Рециркуляционный измеритель временных интервалов

(19) ( 1) СОЮЗ СОВЕТСНИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ. РЕСПУБЛИК 5 Ц САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ( С ТЕЛЬСТВ орого триггеро ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Авторское свидетельство ССУ 506827, кл. С 04 Р 10/04, 1975.2. Авторское свидетельство СССРУ 581453, кл. С 04 Г 10/04, 1976.(54) (57) РЕЦИРКУЛЯЦИОННЬЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ, содержащий два триггера, первый вход первого из которых подключен к шине старт-импульсов, а прямой и инверсный выходы - к первым входам соответственно первого и второго элементов И, два элемента задержки и первый элемент ИЛИ, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения диапазона измерений в него введены два счетчика и второй и третий элементы ИЛИ, причем выход ервого элемента ИЛИ через перв элемент задержки подключен к второмувходу первого элемента И и к первьквходам второго элемента ИЛИ и второго триггера, выход последнего соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого подключен кпервому входу первого элемента ИЛИ ивторому входу второго элемента И,выход которого через второй элементзадержки подключен к второму входупервого элемента ИЛИ,и непосредственно к входу первого счетчика, вькодкоторого соединен с первым входомтретьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом второго счетчика, а второй вход - с выходом первого элемента И, третий вход второгоэлемента ИЛИ подключен к шине стартимпульсов, шина стоп-импульсов соедииена с вторыми входами первого и1 11575Изобретение относится к радиоизмерительной технике, в частности кустройствам для дискретного измерения временных интервалов.Известен измеритель временных интервалов, позволяющий получать цифровой код, пропорциональный длительности входного интервала, содержащий формирователи старт- и стоп-импульеов, четыре линии задержки, 1 Осемь элементов И, три триггера иэлемент ИЛИ О 1.К недостаткам этого устройстваотносится малый диапазон входных измеряемых интервалов времени, чтосущественно ограничивает область егоприменения, Для увеличения диапазонаизмеряемых интервалов в этом устройстве необходимо использовать линиюзадержки с большим временем задержки 2 О(больше длительности максимально возможного измеряемого интервала), чтоприводит к ухудшению ряда метрологических характеристик измерителя,таких как точность и время измерения.Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является устройство для дискретного измерениявременных интервалов, содержащее ФорЗОмирователи старт- и стоп-импульсов,выходы которых через соответствующиелинии задержки подключены к входуформирователя и к входам двух эле- фментов И соответственно, триггерыуправления и срыва рециркуляции, выход последнего из которых соединенс входом одного из элементов И, выходкоторого подключен к входу элемента ИЛИ, выход которого является выхо40дом устройства и соединен с входомформирователя стоп-импульсов 23 .Однако известное устройство имеетограниченную область применения вследствие узкого диапазона измеряемых45временных интервалов, обусловленноготехнической трудностью создания элементов задержки большой электрической.длины.Цель изобретения - расширение диапазона измерений,56 Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее два триггера, первый зход первого из которых подключен к шине старт-импуль сов, а прямой и инверсный выходык первым .входам соответственно первого и второго элементов И, два элемента 20 2задержки. и первый элемент ИЛИ, введены два счетчика и второй,и третийэлементы ИЛИ, причем выход первого элемента ИЛИ через первый элемент задержки подключен к второму входу первого элемента И и к первым входам второго элемента ИЛИ и второго триггера, выход последнего соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ и второму входу второго элемента И, выход которого через второй элемент задержки подключен к второму входу первого элемента ИЛИ и непосредственно к входу первого счетчика, выход которого соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом второго счетчика, а второй вход - с выходом первого элемента И, третий вход второго элемента ИЛИ подключен к шине старт-импульсов, шина стоп-импульсов соединена с вторыми входами первого и второготриггеров.Сущность изобретения заключается в измерении временного интервала, ограниченного импульсными сигналами "Старт" и "Стоп", путем использования эффекта "ударного" формирования электрической шкалы измерения как основной с ценой деления Т так и вспомогательной шкалы с ценойделения ЬТ, Импульсный сигнал"Старт", соответствующий началу измеряемого интервала, подвергают процессу циркуляции по замкнутому кон-туру с периодом обращения Т, и считают количество целых периодов циркуляции импульса Старт" до окончания измеряемого интервала, т.е. до прихода импульса "Стоп".Это является как бы первым этапом измерения, т.