длительности импульса. При сравнении уровн  сигнала, подаваемого на блок 19 сравнени , с посто нным уровнем, выработанным блоком 14 измерени  амплитуд, блоком сравнени  19 вырабатываетс  импульс, переворачиваюш.ий триггер 16. При сравнении уровн  сигнала, подаваемого на блок 20 сравнени , с уровнем , выработанным блоком 15 измерени  амплитуд, блоком 20 сравнени  вырабатываетс  импульс, возвращаюший триггер 16 в исходное положение. Выходной импульс триггера 16, по длительности равный длительности измер емого временного интервала , подаетс  на блок 3 отсчета, где заполн етс  счетными импульсами и счить1ваетс  счетчиком. На табло отсчитываетс  длительность измер емого временного интервала . Кроме того, импульс блока 20 сравнени  поступает на блок 1 управлени , где вырабатываетс  напр жение запрета повторного включени  триггера 16, и переключает триггер 18. Переключением триггера 18 осуществл етс  перестройка частот кварцевых генераторов 7 и 17. При перестройке частот кварцевых генераторов 7 и 17 разность их частот резко возрастает, а коэффициент трансформации и период преобразованного сигнала значительно уменьшаютс . После прихода следуюшего импульса запуска цикл измерени  повтор етс .

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР № 418804, кл. G 01 R 13/20, 1974,

2.Авторское свидетельство № 464823, кл. G 01 R 13/20, 1975 (прототип).

ЛЛЛЛтЧАЛАДАЛЛЛЛЛА

w