SU868694A1 - Интерполеционный измеритель временных интервалов - Google Patents

Description

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано в радиолокации, лазерной технике, автоматике, экспериментальной физике для измерения интервалов времени с высокой точностью.

Известны измерители временных интервалов, реализующие двухшкальный принцип преобразования, при котором величина регистрируемого временного интервала оценивается грубо путем подсчета числа укладывающихся на нем' периодов высокостабильного опорного генератора с последующей точной оценкой возникающих интервалов неопределенностей временных положений старти стоп- сигналов относительно время— задающей последовательности импульсов при помощи дополнительных йнтерпрляционных преобразователей fl] Известные измерители характеризуются ограниченной точностью из-за нестабильности и нелинейности коэффициента преобразования блоков интерполяционного измерения.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является измеритель, содержащий генератор импульсов опорной последовательности, два блока селекции временных интервалов, блоки.интерполяционного преобразования, селектор грубого кода, с блок регистрации и обработки результатов измерений [2].

В известном устройстве рабочий диапазон измерений интерполяционных преобразователей равен периоду опорной последовательности импульсов, что ^и обуславливает значительное влияние нестабильностей и нелинейностей коэффициентов преобразования интерполяторов на суммарную точность измерений. Возможность уменьшения вклада указан15 ных факторов в суммарную погрешность устройства путем увеличения₍частоты опорного генератора и связанного с ним сокращения рабочего диапазона интерполяционного преобразования 20 имеет очевидные пределы, связанные с конечным быстродействием схем селекции интерполируемых временных интервалови регистрирующего устройства.

Цель изобретения - повышение точности измерений. _β

Поставленная цель достигается тем, что в интерполяционный измеритель временных интервалов, содержащий 30 генератор импульсов опорной последо3 ?5 вательности, два блока селекции вре-менных интервалов, первый вход каждого из которых соединен с соответствующим входом измерителя (старт-и стопт), а выходы соединены с первым и вторым входом селектора грубого кода и со входами соответствующих блоков интерполяционного преобразования, а также блок регистрации и обработки результатов измерений, первые два входа которого соединены с выходами соответствующих блоков интерпо-, ляционного преобразования, а третий вход соединен с выходом селектора грубого кода, введены блок коммутации,' линия задержки и блок фиксации временных положений опорных импульсов, первый вход которого соединен со старт-входом измерителя, второй вход соединен с выходом генератора импуль· сов опорной'последовательности, а его выход соединен с управляющим входом блока коммутации, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов опорной последовательности непосредственно, а второй его вход соединен с выходом генератора через линию задержки, а выход его соединен со вторыми входами блоков селекции временных интервалов и третьим входом селектора грубого кода.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого интерполяционного измерителя временных интервалов; на фиг. 2 - временная диаграмма, поясняющая принцип, его работы.

Измеритель содержит старт-и стопвходы 1 и 2, генератор 3 импульсов опорной последовательности, блок 4 фиксации временных положений опорных импульсов, линию 5 задержки, блок 6 коммутации, блоки 7 и 8 селекции временных интервалов, селектор 9 грубого кода, блоки 10 и 11 интерполяционного преобразования, блок 12 регистрации и обработки результатов измерений. Устройство работает следующим образом.

Старт-сигн^ал, задающий начало измеряемого временного интервала, поступает на вход блока 7 селекции временных интервалов и на вход блока 4 фиксации временных положений опорных импульсов.jq Импульсы опорной последовательности генератора 3 с периодом Т_о поступают на вход блока 4 и на первый вход блока 6 коммутации. На второй вход блока 6 коммутации подается сдвинутая линией 5 задержки на время Т_о /2 опорная последовательность импульсов генератора 3. Период Т_о последовательности импульсов задающего генератора разбит на две зоны, первая - от 0 до Т/2, вторая - от Т/2 до Т.

