Измеритель временных интервалов

(51)5 6 04 Г 10/О ИСАНИЕ ИЗОБРЕТ Я ВТОРС У СВИДЕТЕЛЬС ельский институт их проблем им. ан, А.Г.Кучинский Рство ССС /04, 1987 МЕННЫХ ИНТЕР я к измерительспользовано для о и ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(57) Изобретение относной технике и может быт измерения интервалов времени, Целью изобретения является повышение быстродействия измерителя и упрощение конструкции, Измеритель временных интервалов содержит генератор 1 импульсов, ключи 2 грубого и точного 3 измерения; селектор 4 счетных мпульсов, преобразователь 5 масштаба времени, линию 6 задержки, триггеры 8, 10, элементы ИЛИ 9, 11, счетчики 12 точного и грубого 13 измерения. ПреобраЗователь 5 масштаба времени содержит элемент ИЛИ 14, триггер 15, блок 16 заряда-разряда, формирователь 17 импуль-сов. Введение в устройство элемента 2-2 ИИЛИ 7 и образование новых связей позволяет Б достичь цель изобретения. 2 ил.5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения интервалов времени в локации, спектроскопии, физике быстропротекающих процессов и высоких энергий,Цель изобретения - повышение быстродействия измерителя временных интервалов и упрощение конструкции за счет исключения из цикла преобразования постоянного пьедестала, пропорционального двум периодам счетных импульсов эталонного генератора,На фиг, 1 представлена структурная схема измерителя временных интервалов; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы,Выход генератора 1 импульсов подключен к первым входам ключей грубого 2 и 3 точного измерений и селектора 4 счетных импульсов, выход которого соединен с первым входом преобразователя 5 масштаба времени, первым входом и через линию 6 задержки четвертым входом элемента 2-2 ИИЛИ 7, второй и третий входы которого соединены соответственно с инверсным и прямым выходами триггера 8, вход которого подключен к вторым входам селектора 4 счетных импульсов, преобразователя 5 масштаба времени и к выходу элемента ИЛИ 9, первый и второй входы которого подключены соответственно к шинам старт- и стопимпульсов, выход элемента 2-2 И-ИЛИ 7 соединен с входом триггера 10, выход которого соединен с вторым входом ключа 2 грубого измерения, выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ 11, второй вход которого соединен с выходом старшего разряда счетчика 12 точного измерения, а выход соединен с входом счетчика 13 грубого измерения, вход счетчика 12 точного измерения подключен к выходу ключа 3 точного измерения, второй вход которого соединен с выходом преобразователя 5 масштаба времени.Кроме того, в преобразователе 5 масштаба времени первый и второй входы подключены к соответствующим входам элемента ИЛИ 14, выход которого соединен с входом триггера 15, выход которого соединен с входом блока 16 заряда-разряда, выход которого подлючен к входу формирователя 11 импульсов, выход которого является выходом преобразователя 5 масштаба времени,Устройство работает следующим образом,В исходном состоянии триггеры 10, 8 и 15 и счетчики 13 и 12 грубого и точного измерения установлены в нуль. Ключ 2 грубого измерения удерживается триггером 10, а ключ 3 точного измерения - формирователем 17 в закрытом состоянии, В блоке 16 заряда-разряда начальный потенциал равен Оо = Кто, где К - коэффициент время- амплитудного преобразования: г, период счетных импульсов генератора 1.Импульс "Старт" проходит через элемент ИЛИ 9 (фиг. 2 а), устанавливает по фронту импульса триггер 8 (фиг. 2 в), через элемент ИЛИ 14 устанавливает в единичное состояние триггер 15 (фиг. 2 и), по выходному потенциалу которого блок 16 заряда-разряда начинает осуществлять преобразование интервала времени в амплитуду (фиг. 2 д) и поступает на вход селектора 4 и-го счетного импульса (в данном случае и = 2). Второй после старт-импульса счетный импульс генератора 1 (фиг. 2 г, д) с выхода селектора 4 счетных импульсов через элемент ИЛ И 14 сбрасывает триггер 15, прекращая процесс преобразования, и переводит блок 16 заряда-разряда в режим хранения (фиг. 2 л). Этот же импульс поступает на первый вход и через линию 6 задержки - на четвертый вход элемента 2-2 И-ИЛИ 7, на третий и второй входы этого элемента поступают соответственно разрешающий и запрещающий потенциалы с выходов триггера 8, Поэтому на выход элемента 2-2 И-ИЛИ 7 проходит задержанный на время тз линией 6 задержки импульс (фиг. 2 е), который устанавливает триггер 10 в единичное состояние (фиг, 2 з), разрешая прохождение через ключ 2 грубого измерения и элемент ИЛИ 11 на вход счетчика 13 грубого измерения счетных импульсов с генератора 1, Электрическая