SU981925A1 - Измеритель временных интервалов - Google Patents

Description

(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ

1

Изобрегение относитс  к измерительной технике, а конкретно к измерительным устройствам  дерного приборостроени , и предаазначено дл  измерени  или кодировани  временных интервалов наносекундного диапазона в  дерно-физических экспериментах.

Известно устройство дл  измерени  временных интервалов, основанное на методе счета импульсов опорной серии в течение длительности измер емого временного интервала 1.

Точность измерени  зтих схем не превышает 5-10 НС и ограничиваетс  быстродействием триггеров адресного счетчика, построение которых с высоким быстродействием сопр жено с большими техническими трудност ми.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  измеритель коротких временных интервалов, состо щий из включенного на входе устройства измерени  временных интервалов путем счёта импульсов опорной серии в течение длительности измер емого временного интервала, из генератора , логического элемента И, триггера

управлени , адресного счетчика и блока временной трансформации, который обеспечивает выделение, расширение измер емого временного интервала и вьщеление начала и конца преобразованного временного интервала 2.

Недостатками этого устройства  вл ютс  сложность, трудаюсть обеспечени  управлени  коэффициентом трансформации в зависимости от требуемой точности измерений.

Цель изобретени  - повышение точности

to измерений путем обеспечени  цифрового управлени  коэффициентом трансформации в зависимости от требуемой точности измерени .

Claims (3)

1. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в измеритель временных интервалов, содержа15 щий генератор, выход которого подключен к первому входу элемента И, второй вход которого соединен с выходом триггер управлени , а выход - с входом адресного счетчика , первый вход триггера управлени  подклю20 чен к шине старт-импульсов и блок временной трансформации, введен блок задани  коэффициента трансформации, причем ишна стартимпульсов подключена к первому входу блока временной трансформации, второй вход которого соединен с шиной стоп-импульсов, а третий вход подключен к выходу триггера управлени , второй вход которого соединен с выходом блока задани  коэффициента трансформации:, первый и второй входы которого подключены соответственно к перво .му и второму выходам блока временной тра формации. Причем блок временной трансформации содержит два элемента ИЛИ, первые входы которых  вл ютс  первым и вторым входами блока и два преобразовател  временного интервала, причем выходы первого и второго элементов ИЛИ подключены соответственно к первому и второму входам первого преобразовател  временного интервала, первый выход которого соединен с первым входом второго преобразовател  временного интервала и  вл етс  первым выходом блока , второй выход первого преобразовател  временного интервала подключен ко второму входу второго преобразовател  временного интервала, первый выход которого соединен со вторым входом первого элемента ИЛИ и  вл етс  вторым выходом блока, а второй выход подключен ко второму входу второго элемента ИЛИ, третьи входы обоих преобразователей временного интервала объеди нены и  вл ютс  третьим входом блока, кро ме того, блок задани  коэффициента трансформации содержит последовательно соединенные элемент ИЛИ, входы которого  вл ютс  входами блока и счетчик установлени  коэффивдента трансформации, выход которого  вл етс  выходом блока. Такое схемное решение позвол ет обеспечить цифройое управление коэффициентом трансформации в зависимости от требуемой точности измерени , так как величина входного временного интервала в блоке временной трансформации, состо шем из последовательно включенных двух временных преобраз вателей с коэффициентом равным двум, равна Т kt. где t - входной измер емый интервал; k - коэффициент трансформации, равный k 1 + п, п 0,1,2,3 ...; п - число регистрируемое счетчиком уста новки коэффициента трансформации. На фиг. 1 изображена блок-схема измерител  временных интервалов; на фиг. 2 - вр менные диаграммы. Измеритель содержит генератор 1, элемент 2 И, адресный счетчик 3, триггер 4 зшравлени , блок 5 временной трансформации, который содержит элементы 6 и 7 ИЛИ, преобразователи 8 и 9 временных интервалов (ПВИ), блок 10 задани  коэффициента трансформации , элемент 11 ИЛИ, счетчик 12 установки коэффициента трансформации. ПВИ 8 и 9 удваивают временной интервал, заключенный между сигналами, поступившими на их входы. Положение первого выходного сигнала ПВИ соответствует концу временного интервала, а положение второго выходного сигнала соответствует концу удвоенного временного интервала. Управление работой ПВИ осуществл етс  по его третьему входу. Элемент 2 И выполн ет функцию клапана, осуществл   пропускание импульсов генератора I на адресный счетчик 3 при взведенном триггере 4 управлени . Триггер 4 управлени  возвращаетс  в исходное состо ние при заполнении счетчика 12 установки коэффициента трансформации. В счетчик 12 установки коэффициента трансформации предварительно записываетс  требуемое число, определ ющее коэффициент трансформации. Измеритель временных интервалов работает следующим образом. Сигнал, поступивший по входу Старт, выводит триггер 4 управлени , который подает разрешающий уровень на элемент 2 и импульсы с генератора 1 поступают на адресный счетчик 3. Уровень с триггера 4 управлени , поступа  на третий вход блока 5 временной трансформации, снимает блокировку с преобразователей 8 и 9. Сигнал Старт через элемент 6 ИЛИ поступает на первый вход первого преобразовател  8. Сигнал Стоп через элемент 7 ИЛИ поступает на второй вход первого преобразовател  8. Преобразователь 8 удваивает временной интервал , заключенный между сигналами Старт и Стоп. Сигнал с первого выхода первого преобразовател  8, соответствующий концу входного временного интервала, поступает на первый вход второго преобразовател  9 и через элемент 11 ИЛИ, вход которого  вл етс  одним из входов блока 10 задани  коэффициента трансформации, поступает на счетчик 12 установки коэффициента трансформации и регистрируетс  в нем. Сигнал со второго выхода первого преобразовател  8 поступает на второй вход второго преобразовател  9. Временной интервал, заключенный между входными сигналами второго преобразовател  9 равен временному интервалу, заключенному между сигналами Старт и Стоп и удваиваетс  в этом преобразователе. Сигнал с первого вывода второго преобразовател  9, соответствующий концу временного иитервала, поступившего на его входы; подаетс  через элемент 11 ИЛИ, вход которого  вл етс  другим входом блока 10, на счетчик 12 установки коэффициента трансформации и реги рируетс  в нем. Сигнал с первого выхода второго преобраз вател  9 поступает также на другой вход элемента 6 ИЛИ. Сигнал со второго входа второго преобразовател  9 поступает на другой вхрд элемента 7 ИЛИ. Сигналы с выходов элемента 6 ИЛИ и второго элемента 7 ИЛИ поступают соответственно на первый и второй входы первого преобразовател  8. Временной интервал, заключенный между эти ми входными сигналами преобразовател  8, оп ть равен входному временному интервалу заключенному между сигналами Старт и Стоп. Преобразователь 8 снова удваивает этот временной интервал исигнал с пе вого выхода преобразовател  8 через элемент 11 ИЛИ поступает на счетчик 12 установки коэффициента трансформации блока 10 задани  коэффициента трансформации и на первый вход второго преобразовател  