При попадании старт-сигнала в первую зону блок 4 с помощью блока 6 коммутации пропускает на входы блоков 7 и· 8 селекции временных интервалов и селектора 9 грубого кода задержан ную на время Т/2 времязадающую последовательность импульсов (фиг. 2 а). При попадании старт-сигнала во вторую зону, на вход измерительного контура подается опорная последовательность импульсов.непосредственно с выхода генератора 3 (фиг. 2 б). Сформированный блоком 7 селекции интервал времени , соответствующий неопределенности момента поступления стартсигнала относительно импульсов опорной последовательности с выхода блока 6' коммутации, трансформируется блоком 10 интерполяционного преобразования в соответствующий цифровой эквивалент, который фиксируется блоком 12 регистрации и обработки результатов измерений. Кроме того, сигналом с выхода блока 7 запускается селектор 9 грубого кода.

По стоп-сигналу, задающему окончание измеряемого временного интервала, с помощью блока 8 селекции выключается селектор 9 грубого кода и формируется интервал времени, соответствующий неопределенности момента поступления стоп-сигнала относительно выходных импульсов блока 6 коммутации. Цифровой эквивалент интервала времени, полученный блоком 11 интерполяционного преобразования, фиксируется блоком 12 регистрации и обработки результатов измерений.

Использование блока фиксации временных положений опорных импульсов, блока коммутации, линии задержки выгодно отличает предлагаемый интерполяционный измеритель временных интервалов от известного, обеспечивая . уменьшение суммарной погрешности, обусловленной нестабильностью и нелинейностью коэффициента преобразования блока интерполяции старт-сигнала^ за счет уменьшения в два раза рабочего диапазона блока интерполяционного преобразования старт-сигнала.

Claims (2)