е, сравнивается измеряемый интервал с измерительной шкалой, у которой цена одного деленияВторым этапом измерения являетсяизмерение длительности между предпоследним импульсом обращения и замкнутом контуре и импульсом "Стоп".На этом этапе Формируется измеритель - ная шкала с ценой одного деления А 1, где ЬТ)ТоПредлагаемая организация измерительного процесса позволяет расширить диапазон измеряемых временных интервалов так как в предлагаемом устройстве нет элементов, ограничивающих диапазон входных интервалов, а в и:0этого импульса по замкнутому контуру (злементы 4, 5, 8) происходит анало-; гично (фиг.2 Й .Период циркуляции импульсов в контуре с периодом То равен сумме задержек, создаваемых элементами 4, 5 и 8. В каждом цикле обращения импульс "Старт" через открытый элемент И 6 и элемент ИЛИ 3 поступает на вход счетчика 11.Импульсом "Стоп", свидетельствующим об окончании измеряемого интервала(Фиг.2, д), устанавливается в исходное состояние триггер 2 (Фиг.2 Ь Ъ), выходными напряжениями которого блокируется элемент И 6 и открывается элемент И 7.Таким образом, в момент появленияна входе измерителя импульса Стоп в счетчике 11 будет код1ц С х,о 3 115752 вестном устройстве этот диапазоног- раничен реальной длиной кабельного элемента задержки. Использование для формирования шага квантования элемента задержки с малым временем задержки позволяет существенно повысить точность измерения по сравнению с известным устройством, в котором шаг квантования Формируется с помощью элементов задержки с большим 1 О временем задержки.При этом для формирования основ-. ной и вспомогательной шкал используется только один рециркулятор.На фиг. 1 представлена блок-схема устройства на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие работу уетройства.Рециркуляционный измеритель временных интервалов содержит триггеры 1 и 2, элементы ИЛИ 3-5, элементы И 6 и 7, элементы 8 и 9 задержки, счетчики 10 и 111 дина старт подключена к первому входу триггера 2 и одному из входов элемента 4, другие входы которого соединены с выходом триггера 1 и выходом элемента 8 и входом триггера 1, другой вход которого подключен к шине стоп и одному входу триггера 2,3 О прямой и инверсный выходы которого соединены с входами соответственно элементов И 6 и 7, другой вход элемента И 7 соединен с выходом элемента ИЛИ 4 и входом элемента ИЛИ 5,35 выход которого соединен с входом элемента 8 выход элемента И 7 соединен непосредственно с входом счетчика 10 и через элемент 9 с входом элемента ИЛИ 5 выходы элементов И 6940 и счетчика 10 через элемент 3 подключены к входу счетчика 11.Устройство работает следующим образом. Импульс "Старт", соответствующий 45 началу измеряемого интервала(фиг.2,ц) поступает на вход элемента ИЛИ 4 и первый вход триггера 2.последний устанавливается в такое состояние, при котором блокируется 50 элемент И 7 (сигнал с инверсного выхода триггера 2 (фиг.2,з) и открывается элемент И 6 (сигнал с прямого выхода триггера 2 (Фиг.2,6). С выхода элемента ИЛИ 4 импульс "Старт" через 55 элемент ИЛИ 5 и элемент 8 задержки поступает на второй вход элемента ИЛИ 4. Далее процесс циркуляции Импульс "Стоп" устанавливаеттриггер 1 в единичное состояниеВисходное состояние триггер 1 устанавливается ( +1)-м импульсом "Старт",не совпадающим во времени с измеряемым интервалом. На выходе триггера 1формируется импульсный сигнал(фиг.2,Ь), длительность которого равна -" : Т - Г, где Г - дробная частьотношения /То . Учет этой частипроисходит следующим образом. С выхода триггера 1 импульсный сигнал длительностью , через элемент ИЛИ 4поступает на первый вход элемента ИЛИ 5 непосредственно (Фиг.2,6),а на второй вход элемента ИЛИ 5 -через открытый элемент И 7 и элемент9 задержки (фиг.2,а),Элемент 9 задержки обеспечиваетзадержку сигналов во времени на величину ьТ . На выходе элемента ИЛИ 5формируется импульсный сигнал(ьТ ) , Этот импульс через элемент 8 задержки поступает на входэлемента ИЛИ 4. Далее процесс циркуляции в контуре из элементов 4, 7, 9,5 и 8 происходит до тех пор, покаимпульс обращения не расширится довеличины То . Количество циклов обращения Й подсчитывается счетчиком10 фй - -аТКонечный результат измерения 4 ва.писывается в виде1157520 где 10 иг.2 Составитель П. Плетневаактор Н.Лазаренко ТехредИ.Гергель Коррек Бутя га каз 3368 Тираж 406 В сударственного комитета м изобретений и открыти113 , ква, Ж, Раушская наодписноеР Филиал ППП "Патент", г,ужгород, ул.Проектная ц=М И1Т ьТВ целях сохранения однородностишкалы отсчета величину шага квантования аТ выбирают из условия выполне 5ния равенства ф Дэ ) где- емкость счетчика 10. Такая органиэация измерительного процесса позволяет существенно рас/46 НИИПИ Го по дела 035 Мос ширить диапазон измерения, Теоретически диапазон измерения впредлагаемом устройстве может быть скольугодно велик. Но на практике он ограничивается нижней границей ь" - разрешающая способностьРиспользуемой элементнойбазы и верхней границейМ 8(мТ, где Ю -нестабильность. периода "о .