Устройство для измерения длительности импульсов со случайным периодом следования

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 11656018 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 61) Дополнительное к авт, свид-ву дено 23. 03.77 21) 1) М 5086/18-10 в 10/ с присоединением заявки(088. 8 Дата опубл 72) Авторы изобретени сьминин, А. Д,Г Ташлински ненк 1) Заяв льяновский политехнич институ 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИТЕЛЬНОС ИМПУЛЬСОВ СО СЛУЧАЙНЫМ ПЕРИОДОМ СЛЕДОВАНИЯ 2 достаток устройств изкая то Изобретение относится к измерительнойтехнике и приборостроению. Оно может бытьиспользовано в информационно-вычислительной технике, радиофизике, радиоспектроскопии и т, д. для измерения длительностикоротких импульсов со случайным периодом следования,Известны устройства для измерения временных интервалов, содержащие генераторэталонных импульсов, схему совпадения,один вход которой соединен с генератором,а второй вход через триггер - с входом устройства, и счетчик импульсов, включенныйна выходе схемы совпадения 1.Недостаток известного устройства - низкая точность. 15Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройствоцифрового измерительного прибора, содержащее реверсивный счетчик, подключенныйчерез цифроаналоговый преобразователь квходу перестраиваемого генератора, схему20совпадения, первый вход которой соединенс выходом перестраиваемого генератора,счетчик импульсов, включенный на выходесхемы совпадения, и блок управления 2. ность.Цель изобретения - повышение точности измерения,Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее реверсивный счетчик, подключенный через цифроаналоговый преобразователь к входу перестраиваемого генератора, схему совпадения, первый вход которой соединен с выходом перестраиваемого генератора, счетчик импульсов, включенный на выходе схемы совпадения, и блок управления, снабжено формирователем импульсов стандартной длительности, выход которого подключен ко второму входу схемы совпадения, и второй схемой совпадения, первый вход которой соединен с выходом перестраиввемого генератора, второй вход - с входом устройства, а блок управления выполнен в виде трех триггеров, трех дополнительных схем совпадения и формирователя стоп-импульса, вход которого соединен со входом устройства, а к выходу подключены первые входы всех триггеров и вторые входы первой и третьей дополнительных схем совпадения, первые входы которых соответ5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ственно соединены с выходом первого и третьего триггеров, выход второй схемы совпадения соединен со вторыми входами первого и второго триггеров и со вторым входом второй дополнительной схемы совпадения, первый вход которой соединен с выходом второго триггера, а выход ее - со вторым входом третьего триггера и с суммирующим входом реверсивного счетчика, вычитающий вход реверсивного счетчика соединен с выходом первой дополнительной схемы совпадения, а выход третьей дополнительной схемы совпадения - с входом формирователя импульсов стандартной длительности.На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.Устройство содержит схемы совпадения1 и 2, первые входы которых подключены к выходу перестраиваемого генератора 3 квантующих импульсов, формирователь 4 стоп- импульса, вход которого вместе со вторым входом схемы совпадения 1 соединен со входом устройства. Триггеры 5 - 7, первые входы которых подключены к выходу формирователя стоп-импульса 4. Выход триггера 5 подключен к первому входу схемы совпадения 8, выход триггера 6 - к первому входу схемы совпадения 9, выход триггера 7 - к первому входу схемы совпадения 10, а вторые входы триггеров 5, 6 и второй вход схемы совпадения 9 подключены к выходу схемы совпадения 1. Вторые входы схем совпадения 8 и 10 соединены с выходом формирователя 4.Формирователь 11 импульса стандартной длительности входом подключен к выходу схемы совпадения 1 О, а выходом - ко второму входу схемы совпадения 2. В устройство также входит реверсивный счетчик 12, суммирующий вход которого соединен со вторым входом триггера 7 и выходом схемы совпадения 9, а вычитающий вход соединен с выходом схемы совпадения 8; цифроаналоговый преобразователь 13, вход которого подключен к выходу реверсивного счетчика 12, а выход - к управляющему входу генератора квантующих импульсов 3; счетчик 14 числа импульсов, вход которого подключен к выходу схемы совпадения 2.Формирователь стоп-импульсов 4, триггеры 5 - 7 и схемы совпадения 8 - 10 входят в состав блока управления.Предлагаемое устройство работает следующим образом.