Измеритель временных интервалов

с 1 фосч.ъ т.г н 9- сл и о т с н.г .". ОП ИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеслублик(51) М, Кл,е 6 04 Р 10/04 осударстаеииый иомите Совета Мииистроа СССР по делам изобретений и открытий72) Авторы изобретен В. Денбновецкий, А Кокошкин уро иевский ордена Ленина политехнический институт им, 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛО ключ, подключенный к триггеворот в каналах стартовогопульсов, два счетчика точногрезков времени, два преобразтаба времени в каждом из каго и стэпэвэгэ импульсов, клмируюших триггерапэдкл 1 эчеканалов 12.Недостатком изется неоднозначносизмерения, что вы рам временныи стэпэвэгэ ик о измерения о масштартоводва форовате .галов чи нные к входа ойства являов грубого вестного уст ть результат зывает допол льну.ю погос очности измере Изобретение относится к области электро- измерений и может быть использовано для измерения временных интервалов в автоматике, вычислительной технике, приборостроении.Известны измерители временных интервалов, содержащие схемы для устранения неоднозначности грубого измерения 111.В этих измерителях временной интервал измеряется при помоши цифрового преобразователя на основе метода последовательного 1 О счета, а отрезок времени 11, е , ограниченный стартовым (стэповым) импульсоми пэследуюшим (предыдущим) счетным импульсом, измеряется при помощи преобразователя масштаба времени. 15Однако используемые в измерителях схемные решения для устранения неоднозначности грубого измерения сложны, а также вносят дополнительную погрешность в измерения отрезков времени 1 и 120Из известных измерителей временных интервалов наиболее близким по технической сушности является измеритель, который содержит генератор счетных импульсов, соединенный со счетчиком грубого измерения через 25 лью изобретения является повышение Поставленная цель достигается тем, что измеритель временных интервалов, содержащий генератор счетных импульсов, соединенный со счетчиком измеренич через ключ, подключенный к триггерам временных ворот в каналах стартового и стэпэвэгэ импульсов, два счетчика точного измерения отрезков времени, два преобразователя масштабов времени в каждом из каналов стартового и стопэвэгэ импульсов, ключидва формируюших триггера, подключенные к входам каналов,снабжен в каждом канале стартового и столового импульса одновибратором, линией задержки, дополнительным триггером и схемойсовпадения, первые входы схемы совпаденияв каждом канале соединены с одновибратором, 5вторые входы схемы совпадения соединеныс выходом генератора счетных импульсов,выход схемы совпадения в каждом канале соединен с первым входом преобразователямасштаба времени, второй вход которого соединен с входом канала, вход одновибраторав каждом канале соединен с выходом триггера временных ворот, вход триггера временныхворот в каждом канале подсоединен через линию задержки к выходу ключа, один вход которого соединен с генератором счетных импульсов, а второй вход - с формирующим триггером, при этом выход счетчика точного измерения отрезка времени в канале стартового импульса соединен со входом счетчика гру-Обого измерения, входы счетчика точного измерения отрезка времени соединены черезключс генератором счетных импульсов, вход ключа соединен с выходом дополнительного триггера один из входов дополнительного тригге ра соединен с выходом преобразователя масштаба времени, а второй - с выходом второрого счетчика точного измерения отрезкавремени в канале стопового импульса,На фиг. 1 приведена структурная электри ческая схема измерителя временных интервалов; на фиг. 2 - временные диаграммы ееработы.