Цифровой усредняющий измеритель временных интервалов

(19) П 1) 801 10/04 0.4 ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТК АВТОРСМОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. и М СЮ 00 Сию СУДАРСТЩННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(56) Авторское свидетельство СССРУ 928294, кл. С 04 Р 10/04, 1980, .Авторское свидетельство СССРОф 1027693, кл. С 04 Р 1004, 1982.Авторское свидетельство СССРВ 533905, кл, С 04 Р 10/04, 1973.(57) Изобретение относится к.областрадиоизмерительной техники. Цельизобретения - повышение точности измерений. Измеритель содержит стоптриггеры 1 и 7, элементы И 2 и 3,счетчик 4, вспомогательный счетчикэталонный генератор б. Достижениюпоставленной цели способствует введение в устройство блоков 8 и 13 вычитания, блока 9 суммирования, буферных регистров 10 и 1, блока 12синхронизации, включающего триггер 14счетчик 15 и дешифратор 1 б, и образование новых связей между элементами устройства, 1 з.п.,ф-лы, 1 нл.1 12380Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может,в частности, использоваться в системах автоматического измерения временных интервалов,Цель изобретения - повышение точности .измерений.На чертеже представлена функциональная схема измерителя,Измеритель содержит стоп-триггер 1,1 Оэлементы И 2.и 3, счетчик 4 вспомо. гательный счетчик 5, эталонный генератор 6, старт-триггер 7, блок 8вычитания, блок 9 суммирования, буферные регистры 10 и 11, блок 12синхронизации, блок 13 вычитания.Блок 12 синхронизации содержиттриггер 14, счетчик 15 и дешифратор 16,Измеритель содержит. последователь Оно соединенные стоп-триггер 1, первый элемент И 2 и вспомогательныйсчетчик 5, последовательно соединенные старт-триггер 7, второй.элемент И 3 и счетчик 4, эталонныйгенератор 6, выход которого соединен с вторыми входами первого элемента И 2 и второго элемента И 3,причем К-входы триггеров 1 и 7 соответственно являются стоп- и старт 30входами измерителя, а выход переполнения вспомогательного счетчика 5соединен с 8-входами триггеров 7 и 1,последовательно соединенные первыйбпок 8 вычитания, блок 9 суммирования й первый буферный регистр 10,второй блок 13 вычитания, второй буферный регистр 11, блок 12 синхронизации, причем вход запуска блока 12синхронизации соединен с выходом пе-Реполнения вспомогательного счетчика 5, тактовый вход блока. 12 синхро низации соединен с выходом эталонного генератора 6, первый выход блока 12 синхронизации соединен с входами записи первого буферного регистра. 10 и второго буферного регистра 11, а второй выход блока 12 синхронизации соединен с К-входом счетчика, причем 0 выходов первого буферного регистра 10 соединены с соот- оветствующими входами блока 9 суммирования, а М выходов старших разрядов первого буферного регистра 10соединены с соответствующими входами первого 8 и второго 13 блоков вычитания, причем выходы счетчика 4 соединены с соответствующими входамипервого блока 8 вычитания, информа-. 19 2ционные входы. второго буферного регистра 11 соединены с выходами вспомогательного счетчика 5, причем выходы второго буферного регистра 11 соединены с соответствующими входамн второго блока 13 вычитания, выход второго блока 13 вычитания является выходом измерителя. Кроме того, блок 12 синхронизации содержит последовательно соединенные триггер 14, счетчик 15 и дешифратор 16, первый выход которого является первым выходом блока 12 синхронизации и соединен с входами записи первого 10 и второго 11 буферных регистров, второй выход дешифратора 16 является вторым выходом блока 12 синхронизации и соединен с К-входом счетчика 4, третий выход дешифратора 16 соединен с 8- входом триггера 14, К-вход триггера 14 является входом запуска блока 12 синхронизации и соединен с выходом переполнения вспомогательного .счетчика 5, счетный вход счетчика 15 является тактовым входом блока 12 синхронизации и соединен с выходом эталонного генератора 6.Измеритель работает следующим образом.С поступлением на К-вход триггера 7 импульса старт-триггер 7 устанавливается в состояние "1" и импульсы с периодом следования Т, с эталонного генератора 6 через второй элемент И 3 поступают на вход счетчика 4. С поступлением на К-вход триггера 1 импульса стоп-триггер 1 устанавливается в состояние "1" и импульсы с периодом следования Та с эталонного генератора 6 через первый элемент И 2 поступают на вход вспомогательного счетчика 5, объем которого равен ш. Когда выходы вспомогательного счетчика 5 устанавливаются в состояние "1", с выхода переполнения вспомогательного счетчика 5 на 8-входы триггеров 7 и 1 поступает импульс и триггеры 7 и 1 устанавливаются в состояние "0", закрывая первый 2 и второй 3 элементы И. Таким образом, на выходах счетчика 4 формируется двоичный код, соответствующий измеряемому интервалумежду фронтами импульсов "старт" и "стоп", увеличенному на величину шТ,. Таким образом, добавление шпериодов следования импульсов эталонного генератора 6 к измеряемому временному интервалу позволяет измерять временной8019 4код, соответствующий временному интервалу шТ, с вспомогательного счетчика 5 поступает на информационныевходы второго буферного регистра 11,и с поступлением импульса записи, формируемого блоком 12 синхронизации,на вход записи переписывается на выходы второго буферного регистра 1 1.