Устройство для измерения повторяющихся интервалов времени

.(53) 681.325.3 (088.8)( 56) 1. Аппаратура для частотных и времен ных измерений. Под. ред. А. П. Горшкова М., "Советское радио", 1971, 167-1702, Авторское свидетельство СССР351226, кл.С 04 Г 10/04, 1970. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОВТОРЯЮЩИХСЯ ИНТЕРВАЛОВ ВРЕМЕНИ, содержащее формирователь сигнала первого и формирователь сигнала второго каналов, входы которых являются входами устройства, формирователь интервалов времени, выход которого подключен к перВому входу селектора, выход которо соединен с вхоДом счетчика импульсов, Выход которого через блок усреднения подключен к входу блока индикации, генератор опорной частоты и генератор шума, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам фазового модулятора, выход которого соединен с входом первого формирователя импульсов, о т л и ч а ю ш и й с я тем что, с целью повышения точности измерений, в него введены второй формирователь импульсов и два блока временной привязки, первые входы которых подключены к выходам соответственно формирователя сигнала первого канала и формирователя сигнала второго канала, вторые входы блоков временной привязки объединены и соединены с выходом первого фор мирователя импульсов, а выходы подключе ны к первому и второму входам соотвез ственно формирователя интервалов времени, о выход генератора опорной частоты соединен с входом второго формирователя импульсов, выход которого подключен к ,второму входу селектора.1038Изобретение относится к радиоизмери-.тельной технике и может найти применение при различных временных измеренияхИзвестно устройство для измерения интервалов времени, работа которого основана иа методе прямого счета числа имцульсов опорной последовательности с постоянным периодом Т, уложившихся в измеряемый интервал времени, оно содержитвходные формирователи, формирователь 1 Овременного интервала, селектор и счетчик Г 13 .Основным недостатком известного устройства является большая погрешностьквантования (+ единица счета). 15Известно устройство - стохастическийизмеритель повторяющихся интерваловвремени, в котором случайность вводитсяв погрешность за счет того, что для заполнения временных интервалов используется 2 Опоследовательность счетных импульсов сослучайным периодом следования, котороесодержит формирователь сигнала 1-го канала, формироЬатель сигнала 2-го канала,формирователь временных интервалов, селектор, счетчик, устройство усреднения,устройство индикации, генератор шума,фазовый модулятор, формирователь импульсов, .опорный генератор 2 3,Недостатком этого устройства являет- ЗОся то, что нарастание дисперсии при увеличении измеряемого интервала временисущественно снижает точность известныхстохастических измерителей.Бель изобретения - повышение точности измерений.Поставленная цель достигается тем,что устройство для измерения повторяющихся интервалов времени, содержащееформирователь сигнала первого и формирователь сигнала второго каналов, входыкоторых. являются входами устройства,формирователь интервалов времени, выход:которого подключен к первому входу се 45лектора,выход которого соединен с входомсчетчика импульсав, вьвод которого черезблок усреднения подключен к входу блокаиндикации, генератор опорной частоты игенератор шума, выходы которых подключены соответственно к первому и второму в хо Одам фазового модулятора, выход которогосоединен с входом первого формирователя импульсов, введены второй формирователь импульсов и ава блока временной привяэки, первые входы которых подключенык выходам 55соответственно формирователя сигналапервого канала и формирователя сигналавторого канала, вторые входы блоков 860 2временной привязки объединены и соединены с выходом первого формирователяимпульсов, а выходы подключены к первому и второмувходам соответственно формирователя интервалов времени, выход генератора опорной частоты соединен с входом вто-рого формирователя импульсов, выходкоторого подключен к второму входу се-.лектора.На фиг. 1 изображена структурная схема устройства, которое содержит формирователь 1 сигнала первога канала, формирователь 2 сигнала второго канала, фор.мирователь 3 ингервалов времени, селектор 4, счетчик 5 импульсов, блок 6 усреднении, блок 7:индикации, генератор8 шума, фазовый модулятор 9, первыйформиэйагель 10 импульсов, генератор11 опорной частоты, второй формирова. тель 12 импульсов, первый блок 13временной привязки, второй блок 14 временной привязки.