Измеритель временных интервалов содержит генератор 1 счетных импульсов, соеди- З 5ненный со счетчиком 2 грубого измеренияи со счетчихами 3 и 4 точного измерения(отрезков времени 1,через хлючи 5, 6 и7 соответственно, причем выход счетчика3 соединен со входом счетчика 2. Ключи 6 4 Ои 7 соединены соответственно с преобразователями 8 и 9 масштаба отрезха времени 1и 12, Один из входов преобразователей 8 и9 соединен непосредственно соответственнос каналом стартового и стопового импульсов,45а второй - соответственно с выходом схемы10 и 1 1 совпадения, первый вход которогосоединен с генератором 1, второй - соответственно с одновибраторами 12 и 13. Входодновибраторов 12 и 13 соединен соответстОвенно с единичным выходом триггера 14 и15 временных ворот канала стартового истопового импульсов, единичный вход которого через линию 16 и 17 задержки соединенс выходом ключа 18 и 19, причем единичный выход триггера 14 соединен со вторымвходом ключа 5, а выход триггера 15 - с третьим входом этого же ключа. Один из входов ключей 18 и 1 9 соединен с генератором 1, а второй - с единичным выходом триг- о геров 20 и 21, единичные входы которых соединены с каналом стартового и стопов го импульсов. Кроме того, генератор 1 соединен также со счетчихами 3 и 4 через ключ 22, вход которого соединен с единичным выходом триггера 23. В свою очередь, единичный вход последнего соединен.с выходом пре образователя 9, а нулевой - с выходом счетчика 4. В исходном состоянии счетчик 2 грубогоизмерения и счетчики 3, 4 точного измерения отрезков времени 1 иустановлены/в нуль", Триггеры 14, 20, 21 и 23 держат ключи соответственно 5, 18, 19 и 22в закрытом состоянии. Ключи 6 и 7 управляемые соответственно преобразователями8 и 9, и схемы 10 и 11 совпадений - одновибраторами 12 и 13, закрыты.С приходом стартового импульса Я (см.фиг, 2, а) триггер 20 перебрасывтся (см.фиг. 2,б) открывая ключ 18. Первый измерных импульсов, следуюший с периодом Сс генератора 1 (см. фиг, 2, в) прошедшийчерез ключ 18 и задержанный линией 16 задержки на -0,2 Го, перебрасывает триггер14 (см, фиг. 2,г).Ключ 5 при этом открывается, обеспечивая пропускание счетных импульсов на счетчик 2 грубого измерения (см. фиг, 2, д).Одновременно передним фронтом триггера 14запускается одновибратор 12 с длительностью импульса 7(см. фиг, 2, е), осуществляяпрохождение через схему 10 совпадений напреобразователь 8 тольхо первого счетногоимпульса из прошедших в счетчик 2 грубогоизмерения (см. фиг. 2,ж), Преобразованныйвраз (- коэффициент преобразования)отрезок времени 1, ограниченный стартовым и счетным импульсами, заполняется импульсами с генератора 1, и число импульсовна данном отрезке времени1 фиксируетсясчетчиком 3 емкостью Е ,В случае Гъ 1 Г вознихаюшие импульсыопереноса поступают на счетчик 2, С приходом стопового импульса 1 (см. фиг. 2, а)триггер 21 перебрасывается (см. фиг. 2, з),открывая ключ 19,Первый из счетных импульсов с генератора 1, прошедший через ключ 19 и задержанный линией 17 задержки на -0,2 о,перебрасывает триггер 15 (см. фиг.2,и,к). Ключ 5 при этом закрывается и прекрашается прохождение счетных импульсов на счетчик 2 (см. фиг.2, д), кроме того, передним фронтом триггера 1 5 запускается одновибратор 13 с длительностью импульса То(см. фиг, 2, л), что позволяет прохождение через схему 11 совпадений только одного счетного импульса, следующего за первым счетнымимпульсом, прошедшим через ключ 19 (см.