Цифровой измеритель отношения двух временных интервалов

СОЮЗ СОВЕТСНИСОЦИАЛИСТ ЕСНИ 8630 А РЕСПУБОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ ИПРИ ГННТ СССР Я ОБ ОПИСА ВТОРСНОМУСВИД рителейалов, Изме 14 счетных отнош рител импул етыре элект 4 опорного усилитель 13,ки-хране оннь СРО,Н 1 И а компнияеенн вления, врепдк 16 им 3 импуль(57) Изобретение отельной технике и в, формирователи илп осится к и ожет быть и мери- польчей являютие относится к элек ьной технике и може и разрядного клустройстваатком измерителячная точность, и Изобрете иоизмерителзарядногося входамиНедост овано при построени отношений временньх яетс быть испол измерителе с кол ькут пульсантередост ходное напр 1 ии, вызванны твием зарядн Наиболее балов жение содер неодноврем и и разряди лизким к заянным деий цепей.вляемому Известен измеритель отношения вре менных интервалов, содержагий генера тор постоянного тока, зарядный ключ, усилитель постоянного тока, накопиот конденсатор, разряднь й резистор, причем не олюс генератора посто и клю эазем ых и рвалов, соде оянного тока каши кондени дополн тельны ремеене зряд нный ратор пос ор, эарядн ьный ключи нногоктом разрядньи одновибрато ватель напр тока соединензарядного ключ средним кон первый конт р, интегряжение к тор и преоток. тел соединен с входом ного тока, одной ельного конденса разрядного рези а накопительного усил обкладторогопос тоян ои Метод и ерения отношения Т 1ов - и устройств Т мен ора и н накопивыводобклад ототора о ьх инте конд ител сато пост е закл тся в том в течение то эаремени конта онтак в нно тока и одним изключа, второй конденсато Т(1+1) об компенсиру ние времен к рядног рого с аэцовю током тся его раэря Т(з.+1) токо ол единен с друг резистора, а выводо оды у ом в тече- соэдаваавл ения дног(54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРДВУХ ВРЕМЕНЕПБ ИНТЕ соединена с выходом Ке 32М,В.Власовтельство СС23/02, 198ТЕЛЬ ОТНОЕВАЛОВ о при построении иэг ений. временных интер ь содержит генераторьсов, интегратор 9,х ключа 5-8, источнижения, инвертирую 1 ийратор 10, блоки выбо1 и 12, блок 2 уирай селектор 15, счет сится измеритель отношения дв30 4с входом электронного ключа 6, Первый,второй, третий, шестой выходы блока 2управления соединены соответственнос управляющими входами электронныхключей 5-8, четвертый и пятый выходыблока 2 управления соединены соответственно с управляющими входами блоков11 и 12 выборки-хранения, Выход компаратора 10 соединен с четвертымвходом блока 2 управления. Генератор14 счетных импульсов соединен с входомвременного селектора 15, чей управляющий вход соединен с седьмым выходомблока 2 управления, а выход - с входом счетчика 16, выход которого соединен с третьим входом блока 2 управления.Устройство работает следующим образом.Формирователи импульсов 1 и 3 вырабатывают импульсы, длительности которых разны соответственно Ти ТЯ еУстройство имеет четыре рабочихтактаВ течение первого такта, кото-.рый начинается с приходом импульсас выхода формирователя 1 импульсовна первый вход блока 2 управления,последний": на выходе 1 вырабатываетсяимпульс, открывающий ключ 5. На входинтегратора 9 поступает постоянноенапряжение Цо с источника 4. По заднему фронту импульса, приходящемус формирователя импульсов 1, блок 2управления закрывает электронныйключ 5. Интегратор 9 зарядится донапряженият,10 я, =0 Дс=- - Ц Т О)- постоянная времени интегратора 9;Т - период исследуемого сигнала на входе формирователя 1 импульсов,По окончании первого такта блок 2управления вырабатывает импульс,разрешающий запись напряжения Оият,в блок 12 выборки-хранейия. По окон,чании записи блок 2 управления выра-батывает импульс, замыкающий ключ 8,производя тем самым сброс интегратора,В течение второго такта, которыйначинается с приходом импульса с выхода формирователя импульсов 3 навторой вход блока 2 управления, по 17586 гойи преобразователем напряжениеток. Этот измеритель представляетсобой импульсную следящую системуавтоматического регулирования, входи выход которой соединен с конденсатором и в состав которой входят дополнительный ключ, интегратор, преобразователь напряжение - ток,К недостатку такого измерителя 10следует отнести невысокое быстродействие, обусловленное тем, что времяпереходного процесса, который начинается в момент подачи сигнала Ти заканчивается через время Т(1+1) 15оказывается слишком велико, чтоособенно заметно в области низкихчастот.Цель изобретения - повышение быстродействия измерителя в области низких частот.Цель достигается тем, что в предлагаемом устрочстве происходит преобразование интервалов времени, соответствующих значениям Т 1 и Т в постоянное напряжение с последующим нахождением отношения этих напряженийв блоке деления, который представляет собой ОЦП двойного интегрирования.На чертеже приведена структурная 30схема измерителя.Устройство содержит формирователи1 и 3 импульсов, источник 14 опорного напряжения, электронные ключи 5-8,интегратор 9, инвертирующий усилитель 13, компаратор 10 блоки 11 и 1235выборки-хранения, блок 2 управления,генератор 14 счетных импульсов, временной селектор 15, счетчик 16.