SU913328A1 - Измеритель серии временных интервалов1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к измерительной и вычислительной технике и может быть использовано для измерения временных интервалов между непрерывно следующими импульсами, а также для измерения с достаточной точностью временных искажений сигналов в тракте воспроизведения накопителей на магнитных носителях.

Известно устройство для измерения временных интервалов, которое содержит секционированную линию задержки, каскады совпадения, дифференцирующие цепочки, ключи, счетчик,триггер [1].

Однако известное устройство обладает недостаточной точностью_о

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является измеритель временных интервалов, содержащий эталонный генератор, выход которого соединен с входом секционированной линии задержки ,и первым амплитудно-временным селекто2

ром, усилитель, выход которого подключен к входам всех амплитудно-временных селекторов, выходы которых через преобразователь кода подключены к входам вычислительного устройст⁵ ва, выход которого соединен с входом счетчика [23 ,

Этот измеритель также обладает низкой точностью в наносекундном диапазоне из-за трудности изготовле¹⁰ ния с достаточной точностью секционированной линии задержки.

Цель изобретения - повышение точности.

Поставленная цель достигается тем, ¹⁵ что в измеритель серии временных интервалов, содержащий усилитель.эталонный генератор, преобразователь кода, счетчик и вычислительный блок, введены делитель частоты, кольцевой регистр сдвига, элемен- задержки, запоминающий блок, два регистра и N генераторов с фазовой автоподстройкой частоты,'причем выход эталонного гез 91

.нератора через делитель частоты подключен к сдвиговому входу кольцевого регистра сдвига и непосредственно к первым входам генераторов с фазовой автоподстройкой частоты, вторые входы которых соединены с соответствующими выходами кольцевого регистра сдвига, а выходы - с входами первого регистра, вход записи которого объединен со входом записи второго регистра и подключен к выходу усилителя и входу элемента задержки, выход которого соединен с входом записи запоминающего блока, выходы первого регистра через преобразователь кода под ключены к входам младших разрядов запоминающего блока, выход которого соединен с входом вычислительного бло ка, выход первого генератора с фазовой аатоподстройкой частоты подключен к входу счетчика, выходы которого

соединены с входами второго регистра, выходы которого подключены к входам старших разрядов запоминающего блока.

Кроме того, каждый генератор с фазовой автоподстройкой частоты содержит смеситель и последовательно соеди· ненные фазовый детектор, фильтр и управляемый генератор, причём первый вход фазового детектора является вторым входом генератора с фазовой автоподстройкой частоты,- выход управляемого генератора является выходом генератора с фазовой автоподстройкой частоты и соединен с первым входом смесителя, второй вход которого является первым входом генератора с фазовой автоподстройкой частоты, а выход соединен с вторым'входом фазового детектора.

На фиг. Г приведена структурная схема измерителя; на фиг. 2 - временная диаграмма измерителя, содержащего четыре генератора с ФАПЧ(М 4) и делитель частоты с коэффициентом деления , равным 2.

ι

Измеритель серии временных интервалов содержит эталонный' генератор 1, делитель 2 частоты, кольцевой регистр 3 сдвига, генераторы 4-1 - 4-Ν с фазовой автоподстройкой частоты (ФАПЧ), первый регистр .5, усилитель 6, счетчик 7, второй регистр 8, запоминающий блок 9, преобразователь 10 кода,

элемент 11 задержки, вычислительный блок 12, смеситель 13, фазовый детектор 14, фильтр.15, управляемый генератор 16. Выход эталонного гене3328 4 ·

ратора 1 подключен к входу делителя 2 частоты, выход которого подключен к сдвиговому входу кольцевого регистра 3, выходы, которого соединены 5 со вторыми входами генераторов с фазовой автоподстройкой частоты 4-1 4-Ν, первые входы которых подсоединены к выходу эталонного генератора 1, выходы генераторов 4-1 - 4-Ν под10 ключены к.входам первого регистра 5, вход записи которого соединен с выходом усилителя 6, вход которого является входом измерителя, К выходу первого генератора 4-1 подключен счет-.15 ный вход счетчика 7о Выходы счетчика 7 соединены с входами второго регистра 8, вход записи которого подключен к выходу усилителя 6, Старшие разряды запоминающего блока 9 подключены '

20'к выходам первого регистра 8,а младшие разряды запоминающего блока 9 подключены к выходу преобразователя 10 кода. Вход записи запоминающего блока 9 подключен к выходу эле25 мента 11 задержки, вход которого подключен к выходу усилителя 6. Выход запоминающего блока 9 соединен с вычислительным блоком 12. Каждый из генераторов 4-1 - 4-М содержит сме~

35) ситель 13? выход которого подключен к второму входу фазового детектора 14, первый вход которого является вторым входом генератора 4. Выход фазового детектора 14 через фильтр 15 соединен с управляющим входом управляемого генератора 16, выход которого является выходом генератора 4.Первый вход смесителя 13 подключен к выходу управляемого генератора 16, а второй вход смесителя 13 является первым входом- генератора 4.

На фиг. 2 обозначено: 17 " выход эталонного генератора 1; 18-21 - сигналы с«выходов кольцевого регистра 3 сдвига; 2’2-25 - сигналы с выходов генераторов 4-1 - 4-4 соответственно;

26 - сигнал с выхода смесителя 13 первого генератора 4-1.

Измеритель работает следующим об⁵⁰ разом.

