Цифровой измеритель временных интервалов

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУСоюз Советских Социалистических Республик) Заявлено 180277 (21) 2456114/18604 Г 10/04 исоединением эаяв сударственныИ комит СССР о делам изобретен и открытиИ3) Приоритет ий йо 18 (53) УДК 6811(72) Автор изобретени В,А, Потехи кий институт автоматизированных систем управления и радиоэлектроники 71 Заявите(54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕННЦХ ИНТЕРВАЛОВобласти может ения вре цифровой измерительов, содержащий ключ,2 Оимпульсов, выход с одним из входовкоторого является , счетчик, вход ковыходом ключа, аканала преобраэоваторых состоит из поненных формирующереобразоватейя вречем один иэ входов Известен такжевременных интервалгенератор тактовыхкоторого соединенключа, второй входвходом измерителяторого соединен стакже имеющий двания, каждый из коследовательно соедиго устройства и пмя амплитуда, при Изобретение относится крадиои змеритель ной техни ке ибыть использовано для иэмерменных интервалов,Известны устройства для цифрового измерения длительности временных интервалов, осуществляющие измерение путем заполнения этого интервала импульсами образцовой частоты. Для увеличения точности измерения ошибка из 1 О мерения, возникающая иэ-эа несинхрон- ности тактовых импульсов и конца измеряемого интервала, устраняется интерполяцией, причем интерполяции подвергается интервал. времени, включаю щийеще несколько периодов счетнойчастоты (11 . каждого Формирующего устройства подключен к входу измерителя 2,Однако этот цифровой измерительтличается сложным процессом измереия и большой погрешностью.Цель изобретения - уменьшение погрешности и упрощение процесса иэмере"ния.Для этого в цифровой измерительвременных интервалов, содержащий ключ,генератор тактовых импульсов, выходкоторого соединен с одним иэ входовключа, второй вход которого являетсявходом измерителя, счетчик, вход которого соединен с выходом ключа, атакже два канала преобразования, каждый из которых состоит иэ последовательно соединенных формирующего устройства и преобразователя время-амплитуда, причем один иэ входов каждо"го формирующего устройства подключенк входу измерителя, введены преобразователь амплитуда-код, подключенныйк выходам преобразователей время-амплитуда, последовательно включенныедополнительный ключ и блок выделенияп-ого импульса, причем вход дополнительного ключа связан с выходом формирующего устройства первого канала,авыход блока выделения п-ого импульса - с вторым входом Формирующего устройства первого канала, и последо" вательно;включенные второй дополнительный ключ и блок выделения и-огсимпульса, причем второй вход второгодополнительного ключа связан с выхо,цом формирующего устройства второго 5ключа, к второму входу которого подКлючен выход блока выделения и-огоимпульса, при этом вторые выходы дополнительных ключей подключены на выход генератора тактовых импульсов, 1 ОНа фиг, 1 приведена схема устройства; на фиг, 2 - временные диаграммыработы устройства.Устройство содержит ключ 1, тактовый генератор импульсов 2, счетчик 3, 1 яформирующее устройство 4 первого канала, преобразователь 5 время-амплитуда первого канала, ключ б, устройСтво7 выделений и-го импульса, формирующее устройство 8 второго канала, пре"20образователь 9 время-амплитуда второго канала, ключ 10, устройство 11 выделения и-ого импульса и преобразо/ватель 12 амплитуда"код.Цифровой измеритель временных интервалов работает следующим образом.Измеряемый временной интерВал(Фиг. 2 а) поступает на вход ключа, навторой вход которого поступают импульсы (фиг. 2 б) с тактового генератора 2, В течение действия измеряемо го интервала тактовые импульсы проходят на счетчик 3, Передним фронтом,измеряемого интервала вКлючается формирующее .устройство 4, например.