фиг. 2,м),Преобразованный в раз отрезок времени1Ф 2, ограниченный стоповым и счетным импульсами, заполняется счетными импульсамис генератора 1, и число импульсов на данном1отрезке времени 1 1 фиксируется счетчиком4 емкостью 3 ГО, По окончании преобразованного отрезка времени 1 начинается процесс однозначного сложения бтрезков времеОни 11 и 1 . При этом перебрасываетсятриггер 23, открывается ключ 22, через который счетные импульсы начинают поступатьна счетчики 3 и 4. При переполнении счетчиха 4 возникает импульс переноса, которыйперебрасывает триггер 23 в состояние, прикотором ключ 22 закрывается.Так как емкость счетчика 4 составляет317 что отрезок времениг -5 -1 состав 20ляет количество импульсов, недостающее дсполного заполнения счетчика 4, Если Я +1г)1 О,ТО в счетчике 3 возникает импульс переноса, который поступает в счетчик 2 грубого измерения.25Технико-экономическая эффективностьпредлагаемого измерителя обусловлена главным образом повышением метрологическиххарактеристик этого устройства.Использование новых элементов: триггеров, ключей линий задержки, одновибратэров,схем совпадений и взаимосвязей между ними отличает измеритель От прототипа, имеющего допэлнительнуго ногре 1 пность измерения, определяемую выражением35где ЬУ - Величина порога срабатывания фор.и" "40мирователя прямоугОльнь 1 х имоу льсэв;У- амплитуда сгетнэг э импульса на вхомдЕ фОрМИрОВатЕЛя ЛряМЭуГЭ 11 Н 1 ИХ Ггмн,енвсов;- Величггна переднегэ фрэ,1 та счетногоФНимпульса.45При этом не только эбеспечивается устранение неоднозначности результата грубого из-. мерения и расширение динамического диапазона, нэ и полностью устраняется пэгреш ность измерения дЬ, Применение измерителя, например, для контроля временных параметров интегральных логических схем позволяет повысить достоверность контроля с уменьшением числа годных логических схем,попадающих в брак.Формула изобретенияИзмеритель временных интервалов, содержащий генератор счетных импульсов, соединенный со счетчиком грубого измерения через ключ, подключенный к триггерам временных ворот в каналах стартового и стоповогэимпульсов, два счетчика точного измеренияотрезков времени, два преобразователя масштаба времени в каждом из каналов стартового и столового импульсов, ключи и два фомируюших триггера, подключенные к входамканалов,отлича 1 ОН;нйся тем, что,с цель 1 О пэвьппения:сэ.;ности измерений, онс 11 аэ;11 ен В каждом канале стар 1 эвого и стощ+пэвого импульса одновибраторэм, линией задержки, дэпэлнительн 1 л 1 тр 11 ггерэм и схемойсовпадения, первые Входы схемы совпаденияВ хаждэл. канале соединены с эдновиэратором,ВторнО Входы схел 111 сэвпаден 11 я сэединее 1 ы сВыходом 1 енератора счетнь;х импульсов, Выходсхемы совпадения в каждом канале соединенс первым входом преобразователя масштабавремени, второй вход которого соединен сВхОдбм стартОВОГО и стэнэвээ канала ВхОдОднэвибратора в каждом канале соединен сВь:ходом тр 11 ггера временнь.х Ворот, вход триггера временных Ворот В каждом канаде подсэедннен через линию задержки к выходу ключа, эпин Вход которэгэ соединен с генераторэм с к.тнь х импульсов, а Второй вход с формирующим триггером, выход счетчика точногэ измерения отрезка времени в каждом канал;. Осэднс;ен сэ Вхэдэ.и счетчика грубого11 З;.:;".1 Н ", - ,:. с Чэтнн;.1 .-ОЧ 11 ОГО ИЗМЕРЕ.,- л.;,.:,ени сэедн;ен-,. через ключс ге;.;р;тором счетных имссульсэв, вход ключа соединен с Выходом дэг;элнительного триг 1 Ора,. Дин яз входов дс;1 эннтельного тригг;:;т: с.д,.; с г 1 л а:, ьр ээразователял.асцгтаба Врсл 1 ени, а Второй-с выходом второго счетч 11 к точного измерения отрезка времени В канале стэповэгэ импульса.Источники инфэрмапии, принятые во внима 11 ие при экспертизе:1. Автематизапия радиоизмерений. Подред, Балашова В,ПСоветское радио", 1966,с. 291-293,2. Авторское свидетельство Л 323761,М. Ел . С 04 Р 10/04, энубликэванэ в1 9 7 2 с,. , прэтэтип),