Запись в буферные регистры 10 и 11производится после окончания счетасчетчиков 5 и 4, когда на выходахсчетчика 4 сформируется код Х. С выходов второго буферного регистра1 код, соответствующий интервалу шТ, поступает на вычитающие входывторого блока 13 вычитания, на другие входы блока 13 вычитания с М старших выходов первого буферного регистра 10 подается код У . С выходов блока .13 вычитания снимается код . измеренного временного интервала. Импульсом, формйруемым в блоке 12 синхронизации, поступающим на вход обнуления счетчика 4, счетчик 4 устанавливается в нулевое состояние, и измеритель готов к измерению временного интервала в следующем периоде повторения, в котором код К,У; автоматически становится кодом К,7Блок 12 синхронизации, формирующий импульсы записи и обнуления, работает следующим образом. С поступлением на К-вход триггера 14 импульса переполнения вспомогательного счетчика 5 триггер 14 устанавливается в состояние "0" и дает разрешение на счет счетчику 15. На счетный вход счетчика 15 поступают импульсы эталонногогенератора 6, Выходы счетчика 15 подключены к входам дешифратора 16, у которого в зависимости от входногокода на выходах поочередно появляются импульсы, сдвинутые по времени, первый относительно импульса переполнения счетчика 5, а каждый следующий относительно предыцущего, на длительность импульса эталонного генератора 6. Первым импульсом производится запись,в буферные регистры 10 и 11, вторым импульсом производится обнуление счетчика 4, а последним импульсом триггера 14 переводится в состояние "1", и счетчик 15 обнуляется. После чего цикл повторяется. Данное уравнение эквивалентно уравнению цифрового фильтра первого порядка:Х -Уу - у +а М а ему, 1к фогде У, - код измеренного временногоинтервала в текущем периодеповторения на выходе первого буферного регистра 10; 15У;., - код измеренного временногоинтервала в предыдущем периоде повторения на выходе первого буферного регистра 10;Х - код измеряемого временного 20интервала в текущем периодеповторения на входе первогоблока вычитания 8;К, - коэффициент, определяющийвремя усреднения. 25 10 30 з 123 интервал, меньший разрешающей способности элемента И. Усреднение измеряемого временного интервала осуществляется по следующему алгоритму:К 7, =К Т +(Х,-У. )Код Х., содержащий М двоичных разрядов, со счетчика 4 поступает на соответствующие входы первого блока 8 вычитания, на другие входы которого подается код Ъ; с М выходов старших разрядов первого буферного регистра 10, С выходов первого блока 8 вычитания код разности (Х,. - У;, ) поступает на соответствующие входы бло-35 ка 9 суммирования, который производит операцию суммирования кодов (Х.,-У ) и К.У Код К,Уснимаемый с выходов блока 9 суммирования и имеющий Я разрядов, подается 40 .на информационные входы первого буферного регистра 1 О.С поступлениемна, вход записипервого буферногорегистра 10 импульсазаписи,формируемого блоком 12 синхронизации, этот код пере писывается на выходы первого буферного регистра, Умножение кода У на ко 1эффициент К,=2 осуществляется сдвигом разрядной сетки на а разрядов, что приводит к увеличению разряднос ти блока 9 суммирования и первого .буферного регистра 10. Для получения истинного результата измерения необходимонз измеренного временного интервала, которому соответствует код 55 У вычесть временной интервал шТ на который был увеличен измеряемый интервал перед усреднением. Поэтому. Формула изобретения 1. Цифровой усредняющий измеритель временных интервалов, содержащий стоп1238019 Составитель Л.ПпетневаРедактор И.Дыпын ТехредО.Гортвай Корректор С.Черни Заказ 3288/47 Тираж 398 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, 3-. 35, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 триггер, К-вход которого является стоп-входом измерителя, а выход соединен с первым входом первого элемента И, старт-триггер, К-вход которого является старт-входом измерителя, а выход. подключен к первому входу второго элемента И, выход которого соединен со счетным входом счетчика, выход эталонного генератора соединен 1 О с вторыми входами первого.и второго элементов И, выход первого элемента И подключен к счетному входу вспомогательного счетчика, выход переполнения которого соединен с 8-входа ми стоп- и старт-триггеров, о т л и" ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения временных.интервалов, в измеритель введены два блока вычитания, блок суммирова О ния, два буферных регистра и блок синхронизации, причем вход запуска блока синхронизации соединен с выходом переполнения вспомогательного Счетчика, тактовый вход бпока синхро низации соединен с выходом эталонного генератора, первый выход блока синхронизации соединен с входами записи первого и второго буферных ре,гистров, а второй выход - с К-входом ЗО счетчика, причем Я выходов первого буферногорегистра соединены с первой группой входов блока суммирования,и вторая группа входов которого подключена к И-выходам первого блока вычитания, а М выходов старших разрядовпервого буферного регистра соединеныс первыми группами входов первого ивторого .блоков вычитания, причем выходы счетчика соединены с второй группой входов первого блока вычитания,выходы вспомогательного счетчикасоединены с информационными входамивторого буферного регистра, выходыкоторого соединены с второй группойвходов второго блока вычитания, выход которого является выходом измерителя, выходы сумматора подключенык информационным входам первого буферного регистра. 2. Измеритель по п. 1, о т л ич а ю, щ и й с я тем, что блок .синхронизации;содержит триггер, счетчик и дешифраторпервый и второй выходы которого являются соответственно первым и вторым выходами блока, третий выход дешифратора соединен с 8-входом триггера, К-вход которого является входом запуска блока, а выход подключен к Е-входу счетчика, счетный вход которого является тактовым входом блока, а выходы разрядов соединены с соответствующими входами дешифратора.