Цифровой калибратор временных интервалов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛисТИНЕСКихРЕСПУБЛИК он 5( ) нн ОО 79 л С 1 04 Г 10/06 ИЕ ИЗОБРЕТЕ К АВТОР 2(57) Использование, в измерительной ке, при прецизионных измерениях в ных интервалов. Сущность изобре цифровой калибратор временных ин лов содержит два канала, каждый и рых состоит из генератора 1 опо напряжения, делителей 2 и 5 частот линий задержки 3, 8, двух схем совпа 4, 6, формирователя 7 импульсов, выхо формирователя 9, схемы управления ил,осковского эиер торов, А,А. Мак ство СССР 6. 1974, РАТОР ВРЕМЕНя ного 1 О. 2 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(71) Смоленский Филиалгетицеского института(54) ЦИФРОВОИ КАЛИБНЫХ ИНТЕРВАЛОВ техни- рементения: терваз которного ы, двух20 Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение при прецизионных измерениях временных интервалов,Наиболее бпизклм техническим решг: - нием к предлагаемому является устройство, содержащее опорный генератор и два канала-кольца импульсно-фазовой подстройки частоты, каждое из которых содержит импульсно-фазовый детектор, запоминающее усройство, регулируемый источник калиброванного постоянного напряжения, подстраиваемый генератор, формирующее устройство,Недостатком известного устройства является относительно низкая точность задания врсмеццых интервалов, обусловленная и осцавцом собственной нестабильностью импульсно-фазовых детекторов, запамицаощих устройств, источника калиброванного напряжения и подстраиваемых генераторов, Наличие цепи импульсно-фазовой подстройки частоты не способно полностью нейтрализовать фазовые нестабильности указанных узлов,Целью изобретения является повьш 1 ение очности задания временных интервалов за счет спикения фазовой нестабильности,Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее опорный генератор, выход которого подключен к двум идентичным каналам формирования опорных импульсов, каждый лз которых содержит делитель частоты и выходной формирователь импульсов, В каждый из каналов Введены второй делитель чьстаты, первая и вторая линии задержки, первая и вторая схемы совпадения, формирователь длительности, схема управления, причем один из выходов первого делителя частоты через первую линию задержки подключен к одному из входов первой схемы совпадения, а другой вь,хад через второй делитель частоты подключен ко второму входу первой схемы совпадения, выход которой соединен с первым входом Второй схемы совпадения, второй вход которой подкл,ачен к выходу формирователя длительности, вход которого через вторую пинию задержки подключен к выходу гпарного генератора, а выход второй схемы совпадения подключен ко входу вцходного формирователя импульсов, причем входы управления режимами работы и информационные входы параллельной загрузки делителей частоты обоих каналов подключен к выходам схемы управления, вход кагорой г 1 одкпючен к выходу опорного генератора. 30 35 40 45 50 55 Такое построение каждого кацапа калибратора позволяет повысить точность формирования временного интервала за счетустранения фазовых нестабильностей в каналах формирования временных сдвигов, поскольку в предлагаемом устройстве фазовые нестабильности выходных сигналов определяются практически нестабильностью частоты лишь огюрного генератора, так как величины фазовых нестабильностей узлов формирования временного сдвига, содеркащих делители частоты, порвуо линию задеркки и первую схему совпадеция це влилот на вели чину фазовой нестабильности выходного сигнала, э лишь подготавпивакт временные ворота дпя его следования,На фиг.1 паиведеца функциональная схема предлагаемого калибратора; ца фиг,2 - временные диаграммы его работы,Цифровой калибратор временных интервалов содержит генератор 1 опорного напряжения, подкпоченный к двум кацапам формирования опорных импульсов, каждый из которых содержит первый делитель 2 частаты, первый вход которого через первую линило задержки 3 подклочен к первому входу первой схемы совпадения 4, а второй выход через второй делитель 5 подключен к второму входу первой схемы совпадения 4, ьыход которой подключен к первому входу Второй схемы совпадения б, второй вход которой подключен к выходу формирователя 7 длительности, вход которого через пицию задеркки 8 подключен к выходу опорного генератора 1, Выход второй схемы совпадения б подкл очен к входу выходного формирователя 9, к управляющим входам и информационным входам параллельной загрузки делителей частоты подключены выходы схемы управления 10, вход которой подключен к выходу опорного генератора 1,Калибратор работает следуощим образом. Сигналы Высокой частоты с выхода опорного генератора 1 формируотся с помощью формирователя 