9. На второй в}юд этого преобразовател  9 поступает сигнал со второго выхода первого преобразовател  8. Последовательна  работа двух преобразователей временных- интервалов с коэффициентом преобразовани , равным двум, будет продолжатьс  до тех пор, J пока не заполнитс  счетчик 12 установки коэффициента трансформации. При заполнени этого счетчика сигнал с его выхода возврашает триггер 4 управлени  в исходное состо  ние, блокиру , тем самым, по третьему входу блока 5 временной трансформации преобразователи 8 и 9 снима  разрешающий уровень с элемента 2 И, прекраща  поступ ление импульсов генератора 1 на адресный счетчик 3. На фиг. 2 приведены временные диаграммы работы измерител  временных интервалов, где обозначены по оси ординат старт-импульс, б - стоп-импульс, в - сигнал на выходе элемента 6 ИЛИ, г - сигнал |на выходе элемента 7 ИЛИ, д - сигнал на выходе преобразовател  8 временного интервала , е - сигнал на выходе, преобразовател  9, ж - сигнал на выходе элемента 11 ,ИЛИ, 3 - сигнал иа выходе первого разр  да счетчика 12, и - сигнал на выходе триггера 4, к - сигнал на выходе генератора 1, л - сигнал на выходе элемента 2 И, М - сигнал на выходе первого разр да счетчика Число, определ ющее коэффициент трансформации , записанное в счетчик установки, коэффициента трансформации дл  примера иа фиг. 2 равно семи. Временной интервал Т на выходе триггера управлени  равен Т kt. где t - входной измерительный временной интервал, заключенных между сигналамК Старт и k - коэффициент трансформации, равиый К 1 -ь п, где п 0,1,2,3 ...; п - число, регистрируемое в счетчике установки коэффициента трансформации . Необходимо .отметить, если в счетчике установки коэфф1{1щента трансформации не записано никакого числа, т.е. п О, то сигнал с первого выхода первого преобразовател  8 временного интервала сразу поступает на другой вход триггера 4 управлени , который выдел ет временной интервал, заключенный между сигналами Старт и Стоп. Таким образом, измеритель временного интервала работает в режиме пр мого преобразовани  врем -цифровой код. Использование блока временной трансформащ1И , состо щего из двух элементов ИЛИ и двух последовательно включенных преобразователей временных интервалов с коэффициентом преобразованн  равным двум, и блока задани  коэффициента трансформации, состо щего из элемента ИЛИ и счетчика установки коэффициента трансформации и новых св зей между узлами, выгодно отличают насто щий измеритель временных интервалов от известного 2, так как упрощаетс  его схема и обеспечиваетс  цифровое управление коэффициентом трансформации в зависимости от требуемой точности измерени . Изменение коэффициента трансформации осуществл етс  занесением или записью необходимого числа в счетчик установки коэффициента трансформации, которое можно измен ть от одного цикла измерени  к другому в зависимости от требуемой точности измерени , осуществл   тем самым дафровое управление коэффициентом трансформации. Данный измеритель временных интервалов может заменить измерители коротких временных интервалов двух типов: измеритель врем -цифровой код и измеритель врем -врем -цифровой код. Величина предельного коэффициента трансформации и, следовательно, точности измерени  временного интервала определ етс  только емкостью счетчика установки коэффициента трансформации. Использование данного измерител  временных интервалов позволит; получить значительный экономический эффект за счет замеиы указанных измерителей временных интервалов и повыщени  точности измерени . Формула изобретени  1. Измеритель временных интервалов, содержащий генератор, выход которого подключен к первому входу элемента И, второй вход которого соединен с выходом триггера }шравлени , а выход - с входом адресного счетчика, первый вход триггера управлени  подключен к шине старт-импульсов, и блок временной трансформации отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерени , в введен блок задани  коэффициента трансформации, причем шина старт-импульсов подключена к первому входу блока временной трансформации, второй вход которого соединен с шиной стоп- . импульсов, а третий вход подключен к выходу триггера управлени , второй вход которого соединен с выходом блока задани  коэффициента трансформации, первый и второй входы которого подключены соответственно к первому и второму выходам блока временной трансформации.
2. 2. Измеритель по п. 1, отличающий с   тем, что блок временной трансформации содержит два элемента ИЛИ, первые входы которых  вл ютс  первым и вторым входами блока, и два преобразовател  временного интервала, причем выходы первого и второго элементов ИЛИ подключены соответственно к первому и второму входам первого преобразовател  временного интервала , первый выход которого соединен с

   первым входом второго преобразовател  вре- j менного интервала и  вл етс  первым выходом блока, второй выход первого преобразовател  временного интервала подключен к

   второму входу второго преобразовател  временного интервала, первый выход которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ и  вл етс  вторым выходом блока, а второй выход подключен к второму входу

   второго элемента ИЛИ, третьи входы обоих преобразователей временного интервала объединены и  вл ютс  третьим входом блока.
3. 3. Измеритель по п. 1, отличающий с   тем, что блок задани  коэффициента трансформации содержит последовательно соединенные элемент ИЛИ, входы которого  вл ютс  входами блока, и счетшк установлени  коэффициента трансформации, выход которого  вл етс  выходом блока.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   1.Электронные методы  дерной физики. Под ред. Л. А. Маталина, М,, Атомиздат,

   1973, с. 255.

   2.Климов А. И. и др. Временной кодировщик наносекундного диапазона с малой дифференциальной нелинейностью. - Приборы

   и техника эксперимента, 1976, № 3, с. 95.

   1

   К

   /

   м