SU928294A2 - Цифровой усредн ющий измеритель временных интервалов - Google Patents

Description

(5) ЦИФРОВОЙ УСРЕДНЯЮЩИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕННЫХ

I ..

Изобретение относитс  к измери- i тельной и импульсной технике и июжеТ быть использовано дл  измерени  периодических временнъ1Х; интервалов.

По основному авт.св. (Г 533905 иавестен цифровой усредн ющий измеритель временных интервалов, содержащий два разрешающих триггера, два ключа, эталонный генератор, блок усреднени , основной и вспомогательный счетчики и блок установки l.

Однако у измерител  недостаточна  точность измерени  при усреднении за счет непр моугольного закона распределени  импульсов эталонного генератора относительно интервала квантовани .

Цель изобретени  - повышение точности измерений за счет исключе| и  систематической ошибки.

Поставленна  цель-достигаетс  тем, что в цифровой усредн ющий измеритель временных интервалов, содержащий два разрешающих триггера. ИНТЕРВАЛОВ

Claims (2)

1. цва ключа, эталонный генератор, блок Усреднени ,основной и вспомогательный счетчики, блок установки, подключенный к выходу блока усреднени , причем вход вспомогательного счетчика импульсов соединен с выходом первого ключа, а выход - с объединенными входами разрешающих триггеров , выходы которых соответственно подключены к вторым входам , третьи входы которых объединены между собой и соединены с входом блока установки, при этом первый вход основного счетчика соединен с выходом второго ключа, а второй вход основного счетчика -с выходом блока установки , дополнительно введены генератор эталонной частоты, четыре элемента совпадени , коммутатор, блок управлени , регистр, блок сравнени  кодов, счетчик и триггер, причем выходы генераторов эталонной частоты через коммутатор подключены к пеовым входам четырех элементов совпадени , выход первого из которых соединен с объединенными входами ключей, выход второго элемента срвпадени  подключен к первому входу дополнительного триггера, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента совпадени , а выход - с вторым входом четвертого элемента совпадени  и первым входом блока управлени , первый и второй в ходы которого подключены соответственно к управл ющему входу коммутатора и второму входу первого элемента совпадени , выход четвертого элемента совпадени  через дополнительный счетчик соединен с входом регистра и первым входом блока срав нени  кодов, второй вход которого соединен с выходом регистра, а выход - с вторым входом блока управлени , шины Стоп и Старт импульсов подключены к вторым входам второго и третьего элементов совпадени  соответственно. На фиг. 1 приведена структурна  схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, по сн ющие его работу, Цифровой усредн ющий измеритель временных интговалов содержит генераторы 1 и 2 эталонной частоты, три геры , ключи 6 и 7, блок 8 усред нени , основной счетчик 9, вспомога тельный счетчик 10 и дополнительный счетчик 11, блок 12 установки, подключенный к выходу блока 8 усреднени , коммутатор 13, элементы It-l совпадени , регистр 18, блок 19 сравнени  кодов и блок 20 управлени  ,. причем вход вспомогательн го счетчика 10 импульсов соединен с выходом ключа 6, а выход - с объеди ненными входами триггеров 3 и , вы ходы которых соответственно подключ ны ко вторым входам ключей 6 и 7, третьи входы которых объединены меж ду собой и соединены с входом блока 12 установки, при этом первый вход основного счетчика 9 соединен с выходом ключа 7, а второй вход основного счетчика 9 с выходом блока 12 установки,, Выходы эталонных гене раторов 1 и 2 подключены ко входам коммутатора 13, вход которого соеди нен с блоком управлени  20, а выход - с объединенными входами четырех элементов 4-17 совпадени , эле менты 15 и 17 своими выходами подкл чены к входам триггера 5. а элемен .4 ты Н и 16 - к объединенным входам ключей б и 7 и входу счетчика 11 соответственно . Выход счетчика 11 соеинен со входами регистра 18 и блока 19, второй вход которого подключен к выходу регистра 18, а выход - к первому входу блока 20 управлени , второй вход которого объединен со вторым входом элемента 16 и выходом триггера 5 а второй выход подключен ко второму входу элемента совпадени . Выход основного счетчика 9 служит выходом устройства. Вход триггера 4, объединенный с входом элемента 17 совпадени ., подключен к шине Старт импульсов, а вход триггера 3 объединен с входом блока 8 .усреднени , входом элемента 15 совпадени  и шиной Стоп импульсов. Измеритель работает следующим образом . Об зательным условием -работы измерител   вл етс  взаимна  несоизмеримость - иррациональность периодов эталонных генераторов импульсов. Работа устройства подраздел етс  на два этапа: первый этап - подготовительный , на котором осуществл етс  выбор эталонного генератора, период которого  вл етс  несоизмеримым с измер емым временным интервалом, . второй - этап собственно измерений. Импульсы из периодической последовательности импульсов Старт поступают на первые входы элемента 17 совпадени  и триггера k. Импульсы генераТора 1 через коммутатор 13 поступают на объединенные входы всех элементов совпадени . При совпадении во времени импульсов Старт и эталонного генератора 1 элемент 17 совпадени  опрокидывает триггер 5, который дает разрешение на прохождение импульсов генератора 1 через элемент 16 совпадени  на счетчик 11, который считает до тех пор, пока один из периодических импульсов Стоп не совпадает во времени с импульсом генератора 1. При совпадении импульсов элемент 15 опрокидывает триггер 5 в исходное состо ние и тем самым запрещает дальнейшее поступление импульсов генератора 1 в счетчик. Полученный код Nl-запоминаетс -в регистре 18. Перепад напр жени , имеющий место при установке триггера 5 в исходное состо ние, поступает на вход блока 20 управлени , который разрешает прохождение через коммутатор 13 импульсов генератора