Временные диаграммы, поясняющие работу устройства приведены на фиг; 2,где с - периодическая последовательностьстартовых" импульсов на первом входеустройства; 6 - периодическая последовательность "стоповыхфимпульсов на втором входе устройства; В - вспомогательная последовательность импульсов со случайным периодом следования на выходе. первого формирователя 10 импульсов;ъ -последовательностьфимпульсов на выходе первого блока 13 временной привязки;д - последовательность импульс:ов на выхоле второго блока 14 временной привязки;Е - последовательность импульсов на выходе формирователя 3 интервалов времени;ж -последовательность счетных импульсовс постоянным периодом на выходе второго формирователя 12 импульсов; з -пачки счетных импульсов на выходе селектора 4,Устройство работает следукзцим образом,Периодические последовательности импульсов "Старт и "Стопф, задержанныеотносительно друг друга на время Е,котороенеойсодимо измерить, поступают на первыйи второй входы соответственно (фиг. 2 а,б)и нормализуцотся по длительности и амплитуде в формирователях 1 и 2, С приходом импульса фСтартф блок 13 временнойпривязки выделяет иэ вспомогательнойпоследовательности импульсов со случайнымпериодом следования (фиг. 2 в) ближайшийимпульс (фиг. 2 г). Аналогичные операциипроделываются блоком 14 временной привязки с приходом импульса Стоп" по втобО 4риодом следования, В настоящем устройс 1 ве, случайность в погрешность измерения вводится за счет операции временной привязки импульсов "Старт" и "Стоп" .к импульсам вспомогательной случайной последовательности. Этим достигается случайное рввновероятноев интервале То распределение положения начала и "конца" сформированных временных интервалов относительно последовательности счетных импульсов.На фиг, 2 ъ, Ь показаны штриховкой возможные временные положения импульсов на выходах блоков 13 и 14, привязки, а на фиг. 2, е положения "начала" и конца временных интервалов. Заполнение временных интервалов производится счет- . ными импульсами с постоянным периодом следованияТ, поэтому в процессе счета импульсов в пачке не возникает погрешности иэ-за накопления дисперсии. Результат единичного измерения может случайным образом изменяться только на +1 счета независимо от длительности измеряемого интервала (фиг. 2 ь). Единственной погрешностью остается случайная погрешность квантования с дисперси,ТгВ йэвестном устройстведисперсия единичного измерения больших интервалов не менее Т, следовательно настоящеегустройство дает как минимум шестикратный выигрьпд по дисперсйи единичного измерения и, следовательно, по дисперсии усредненного результата при одинаковом числе усредняемых пачек импульсов. Настоящее устройство дает также возможность экономии времени измерения по сравнению с известными устройствами при одной и той же погрешности измерения. В предлагаемом устройстве мож. но испольэовать вдвое меныиее число пачек импульсов и получить более точный результат. Двукратное сокращение числа пачек импульсов эквивалентно сокращению в два раза времени получения одного усредненного результата измерения. 3 10355 рому входу, Импульсыс.выходов блоков13 и 14 с рввновероятным в интервале То временным положением используются для формирования последовательности прямо,угольных импульсов случайной влительнос 5 " .ти Эта операция выполняетсяс помошьюфорпФоьателя 3 интервалов времени. Импуль,сы с выхода формирователя 3 открывают селеКтор 4 по первому входу, в по второму входу селектора 4 подается последовательность счетных импульсов с постоянным периодом следования Т (фиг. 2 ж),При этом на выходе селектора 4 образуются пачки со случайным числом счетных импульсов (фиг. 2 з), которые считаются счетчиком 5. Блок 6 усредйения определяет среднее число й импульсов в пачке, и результат измерения Т : Ц Т, индицируется блоком 7 индикации.Вспомогательная последовательность импульсов со случайным периодом следо вания формируется из сигнала генерато- ра 11, имеющего период Тпутем егофаэовой модуляции в фазовом модуляторе 9 шумовым напряжением с генератора 8 шума, Для обеспечения равновероят 25ного в интервале То распределения временного положения импульсов вспомогательной последовательности необходимдостаточно большой индекс шумовой фвзовой модуляции. 30Иэ выходного сигнала фазового моду-.лятора по положительным переходам через нудь Формируютсякороткие импульсы впервом формирователе 1 О импульсов.Периодическая последовательность счез 35ных импульсов твиже формируется из ситнала генератора 11 по положительным переходам через ноль во втором формирователе 12.4 Повышение точности устройства обьясняется тем, что операция введения случайности и операция заполнения временныхинтервалов счетными импульсами выполняются раздельно, в то время как в извес 16ных устройствах обе эти операции выполняются одновременно за счет использования счетных импульсов со случайным пе1038560 2 е Составитель Л. Плетневаедактор Н. Швыдкаа Техред Т,фанта Корректо емчи по делам изо ретенн и открыли 113035, Москва, Ж, Раушская н5830/47 Тираж 411 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССб й й б., д. 4 филиал ППП Патент, г. Жкго ул, Проектны, 4