длина линии 6 задержки равна тз то . Она предназначена для исключения первого после выделенного селектором 4 счетных импульсов счетного импульса (фиг. 2 е),Импульс "Стоп" проходит через элементы ИЛИ 9 (фиг. 2 б), сбрасывается триггер 8, через элемент ИЛИ 14 устанавливает триггер 15 в единичное состояние, начиная процесс преобразования временного интервала в амплитуду в блоке 16 заряда- разряда, но с обратным знаком (фиг. 2 л), и поступает на вход селектора 4 счетных импульсов. Второй после стоп-импульса счетный импульс генератора 1(фиг. 2 е) с выхода селектора 4 счетных импульсов через элемент ИЛИ 14 сбрасывает триггер 15, прекращая преобразование блоком 16 заряда-разряда времени в амплитуду и начиная преобразования амплитуды во временной интервал. Тот же сигнал с выхода селектора 4 счетных импульсов поступает также на входы элемента 2-2 И-ИЛИ 7, но в этом случае через него пройдет незадержанный линией 6 задержки импульс, который сбросит триггер 10, закрывая тем самым ключ 2 грубого измерения и прекращая прохождение счетных импульсов на вход счетчика 13 грубого измерения (фиг. 2 к). Сигнал пилообразной формы с выхода блока 16 поступает на вход формирователя 17 импульсов (расширенного интервала времени), который осуществляет преобразование входного сигнала в . импульс прямоугольной формы длительностью(К+ 1)к М(т 1 + тг ) (фиг. 2 м), где (т 1 + тг ). - сумма зон неопределенностей между старт- и стоп-импульсами и последующими импульсами. С выхода формирователя 17 импульс открывает ключ 3 точного измерения для пропускания счетных импульсов генератора 1 на вход счетчика 12 точного измерения емкостью (К + 1) то (фиг. 2 н). Если (К + 1 с х(т 1 + тг )(К+ 1) то, то по переполнению счетчика 12 точного измерения он через элемент ИЛИ 11 добавит в счетчик 13 грубого измерения один импульс.Измеряемый интервал времени Ти в измерителе представляется в виде суммы интервалов времени игр и 1 точ = (т 1 + тг) . В измерителе функционирование такое, что на втором этапе преобразования амплитуда - время преобразуется только амплитуда, эквивалентная сумме зон неопределенностей между старт-импульсом и первым следующим счетным импульсом истоп-импульсом и предыдущим стоп-импульсом, т.е, в блоке 16 заряда-разряда происходит автоматическое вычитание дополнительного пьедесталаравного (К + +1)2 то, Следовательно, по сравнению с прототипом время преобразования точного кода определяется следующим образом.В предлагаемом решении время Т, необходимое для преобразования суммарного интервала интерполяции, изменяется 04 Тп(К+ 1)2 то и в среднем равно Тп а. (К+1) т,.Для прототипа в первом случае, если (К+ 1)114 Ти, то (К+ 1) то 4 Тп 4 (К+ 1)2 то и в среднем Тп и 1,5(К+ 1) то, во втором случае, если (К+ 1)11 ф Ти, то(К+1)И Тп 4 (К+ +1)(т 1+тг), гдет 1 = (т 1 +;то); 1 г= (т 1+то,), тогда(К+1) тФТп 4(К+1)4 то, или в среднем 5 Тп2,5 то (К + 1), т.е. в предлагаемом измерителе время преобразования уменьшается в зависимости от измеряемого временного интервала в 1,5 - 2,5 раз или в. среднем в 2 раза.ф о р мул а изобретен ия Измеритель временных интервалов, содержащий генератор счетных импульсов, выход которого соединен с первыми входами ключей грубого и точного измерений и селектора счетных импульсов, счетчик грубого измерения, счетчик точного измерения, вход которого соединен с выходом ключа точного измерения, второй вход которого подключен к выходу преобразователя .0 масштаба времени, первый триггер, выходкоторого соединен с вторым входом ключа грубого измерения, первый элемент ИЛИ, выход которого подключен к входу второго триггера, а входы соединены с соответству ющими шинами старт- и стоп-импульсов, линию задержки и второй элемент ИЛИ, о тличающийся тем,что,сцелью повышения быстродействия и упрощения конструкции, в него введен элемент 2-2 ИИЛИ, выход которого подключен к входу .первого триггера, первый вход соединен с четвертым входом через линию задержки и подключен к выходу селектора счетных импульсов и первому входу преобразователя масштаба времени, второй вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ и вторым входом селектора счетных импульсов, второй и третий входы элемента 2-2 ИИЛИ соответственно подключены к 30 инверсному и прямому входам второго триггера, выход ключа грубого измерения соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом старшего разряда счетчика точного 35 измерения, а выход подключен к входу счетчика грубого измерения..Гирняк орре Заказ 1845 Тираж 278 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открыт 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5