Первый вход измерителя через последовательно соединенный формирователь импульсов 1 соединен с первымвходом блока 2 управления, второйвход устройства через последовательно соединенное формирующее устройство3 соединен с вторым входом блока 24управления. Источник 4 опорного на. пряжения соединен с входом электронного ключа 5, выход которого соединенс точкой, объединяющей выходы элект 5 Оронных ключей 6-8 и вход интегратора 9.Выход интегратора 9 объединяет входы:электронного ключа 8, компаратоРа 10,блоков 11 и 12 выборки-хранения. Выход устройства 11 выборки-хранениясоединен с входом электронного ключаВыход блока 12 выборки-хранениясоединен с входом инвертирующего усилителя 13, выход которого соединен1758 Г ЗО 6на четвертый вход блока . . ,пан.ч.и ,Последний на выходе 7 вь 1 ра(атил 1 ет импульс, запрещаюгпй нрохокление сс тнс жимпульсов с генератора 14 через селектор 15 на вход счетчика 16,Таким образом 1 иит и 31величинеТу следи й на выходе 1 вырабатываетимпульс, открывающий ключ 5, На входинтегратора 9 поступает постоянноенапряжение с источника 4, По заднемуфронту импульса, приходящему с Формирователя импульсов 3, блок 2 управления закрывает электронный ключ 5,Интегратор 9 зарядится до напряжения21 Оогде У - напряжение интегратора поинтсле второго такта;Т - период исследуемого сигна2ла на входе формирователя3 импульсов.По окончании второго такта блок 2управления вырабатывает имцульс,разрешающий запись напряжения Би20в блок 11 выборки-хранения. По окойчании записи блок 2 управления вырабатывает импульс, замыкающий электронный ключ 8, производя тем самымсброс интегратора 925В начале третьего такта блок 2управления открывает электронныйключ б и на вход 1:тегратора 9 поступает напряжение с иввертирующего уси- .лителя 13, В этот же момент открывается временной селектор 15 и на входсчетчика 1 б разрешается прохождениесчетных импульсов с генератора 14.В момент, когда счетчик 15 переполнится, третий такт закончитсяи интегратор 9 зарядится до напряже 35ния П иихф,Т40где д - выходное напряжение интегиитэратора после третьего тактаК - коэффициент передачи инвертирующего усилителя 131- длительность третьего453тактаЗнак "-" под знаком интеграла . равенства 3 показывает, что усилитель 13 инвертирует сигнал, 50С началом четвертого такта интегрирования замкнут электронный ключ 7 на вход интегратора 9 поступает напря жение с выхода блока 11 выборки-хранения, Конденсатор интегратора разря жается в момент, когда выходное напряжение станет равным 0 (Пии+ + У 4 нт 4 = 0), на выходе комиаратора 10 вырабатывается импульс, поступающий Зная, что временные интервалы С и г. заполняются счетными импульсами генератор 14 с частотой Г , то: где И И - число импульсов соответственно в третьем ичетвертом тактах интегрирования,Решая (4) относительно сПиитс =-К с, (6)4 П ИнтаС учетом (1), (2), (5): Выходной код М будет пропорционален Формула изобретения Цифровой измеритель отношения, двух временных интервалов, содержащий генератор счетных импульсов, интегратор, электронный ключ, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия измерителя в области низких частот, в него введены два Формирователя импульсов, источник опорного напряжения, три электронных ключа, инвертирующий усилитель, компаратор, два блока выборки-хранения, блок управления, временной селектор, счетчик импульсов, причем первый вход устройства через первый формирователь импульсов соединен с первым входом блока управления, второй вход устройства через второй формирователь импульсов соединен со вторым входом блока управления, источник опорного напряжения соеди" нен с первым входом первого электронного ключа, выход которого соединен1758630 Составитель В.Аванесоведактор Е.Егорова Техред ИЛоргентал орректор А,Ворови Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужго Гагарина с выходами второго и третьего элект;.ронных ключей, соответственно, с пер-вым входом четвертого электронногоключа и с входом интегратора, выход которого содеинен с выходом четвертого электронного ключа, с входом компаратора, с первыми входами блоков выборки-хранение, соответственно, выход первого блока выборки-хране О ние соединен с первым входом третьего электронного ключа, выход второго блока выборки-хранение соединен со входом инвертируюцего усилителя, вы" ход которого подключен к первому 15 входу первого электронного ключа, первый, второй, третий, цестой выхоакаэ 3000 ТиражНИИПИ Государственного комитета по113035, Иосква, Жды Ьлока управления соединены со нторыми входами первого, второго, третьего ключей, соответственно, четвертыйи пятый выходы блока управления соединены, соответственно, со вторыми входами первого и второго блоков выборкихранения, выход компаратора соединенс четвертым входом блока управления,генератор счетных импульсов соединенс первым входом временного селектораУуправляющий вход которого соединенс седьмым входом блока управления,а выход временного селектора соединен со входом счетчика импульсов, выход которого соединен с третьим вхо 1 ом блока управления,Подписноеобретениям и открытиям при ГКНТ ССРаушская наб., д. 4/5