Рециркуляционный измеритель длительности импульсов

СОЮЗ СОВЕТСНИХШИИНОМюакРЕСПУБЛИК щр С 04 Г 10/04 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТГЮ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯМГ 1 РИ ГКНТ СССР(71) Уральский политехнический институт им. С.И.Кирова(56) Авторское свидетельство СССРВ 708293, кл. Г 04 Г 10/04, 1980.(54) РЕЦИРКУЛЯ 1 ЦЮ 1 НИЙ ИЗИРРИТГЛЬ ДЛИТГЛЬНОСТИ ИИПУЛЬСОВ(57) Изобретение относится к измери, тельной технике и момет быть исполь, 801661715 А 1 2зовано дпя построения цировых измерителей интервалов времени. 1 елью изобретения является увеличение точности измерения, Рециркуляционный измеритель длительности импульсов содержит логический элемент ИЛИ 1, элемент И 2, счетчик 4 числа циркуляций, элемент 5 задержки, В измеритель введены элемент И 3, генератор 6 счетных импульсов, счетчик 7 импульсов, формирователь 8 импульсов. Введение новых элементов и возникновение новых связей приводит к достижению цели изобретения . 2 ил .Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано дпя построения цифровых измерителей интервалов времени,Цель изобретения - повышение точности измерения за счет уменьшенияметодической ошибки.Па Аиг. 1 представлена структурная схема измерителя, на Аиг . 2 -диаграммы, поясняющие работу измерителя.Измеритель содержит логическийэлемент ИЛИ 1, второй вход которогоявляется входом измерителя, а выходсоединен с первым входом логическогоэлемента И 2, выход которого подключен к первому входу логического. элемента И 3, к входу счетчика 4 числациркуляций и через элемент 5 задержки к первому входу элемента ИЛИ 1,другой вход счетчика 4 числа циркуляций соединен с входом устройства, авыход - с вторым входом элемента И 2,второй вход элемента И 3 подключен,к выходу генератора б счетных импуль"сов, а выход элемента И 3 - к входусчетчика 7 импульсов, другой вход которого соединен через Формирователь8 импульсов с входом устройства,Измеритель работает следующим образом,Измеряемый импульс положительнойполярности (Фиг, 2 а) длительностью (,поступает на вход установки счетчика 4, устанавливая его в исходное,состояние, и на формирователь 3, который по переднему фронту измеряемоо сигнала Формирует короткий импульсположительной полярности, поступающийИа вход сброса счетчика 7, устанавли- б 0Вая его каскады в нулевое состояние(Аиг. 2 в),.Одновременно измеряемыйИмпульс поступает на первый вход эле"Мента ИЛИ 1, на втором входе которогов данный момент присутствует сигнал б 5уровня логического "0", ра.зрешающийпрохождение измеряемого импульса навыход элемента ИЛИ 1,С выхода элемента ИЛИ 1 импульспоступает, на первый вход элемента И 2,50на втором входе которого присутствуетсигнал уровня логической "1" (фиг,26)с выхода счетчика 4 (указанный сигналМожет быть получен, например, с инверсного выхода одного из каскадов 55счетчика 4), разрешающий прохождениеимпульса через элемент И 2. Сигналс выхода элемента И 2 задерживаетсяэлементом 5 задержки на время Ф (прилчемо с бо ) и поступает на второй вход элемента ИЛИ 1. Поскольку на пер. вом входе элемента ИЛИ 1 после окончания входного сигнала ок присутствуетлуровень логического "О" то задержанный импульс длительностью 6 появляетк ся на выходе элемента ИЛИ 1Процесс циркуляции измеряемого импульса с периодом повторенияпроисхол дит по замкнутому контуру (элемент ИЛИ 1, элемент И 2, элемент 5 задержки) аналогично описанному выше первому циклу (Фиг, 2 г). Количество циркуляций измеряемого импульса подсчитывается с выхода элемента И 2 счетчиком 4 по заднему фронту циркулирующего импульса. Срыв циркуляций происходит при появлении на втором входе элемента И 2 запирающего