Измеритель малых флуктуации временных интервалов

407270 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУСоюз Советских Социалистицеских Республиквт. свидетельстваисимое от М, Кл. б 041 11/08 явлено 06.Ч 11.1971 ( 1678527/26 аявкис прцсоедцнецие Гасударственный комитет Совета Министров СССР па делам изобретений и открытийиоритет убликовано та олублик531.761(088.8),Х.1973, Бюллетень Хция описания 5.111.19 вторыобречения А. С. Глинченко и М, К. Чмых Красноярский политехнический институттвител ЗМЕР ИТЕЛ Ь МАЛ ЫХ ФЛ УКГУАЦИ Й ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВблок-схема измерителя емсццых интервалов; ца аграмма, иллюстрируюиз формироватслец пмоцца 2 измеряемых вреегулируемых лцщш за 5, схем совпадсций 6, щих импульсов 8, дели- задающего устройства 11. разреш стить п Изобретение относится к области измерительной техники и может использоваться при разработке измерителей флуктуации временцых интервалов.Известны цифровые устройства для измерения флуктуаций измеряемых величин, содержащие генератор счетных (квацтующих импульсов), формирователи импульсов, триггер, схемы совпадений, счетчик импульсов и времязадающую схему.Недостатком таких измерителей флу ктуаций временных интервалов является цеудобство, связанное с получением результата путем статистической обработки результатов многократных измерений, а также малая разрешающая способность. Цель изобретения - повысить ающую способпость измерителя и упро роцесс измерения.Это достигается путем введения в устройство регулируемых линий задержки, входы которых подключены к формирователям импульсов начала и конца измеряемых интервалов, авыходы к триггеру, и делителя частоты, формирующего старт-импульсы,Благодаря введению дополнительных узловизмеритель обеспечивает простое измерениефлуктуаций временных интервалов с высокойразрешающей способностью,На фиг. 1 приведена малых флуктуаций вр фиг. 2 - временная дг щая его работу. 5 Измеритель состоит пульсов цачала 1 и к меццых интервалов, р держки 3, 4, триггера 7, генератора квацтую о теля частоты 9, врем 10, счетчика импульсоИзмеритель работает следующим образом.Высокостабильцый генератор импульсов 8 15 вырабатывает последовательность квацтующих импульсов, которые подаются ца схему совпадеццй 6, времязадающее устройство 10 и делитель частоты 9, Делитель частоты 9 служит для синхронизации стартовых импульсов 2 а и задает частоту их следования, Импульсыначала и конца временного ицтсрвала пода.ются ца формирователи 1, 2 и регулируемые лиции задержки 3, 4. С помощью линии задержки 4 осуществляется постояццый сдвиг 25 начала временного интервала отцосительцоквацтующей последовательности ца 0,5 1 о.С помощью линии задержки 3 регулируется времеццое положецие конца квацтуемого ицтервала в пределах (О - 10). Триггер 5 с раз- ЗО дельными входами преобразует интервал, заданный импульсами начала и конца, в прямоугольный импульс, равный по длительностивиэм+ Л -1где Лт - регулируемая задержка конца времешого интервала;- изм - значение измеряемого временногоинтервала,Импульсы с триггера управляют схемой совпадений 6, на выходе которой получаются пачки квантующих импульсов, подаваемые на схему совпадений 7. На второй вход этой схемы подается прямоугольный импульс, задающий время измерения:где У - коэффициент деления делителя частоты времязадаюшего устройства 10;Т - период следования входных импульсов.Если бы флуктуации временного интервала отсутствовали, то число импульсов в пачке (см, фиг. 2) было бы постоянно и равногизм + Логде п - целая часть отношения квантуемоговременного интервала к периоду квантующих импульсов.За счет флуктуаций временного интервала, когда (Зог ( о), может иметь место отсчет либо и, либо (и+ 1) импульсов, Математическое ожидание выходного кода при этом будет равно:М=п+со,где я = Р (и + 1) - вероятность отсчета (и+ 1) импульса. Она зависит от ои математического ожидания дробной части квантуемого временного интервалаТО = изм о + ЛТ - ПО - 0,5 1 О,ГдЕ 1 изм О - МатЕМатИЧЕСКОЕ ОжИдаНИЕ ИЗМЕряемого временного интервала.Если 0,5 го ( о ( о то а = Р(го (т ( сз) ="сЗдесь т = тО+ д(1), где б(1) - нормально распределенная случайная составляющая измеряемого интервала с нулевым математическим ожиданием и среднеквадратическим отклонением о; Ф(Х) - значение нормальной функции распределения.Зависимость дробной части математического ожидания выходного кода счетчика от величины тО при различных значениях о приведена на фиг. 3.4Задаваясь значениями 0(я 1(0,5 и аг 0,5,можно найти соответствующие им значенияТО 1 И ТО 2,то 1 = 1 о - а,Фф(1 - а,);5тоо = о+ а,Фо(ао). тоо - т= Лт, - Л-., = а,Фф(1 - а,) + Ф(ао),Если выбрать сгг = 1 - аь то Лтг - Лт 115 Ф"(Х) - значение аргумента нормальнойфункции распределения.1-1 апример, при со 1=0,1; аг = 0,9,(Л-., - Лс,).12,56Таким образом, фиксируя значения задержек Лт, и Лтг, вводимых с помощью регулируемой линии задержки 3 и соответствующих математическим ожиданиям выходного кода 25 счетчика, равным а 1 и аг=1 - а можно оценить среднеквадратическое отклонение измеряемого временного интервала, За счет многократного измерения за время 1 изм показания счетчика непосредственно дают оценку мате матического ожидания выходного кода. Этосущественно упрощает процесс измерения.Возможность достаточно точной оценки математического ожидания и точного отсчета разности задержек (Лтг - Лт 1) обеспечивают вы сокую точность измерения малых флуктуацийвремюшых интервалов. 20 Предмет изобретения 40 Измеритель малых флуктуаций временныхинтервалов, содержащий формирователи импульсов начала и конца измеряемого интервала, последовательно соединенные триггер, схе мы совпадения и счетчик импульсов, а такжегенератор квантующих импульсов и времязадающее устройство, соединенные с соответствующими схемами совпадения, отличающийся тем, что, с целью повышения разрешающей 50 способности, между формирователем импульсаначала измеряемого временного интервала и одним из входов триггера включена регулируемая линия задержки, а между формирователем импульса конца измеряемого временно го интервала и вторым входом триггера включена вторая регулируемая линия задержки, причем к выходу генератора квантующих импульсов подсоединен делитель частоты, кото рый соединен со входом формирователя им пульса конца измеряемого временного интервала.407270 фиг.1 фиг.2 Редакто аказ 501,;13Ц 1.1 ИИПИ Изд.1011 сударствепного по делам изоб Москва, Ж,Тираж 406омитста Совета Мкпшстретспцй и открытийаушская наб., д. 4(5 писн Типография, пр. Сапунова, 2 Составитель А. Рассмотровфельдман Техред Л. Богданова Корректор Е, Хмеле