Перед началом работы в кольцевой регистр 3 заносится код, содержащий в одном из разрядов единицу, а в

. остальных - нули. Сигнал 17 на выхо55. де эталонного генератора 1 вырабатывается непрерывно. Сигналы 18-21 с выходов кольцевого регистра 3 сдвига синхронизируют работу генераторов

3ί

40

5

913328

6

4-1 - 4-Ν, которые вырабатывают сигналы 22 - 25 с периодом , сдвинутые друг относительно друга на величину ДТ. Величины Τφ и ДТ определяются в соответствии с формулами

т - -ζ'^,κ Т ¹⁽Р ЛГк+Т~ Ь^-;

где Т_д - период следования импульсов .17 на выходе эталонного генератора 1 ; Ю

N - количество генераторов 4т1, 4-2, 4-Н;

К - коэффициент деления делителя 2 частоты»

По приходу входного импульса,отме-15 чающего границы соседних временных интервалов, сигналом с выхода усилителя 6 во второй регистр 8 записывается код со счетчика 7, который грубо определяет временное положение вход- 20 ного импульса. Одновременно в первый регистр 5 записывается код с выходов генераторов 4-1, 4-2,.»» 4-Ν, по которому -время прихода входного импульса уточняется с точностью до ДТ.Пре-25 ιобразователь 10 кода преобразует входной код в код, удобный для ввода в вычислительный блок 12, например в двоичный позиционный код. Данные из первого 5 и второго 8 регистров сиг- зо налом с выхода элемента 11 задержки записываются в запоминающий блок 9, а затем поступают в вычислительный блок 12 для окончательной обработки.

Генераторы 4-1 - 4~Н имеют одинаковую структуру и работа их поясняется на примере работы первого генератора 4-1. В качестве смесителя 13 в генераторе 4 используется синхронный ₄₀ В-триггер с динамическим запуском, Синхронизирующий вход Б-триггера является вторым входом смесителя 13, а вход Б - первым входом смесителя 13.

На выходе смесителя 13 вырабатывается_4$ сигнал 26 разностной частоты£_с = 1/Γφпричем положительный перепад сигнала' ³ 26 на выходе смесителя 13 свидетельствует о совпадении фаз сигнала 17 эталонного генератора 1 и сигнала 22 на выходе управляемого генератора 16. Положительный перепад сигнала 26 на выходе смесителя 13 совпадает по фазе с положительным перепадом сигнала 18 на первом выходе кольцевого регистра

3. Если положительные перепады сигналов 18 и 26,поступающих на первый *и второй входы фазового детектора 14, не совпадают, то на выходе фазового

детектора 14 вырабатывается сигнал, который изменяет напряжение на выходе фильтра 15 и соответственно частоту сигнала 22 на выходе управляемого генератора 16 так, чтобы устранить разность фаз положительных сигналов 18 и 26. Таким образом, сигнал 22 на выходе управляемого генератора 16 совпадает по фазе с сигналом 17 эталонного генератора 1 в моменты положительных перепадов сигнала 18 на первом выходе кольцевого регистра 3· Аналогично сигналы на выходах остальных генераторов 4-2 - 4-Н совпадают по фазе с сигналом эталонного генератора 1 в моменты положительных перепадов сигналов на соответствующих выходах кольцевого регистра сдвига 3. Период Т_р сигнала 18 на первом выходе кольцевого регистра 3 равен периоду Треи гнала 26 на выходе смесителя 13» Учитывая, что Тр = N · К · Т_? , а

Г_с = у получаем ?ЖЪ(Т_Э-Т^) =

¹ Ζ ^тэ ^ТФ - _Ж ^{Э Э}

ΤφΤ₃, откуда Таким

образом, сигналы на выходах генераторов 4-1 - 4-Ν имеют одинаковый период Тпз и сдвинуты друг относительно

Тео

друга на время —» ,

N

Введенное усовершенствование сообщает устройству высокую точность.

Claims (2)

1. Формула изобретения

   1. Измеритель - серий временных интервалов, содержащий усилитель.эталонный генератор, преобразователь кода, счетчик и вычислительный блок, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены делитель частоты, кольцевой регистр сдвига, элемент задержки, запоминающий блок, два регистра и N генераторов с фазовой автоподстройкой частоты, причем выход Эталонного генератора через делитель частоты подключен к сдвиговому входу кольцевого регистра сдвига и непосредственно к первым входам генераторов с фазовой автоподстройкой частоты, вторые входы которых соединены с соответствующими выходами кольцевого регистра сдвига, а выходы - с входами первого регистра, вход записи которого объединен с входом записи второго регистра и подключен к выходу усилителя и входу элемента задержки,выход

   7 913328 8

   которого соединен с входом записи запоминающего блока, выходы первого регистра через преобразователь кода подключены к входам младших разрядов запоминающего блока, выход которого соединен с входом вычислительного блока, выход первого генератора с фазовой автоподстройкой частоты подключен к входу счетчика, выходы которого соединены е входами второго регистра, выходы которого подключены к входам старших разрядов запоминающего блока.
2. 2. Измеритель по п.1, о т л μη а ю щ и й ся тем, что каждый генератор с фазовой автоподстройкой частоты содержит смеситель и последовательно соединенные фазовый детектор, фильтр и управляемый генератор

   причем первый вход фазового детектора является вторым входом генератора с фазовой автоподстройкой частоты, выход управляемого генератора является выходом генератора с фазовой автоподстройкой частоту и соединен с первым входом смесителя, второй вход которого является первым входом генератора с фазовой автоподстройкой частоты, а выход соединен с вторым входом фазового детектора.