уровня (уровня логического "0") с выхода счетчика 4 (лиг. 26) после подсчета заданного числа и циркулирующих импульсов, В процессе циркуляции каждый из сигналов с выхода элемента И 2 поступает на первый вход элемента И 3, на второй вход которого поступают счетные импульсы с генератора б (Фиг. 2 д), Количество счетных импульсов И с периодом Т , совпадающих с циркулирующими импульсами и прошедших на выход элемента И 3 (Аиг, 2 е), фиксируется счетчиком 7, Таким образом, в счетчике 7 после окончания циркуляций запи" сан код, соответствующий суммарному количеству счетных импульсов, что эквивалентно измерению растянутого в и раз интервала ь, При этом, поскольку отсутствует синхронизация между частотой повторения счетных импульсов и частотой циркуляций (определяемой величиной задержки сигнала в элементе 5 задержки), то, во-первых, повторяющиеся парциальные измерения циркули" рующих импульсов можно считать независимыми, во-вторых, на каждый 1-й ( = 1, и) измеряемый импульс циркуляций приходится различНое число (М1 = та или И; = тп + 1) счетных импульсов, отличающееся на 1. Число, записанное в счетчике 7 по окончании цирикуляций, равно М = Е.И . Иатематическое ожидание длительности импульса равноС 1 Р ш Тч +Р (ш+1) Т где Р и Р 1 - вероятности совпадения с измеряемым импульсом ш + 1 счетных импульсов соответственно.5 166 Вероятности Рв и Р 1 определяются. как отношения числа событий к числу Кф Кфиспьгганий; Р = - Р = - где К3 О пВ 1 пвочисло событий; соответствующее совпадению измеряемого интервала 6 с шх счетными импульсами, К - число событий, соответствующее совпадению интервала бх с .ш+1 счетными импульсами. Таким образом,(ьх) = - ш Т + - (ш+1) Тл Ко Ксч счл 1 Тсч+К (ш+1)Если существует необходимость представить результат измерения длительности интервала Ф числом периодов счетных импульсов (с, = В Тс где"лВ - вещественное число), операция деления на и может быть организована переносом десятичной запятой в каскадах десятичного счетчика 7 на 1 разрядов влево при и = 10 , либо,епосле окончания счета, сдвигом содержимого двоичньм разрядов счетчика 7 на 1"разрядов влево при п = 2 . Как следует из (1), длительность интервала представлена нецелым числом периодов счетных импульсов, из чего сле 1715дует, что разрешающая способностьизмерителя значительно меньше периода счетных импульсов, Таким образом,для предлагаемого измерителя возможно измерение временных интервалов Ох,существенно меньших периода счетныхимпульсов Т ,Формула изобретенияРециркуляционный измеритель длительности импульсов, содержащий элемент ИЛИ, второй вход которого является входом устройства, а выход подключен к первому входу элемента И,выход которого соединен с входом счетчика числа циркуляций и через элементзадержки с первым входом элемента ИЛИ, 20 о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью увеличения точности измерения, в него введены генератор счетныхимпульсов, второй элемент И, счетчикимпульсов и Формирователь импульсов, 25 входкоторого соединен с входом устройства, а выход - с входом сбросасчетчика импульсов, счетный вход которого соединен с выходом второго элемента И, второй вход которого подключен к вьмоду генератора счетных импульсов, а первый вход - к выходупервого элемента И, причем второй входсчетчика числа циркуляций соединенс входом устройства, а вьмод - с вторым входом первого элемента И.1661715 Составитель С.КротоваТехред Л.СердакоавКорректо едактор Н Йекма ца СССР В и водственно-издательский комбинат. ",Патент", г.уагород, ул. Гагарина,10 каз 2122 ТираиНИИПИ Государственного комитета по из113035, Москва, Ж,Подписноеретениям и открытияущская наб., д. 4(5