7 длительности, Эти сигналы поступают через схему совпадения 6 и вьиодной формирователь 9 в нагрузку лишь в случае, если имеется сигнал разрешения на втором входе схемы совпадения б, Формирование сигнала разрешения осуществляется с помощью злементов 2-5, Нри атом делители 2, 5 осуществляют понижение частоты опорного генератора 1 до необ. ходимой величины, делитель 2 вместе с линией задержки 3 обеспечивает наамиаование длительностл сигнала разрешения для схемы совпадения б и необходимый временной сдвиг этого сигнала, В качестве первого выхода дслитепя 2 частоты используется один из промежуточных ин 780079формационных выходов. длительность сигнала на котором удовлетворяет предъявляемым требованиям к длительности временных ворот. Это оказывается возможным поскольку длительность выходных сигналов, а значит и длительность временных ворот, целесообразно выбирать о диапазоне десятков нс. что вполне достаточно для работы с цифрооыми схемами ЭСЛ. Использование этих схем наиболее выгодно при построении прецизионных калибраторов временных интервалов. Длительность калиброванных временных интервалов задается путем программирования делителей частоты с помощью специальной схемы управления, которая обеспечивает загрузку в делители частоты соответствующего двоичного кода. Схема управления может быть реализована в расчете на осуществления "ручного" управления или на управление с применением ЭВМ. Воэможность управления калибратором с помощью ЭВМ существенно расширяет область его применения и повышает эффективность его работы о связи с существенным сокращением времени его перепрограммирования. Предложенное построение устраняет влияние узлов формирования временной задержки на стабильность следования выходных сигналов. При этом относительная нестабильность формирования на выходе схемы временного интервала может быть оценена по соотношению и.-= и +и,;+с. +о. +а 2 2 2 2 2 ) з %где Ър Ъ% (ус . О случайные погрешности соответственно узлов 1, 8, 7, 6, 9, Величина относительной случайной погрешности, связанная с нестабильностью опорного генератора в случае использования кварцевого резонатора составляет 10 - 10 . Величины случайной фаэовой неста 7бильности цифровых синхронных элементов схемы задержки 8 и формирователя 7 длительности, а также схемы сравнения б и выходного формирователя могут быть оценены по соотношению о 25 = (1 - 5) 10-3 азад/Ти где 1 зад - среднее время задержки для цифровых схем данной серии; 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Ти - длительность формируемого интервала;+ (1 5) 10 зад 8 т,КоэФфициент 8 учитывает количество узлов - источников фазовой нестабильности в обоих каналах калибратора. При реализации устройства, например, на микросхемах серии К 1500 со временем базового логического элемента гэад = 1 нс, значение относительной нестабильности длительности калиброванного интервала величиной 10 мкс составляет (1 - 2) 10 .-бВажным достоинством предлагаемого устройства является отсутствие жестких требований к узлам деления частоты, которые могут работать как в синхронном, так и в асинхронном режимах, поскольку их временная нестабильность не оказывает влияния на стабильность временнога интервала,Формула изобретения Цифровой калибратор временных интервалов, содержащий опорный генератор, выход которого подключен к входаМ двух идентичных каналов формирования опорных импульсов, каждый из которых содержит первый делитель частоты и выходной формирователь импульсов, о т л и ч а 1 о щ и йс я тем, что, с целью повышения точности задания временных интервалов, в него дополнительно введены второй делитель частоты, первая и вторая линия задержки, первая и вторая схемы совпадения, устройство управления, причем один из выходов первого делителя частоты через первую линию задержки подсоединен к одному иэ входов первой схемы совпадения, а другой через второй делитель частоты к второму входу первой схемы совпадения, выход которой подключен к первому входу второй схемы совпадения, второй вход которой подключен к выходу формирователя длительности, выход которого через вторую линию задержки подключен к выходу опорного генератора, а выход второй схемы совпадения соединен с входом выходного формирователя импульсов, причем входы управления режимом работы и входы параллельной загрузки делителей частоты подключены к выходам схемы управления, а вход схемы управления подключен к выходу опорного генератора.1780079 Составитель Н.ПолякоТехред М,Моргентал едак Корректо ка Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина 4436 Тираж ПодписноеНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и откры 1 иям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5