триггер с раздельным запускаем, Вы- Зб,ходным импульсом формирователя запускается преобразователь 5 время-амплитуда одного канала, например, интегратор опорного напряжения, а также включается ключ б. На выходе ключа появляются тактовые импульсы, котбрые поступают на устройство 7 выделения и-ого импульса, Это устройство может быть выполнено на базе триггерного делителя частоты. Коэффициент 45 деления выбирается равным или большетрех, Оптимальным является коэффици ент К = 3 (пояснено ниже), При прохождении третьего (п-ого, где и = К) тактового импульса после начала измеряемого интервала на выходе устройства 7 формируется сигнал, с помощью которого вОзвраЩается в исходнбе состояние формирователь 4, При этом прекращается дальнейшая работа интегратора 5 и тактовые импульсы через ключ б не проходятДлительность импульса, полученного на выходе формирующего устройства, равна 21 + Ь 1 н (Фиг. 2 в) и будет всегда впределах от 2 до ЗФ, так как лаан изменяет ся в пределах от 0 до ь 1 н. Амплитуда импульса дан на выходе преобразователя 5 (Фиг, 2 г) прямо пропорциональна длительности сформированного импульса 21 + ьйн, а ее относительное изменение тем выше, чем меньше выбран коэффициент К. Аналогично раббтает и второй канал преобразования, Формирующее устройство 8 запускается задним фронтом измеряемого импульса. При этом включается преобразователь 9 Время-амплитуда и ключ 10. Ключ пропускает тактовые импульсы, которые поступают на устройство выделения и-го импульса, которое представляет собой делитель частоты, Для случая К = и = 3 этот делитель может быть выполнен на одном триггере со счетным запуском, Длительность импульса, полученного на выходе формирующего устройства 8 равна 2 - дк (фиг, 2 д) и в общем случае меняет от - 1 о до 21, Отсюда ясна причина выбора минимального значения К = З,так как приК = 2 длительность второго сформированного интервала лежит в пределах от 0 до 1 ,что недопустимо ввиду сложности обработки коротких сигналов.Амплитуда сигнала лак на выходе преобразователя 9 пропорциональна длительности сформированного временного интервала2 -ь 1 к (фиг, 2 е), Разность напряжений на выходе обоих преобразователейвсегда положительна и пропорциональна временам рассогласования началаи конца измеряемого интервала относительно тактовых импульсов,дК 2 о+ 2 + аН+кн к о н о кЭта разность напряжений преобразуется в цифровой код с помощью преобразователя 12 амплитуда-код.Цифровоезначение этого преобразователя является нониусом для показаний основного счетчика.В предлагаемом измерителе, благодаря введению в каналы преобразованияделителей частоты на и и п, увеличена длительность преобразуемыхинтервалов и сокращен их динамический диапазон, Динамический диапазон не превышает двух, т,е, в одном канале преобразуемый интервал изменяется от2 о до З , а в другом канале отдо 21,(для К = 3),Формула изобретенияЦифровой измеритель временных интервалов, содержащий ключ, генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с одним иэ входов ключа, второй вход которого является входом измерителя, счетчик, вход которого соединен с выходом ключа, а также два канала преобразования, каждый из которых состоит иэ последовательно соединенных формирующего устройства и преобразователя время-амплитуда, причем один из входов каждогь формирующего устройства подключен к входу измерителя, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения погреш) 1 1 йа. г Составитель,В,Митряевкин Тех е С. Мигай Ко екто Редакт Ги енк Подписное омитета СССР открытий ская наб , 4 5аказ 3/48 Тираж 50 тЦНИИПИ Государственногопо делам изобретений113035 Москва, ЖР лиал ППП фПатент, г. Ужгород, ул, Проектная,ности и упрощения процесса измерения,в него введены преобразователь ампли.туда-код, подключенный к выходам преобразователей время-амплитуда, последовательно включенные дополнительныйключ и блок выделения и-ого импульса,причем вход дополнительного ключа 5связан с выходом формирующего устройства первого канала, а выход блокавыделения и-ого импульса - с вторьаквходом формирующего устройства первого канала, и последовательно включенные второй дополнительный ключ и блоквыделения и-ого импульса, причемвторой вход второго дополнительного 7 6ключа связан с выходом Формирующегоустройства второго ключа, к второмувходу которого подключен выход блокавыделения и-ого импульса, при этомвторые выходы дополнительных ключейподключены навыход генератора тактовых импульсов,Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе1, Заявка 9 2173199, кл, 604 Г10/04, 1975, покоторой принято решение о выдаче авторского свидетельства.2. Патент СЮА 9 3541448,кл. 324-186, кл, 604 Р 10/00, 1970.