2. 2. Процесс повтор етс . Полу ченный в счетчике 11 код N2 сравниваетс  в блоке 19 сравнени  кодов с кодом N1, хран щимс  в регистре 18. Результат сравнени  поступает в бло 20 управлени , который оС5еспечивает прохождение через коммутатор 13 импульсов эталонного генератора, давшего большее число импульсов между ближайшими совпадени ми по времени импульсов этого генератора с импуль сами Старт, Стоп. Кроме того, блок 20управлени  вырабатывает раз решающий сигнал, с приходом которого на второй вход элемента совпадени  начинаетс  этап собственно измерений. Импульсом Старт опроки дываетс  триггер Ц и открываетс  ключ 7- Импульсы выбранного генератора через элемент Ik совпадени  и ключ 7 поступают на вход счетчика 9 импульсов. Импульсом Стоп опроки/ ываетс  триггер 3 и открываетс  ключ 6. .Импульсы генератора проход т на вход счетчика 10. При переполнении счетчика 10 импульс перепа да напр жени  с его выхода перебрасывает в исходное состо ние триг геры 3 и 4. При поступлении импульсов Старт и Стоп следующего периода процесс повтор етс . Так происходит в течение L периодов, определ емых блоком 8 усреднени , представл щим собой реверсивный счетчик , после чего ключи 6 и 7 закрываютс  сигналом с выхода блока 8. Если перед началом измерений в счетчике 9 было записано число mL в обратном коде, где m - объем счет чика 10, то код на выходе счетчика 9 пропорционален временному интервалу между импульсами Старт и Стоп. Запись ml и счетчик 9 перед началом измерени  производитс  блоком 12 установки. В этом случае измер емый временной интервал искусственно увеличиваетс  на m периодов что позвол ет измер ть неизвестный интервал L , меньшей разрешающей способности, определ емой интерзалом квантовани . Кроме того, выбор генератора, период которого  вл етс несоизмеримым с измер емым временным интервалом t , обеспечивает пр моугольный закон распределени  импульсов эталонного генератора относительно интервала квантовани  и тем самым устран ет систематическу ошибку при усреднении, а именно, вследствие того, что измер емый временной интервал (фиг.2-21)  вл етс  составной частью периодической временной последовательности импульсов (фиг.2-22) с периодом L , то в случае соизмеримости периода эталонного генератора (фиг.2-23) Т р с С справедливо , где - взаимнопростые числа, причем Н - число периодов генератора, укладывающихс  между ближайшими совпадени ми во времени импульсов этого генератора с импульсами Старт и Стоп, k - соответствующее число периодов ь между указанными совпадени ми. По мере поступлени  импульсов Старт интервал между ними и- ближайшими импульсами эталонного генератора измен етс  с дискретом At - j, где j - число интервалов t , укладывающихс  в периоде импульсной последовательности Старт ; j определ етс  объемом m счетчика 10 при , .B случае несоизмеримости периода генератора Т ..и Т N -, At Q, т.е. идеально обеспечиваетс  пр моугольный закон распределени  импульсов генератора относительно интервала квантовани  В предлагаемом измерителе несоизмеримость Т г и 1 обеспечиваетс  требованием несоизмеримости периодов генераторов эталонной частоты.В этом случае, по крайней мере, один из генераторов всегда несоизмерим с измер емым инtepвaлoм f , независимо от того, выражаетс  .ли рацибнальным или иррациональным числом. .Формула изобретени  Цифровой .усредн ющий измеритель временных интервалов, по авт.св. № 533905, отличающийс  тем,, что, с целью повышени  точности измерений за счет исключени  систематической ошибки, в него дополнительно введены генератор эталонной частоты, четыре элемента совпадени , коммутатор, блок управлени , регистр, блок сравнени  -кодов , сметчик и триггер, причем выходы генераторов эталонной частоты через коммутатор подключены к первым входам четырех элементов совпадени , выход первого из которых соединен с объединенными входами ключей , выход второго элемента совпадени  подключен к первому входу дополнительного триггера, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента совпадени , а выход с вторым входом четвертого элемента совпадени  и первым входом блока управлени , первый и второй выходы которого подключены соответственно к управл ющему входу коммутатора и второму входу первого элемента со падени , выход четвертого элемента совпадени  через дополнительный 8 счетчик соединен с входом регистра и первым входом блока сравнени  кодов , второй вход которого соединен с выходом регистра, а выход - с вторым входом блока управлени , шины Стоп и Старт импульсов подключены к вторым входам второго и третьего элементов совпадени  соответственно . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 533905, кл. G О F 10/0, 1973.

   I I г I -t

   зИ t I lil I I I I I II 111 1 I I ti I i . . I i I I

   Й иг.г iCi

   /п Стоп

   1 /r-f