1. (54) ИНТЕРПОЛЯЦИОННЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕННЫХ Изобретение относитс  к информационно-измерительной технике и може быть использовано в радиолокации, лазерной технике, автоматике, экспериментальной физике дл  измерени  интервалов времени с высокой точностью . Известны измерители временных интервалов , реализующие двухшкальный принцип преобгразовани , при котором величина регистрируемого време.ыного интервала оцениваетс  грубо путем подсчета числа укладывающихс  на нем периодов высокостабильного опорного генератора с последук цей точной оцен кой возникающих интервалов неопределенностей временных положений старт и стоп-сигналов относительно врем задающей последовательности импульсов помощи дополнительных йнтерпрл ционных преобразователей l} Известные измерители характеризу ютс  ограниченной точностью из-за .нестабильности и нелинейности коэффициента преобразовани  блоков инте пол циониого измерени . Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  из меритель, содержащий генератор импульсов опорной последо вательности, ИНТЕРВАЛОВ два блока селекции временных интервалов , блоки.интерпол ционного преобразовани , селектор грубого кода, блок регистрации и обработки результатов измерений 2. В известном устройстве рабочий диапазон измерений интерпол ционных преобразователей равен периоду опорной последовательности импульсов, что обуславливает значительное вли ние нестабильностей и нелннейностей коэффициентов преобразовани  интерпол торов на суммарную точность измерений, Возможность уменьшени  вклада указанных факторов в суммарную погрешность устройства путем увеличени  частоты опорного генератора и св занного с ним сокращени  рабочего диапазона интерпол ционного преобразовани  имеет очевидные пределы, св занные с конечным быстродействием схем селекции интерполируемых временных интервалови регистрирующего устройства . Цель изобретени  - повышение точности измерений. « Поставленна  цель достигаетс  тем, что в интерпол ционный измеритель временных интервалов, содержащий генератор импульсов опорной последовательности , два блока селекции вре-менных интервалов, первый вход каждого из которых соединен с соответствующим входом измерител  (старт-и стоп-), а выходы соединены с первым и вторым входом селектора грубого кода и со входами соответствующих блоков интерпол ционного преобразовани , а также блок регистрации и обработки результатов измерений, первые два входа которого соединены с выходами соответствующих блоков интерпо-, л ционного преобразовани , а третий вход соединен с выходом селектора грубого кода, введены блок коммутации лини  задержки и блок фиксации времен ных положений опорных импульсов, первый вход которого соединен со старт-входом измерител , второй вход соединен с выходом генератора импуль сов опорной - последовательности, а его выход соединен с управл ющим входом блока коммутации, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов опорной последовательности непосредственно, а второй его вход соединен с выходом генератора через линию задержки, а выход его соединен со вторыми входами блоков селекции временных интервалов и тре ,тьим входом селектора грубого кода. На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого интерпол ционного измерител  временных интерваловj на фиг. 2 - временна  диаграмма, по сн юща  принцид его работы. Измеритель содержит старт-и стопвходы 1 и 2, генератор 3 импульсов опорной последовательности, блок 4 фиксации временных положений опорных импульсов, линию 5 задержки, блок 6 коммутации, блоки 7 и 8 селекции временных и.нтервалов, селектор 9 грубого кода, блоки 10 и 11 интерпол ционног преобразовани , блок 12 регистрации и обработки результатов измерений. Устройство работает следукхпим образом . Старт-сигн ал, задающий начало изм р емого временного интервала, поступ ет на вход блока 7 селекции временны интервалов и на вход блока 4 фиксаци временных положений опорных импульсо Импульсы опорной последовательности генератора 3 с периодом TQ поступают на вход блока 4 и на первый вход бло ка 6 коммутации. На второй вход блока 6 ,коммутации подаетс  сдвинута  линией 5 задержки на врем  Тд/2 опор на  последовательность импульсов ген р атора 3. Период Т последовательнос ти импульсов задающего генератора разбит на две зоны, перва  - от О до Т/2, втора  - от Т/2 до Т. При попадании старт-сигнала в первую зону блок 4 с помощью блока 6 коммутации пропускает на входы блоко 7 И 8 селекции временных интервалов и селектора 9 грубого кода задержан- ную на врем  Т/2 врем задающую последовательность импульсов (фиг. 2 а). При попадании старт-сигнала во вторую зону, на вход измерительного контура подаетс  опорна  последовательность импульсов .непосредственно с выхода генератора 3 (фиг. 2 б). Сформированный блоком 7 селекции интервал времени t, соответствующий неопределенности момента поступлени  стартсигнала относительно импульсов опорной последовательности с выхода блока 6 коммутации, трансформируетс  блоком 10 интерпол ционного преобразовани  в соответствующий цифровой эквивалент, который фиксируетс  блоком 12 регистрации и обработки результатов измерений. Кроме того, сигналом с иыхода блока 7 запускаетс  селектор 9 грубого кода. По стоп-сигналу, задающему окончание измер емого временного интервала , с помощью блока 8 селекции выключаетс  селектор 9 грубого кода и формируетс  интервал времени, соответствующий неопределенности момента поступлени  стоп-сигнала относительно выходных импульсов блока 6 коммутации . Цифровой эквивалент интервала времени, полученный блоком 11 интерпол ционного преобразовани , фиксируетс  блоком 12 регистрации и обработки результатов измерений. Использование блока фиксации временных положений опорных импульсов, блока коммутации, линии задержки выгодно отличает предлагаемый интерпол ционный измеритель временных интервалов от известного, обеспечива , уменьшение суммарной погрешности, обусловленной нестабильностью и нелинейностью коэффициента преобразовани  блока интерпол ции старт-сигнала за счет уменьшени  в два раза рабочего диапазона блока интерпол ционного преобразовани  старт-сигнала. Формула изобретени  Интерпол ционный измеритель временных интервалов, содержащий генератор импульсов опорной последовательности , два блока селекции временных интервалов, первый вход каждого из которых соединен с соответствующим, входом измерител  (старт- и стоп-), а выходы соединены с первым и вто - рым входом селектора грубого кода и со входами соответствующих блоков интерпол ционного преобразовани , а также блок регистрации и обработки результатов измерений, первые два входа которого соединены с выходами соответствующих блоков интерпол ционного преобразовани , а третий вход соединен с выходом селектора грубого код а, о т л и ч а 1 ш и и с   тем,что, с целью повышени  точности измерений.

   в него введены блок коммутации, лини  задержки и блок фиксации временных положений опорных импульсов, первый вход которого соединен со старт-входом измерител , второй вход соединен с выходом генератора импульсов опор1ной последовательности, а его выход соединен с управл ющим входом блока коммутации, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов опорной последовательности непосредственно , а второй его вход соединен

   с выходом генератора через линию задержки , а выход-его соединен со вторыми входами блоков селекции временных интервалов и третьим входом селектора грубого кода.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   1,Авторское свидетельство СССР 368583, кл. G 04 F 10/04, 1973.
2. 2.Патент США № 3541448,

   0

   кл. G 04 F 10/04, 1975 (прототип). ,

   т

   Фиг.1