Последовательность измеряемых импульсов равной длительности подают на вход схемы совпадения 1, на другой вход которой подают импульсы с выхода перестраиваемого генератора 3, работающего в непрерывном режиме, В начале измерения частота генератора квантующих импульсов максимальна (период повторения квантующих импульсов меньше длительности измеряемых импульсов) . Одновременно последовательность измеряемых импульсов подают на вход формирователя 4 стоп-импульса, который для каждого импульса измеряемой последовательности вырабатывает стоп-импульс, соответствующий заднему фронту измеряемого импульса. Стоп-импульс используют для установки триггеров 5 - 7 в исходное состояние, а также подают на схемы совпадений 8 и 9.В процессе измерения возможны три случая.1. Длительность измеряемого импульса больше периода повторения квантующих импульсов, то есть за время измеряемого импульса через схему совпадения 1 проходит два или больше квантующих импульсов.Первый импульс со схемы совпадения 1, поступивший на вход триггеров 5 и 6, пе реводит их в другое устойчивое состояние, при этом на вход схемы совпадений 9 подается разрешающий потенциал, а на вход схемы совпадений 8 - запрещающий. Остальные импульсы со схемы совпадения 1 проходят через схему совпадения 9 на суммирующий вход счетчика 12 и на вход триггера 7, переводя его в другое устойчивое состояние, при котором на входе схемы совпадения 10 будет запрещающий потенциал.Таким образом, на суммирующий вход реверсивного счетчика 12 подают на один импульс меньше, чем пришло их со схемы совпадения 1 на триггер 6. Поскольку на входах схем совпадений 8 и 10 запрещающий потенциал, то стоп-импульс, соответствующий заднему фронту измеряемого импульса, через них не пройдет. Напряжение с выхода преобразователя 13, соответствующее состоянию счетчика 12, подают на управляющий вход перестраиваемого генератора 3 квантующих импульсов. При поступлении импульсов на суммирующий вход реверсивного счетчика 12 преобразователь 13 вырабатывает управляющее напряжение, уменьшающее частоту повторения генератора 3.2. Длительность измеряемого импульса равна периоду повторения квантующих импульсов, то есть за время измеряемого импульса через схему совпадения 1 проходит один квантующий импульс.Квантующий импульс со схемы совпадения 1 переводит триггеры 5 и 6 в другое устойчивое состояние. При этом на вход схемы совпадения 8 подается запрещающий потенциал, а на входе схемы совпадения 10 остается разрешающий потенциал, так как триггер 7 остается в исходном состоянии. Стоп-импульс, соответствующий заднему фронту измеряемого импульса, проходит через схему совпадения 10 на вход формирователя 11 импульса стандартной длительности, который вырабатывает импульс стандартной длительности, во время которого на один вход схемы совпадения 2 подается раз656018 10 Тр= - ,ТстИ Формула изобретения 35 50 55 решающий потенциал, на другой вход схемы 2 - импульсы с генератора 3. Квантующие импульсь 1, прошедшие через схему совпадения 2, подают на счетчик 14 числа импульсов. Зная число импульсов, поступивших на счетчик 14 за временной промежуток стандартной длительности, легко определить период повторения генератора квантующих импульсов, а следовательно, и длительность измеряемых импульсов где Тп - период повторения квантующих импульсов;Тст - промежуток времени стандартной15длительности;п - количество импульсов, поступивших на счетчик числа импульсов.3. Длительность измеряемого импульсаменьше периода повторения квантующих импульсов, то есть за время измеряемого импульса через схему совпадения 1 не прошлони одного квантующего импульса.В этом случае триггеры 5 - 7 остаютсяв исходном состоянии, т.е. на входах схемсовпадений будет: схема 9 - запрещающий25потенциал, схемы 8 и 10 - разрешающиипотенциал, Стоп-импульс, соответствующийзаднему фронту измеряемого импульса, через схему совпадения 8 проходит на вычитающий вход счетчика 12, при этом цифроаналоговый преобразователь 13 выработает з 0управляющее напряжение, увеличивающеечастоту повторения генератора 3 квантующих импульсов,Таким образом, измерение длительностиимпульсов в данном устройстве переноситсяв область измерения частоты повторенияквантующих импульсов за стандартный промежуток времени.Уменьшение погрешности в предлагаемом устройстве достигается благодаря применению перестраиваемого генератора квантующих импульсов. В устройствах, основанных на способе заполнения измеряемых интервалов времени квантующими импульсамис периодом повторенияТо, при условии произвольного появления старт и стоп-импульсов, ограничивающих временной интервал 45относительно периодической последовательности квантующих импульсов генератора,среднеквадратичная погрешность измеренияо определяется выражениемТхТо-Тх)- иг гдеТ - длительность измеряемого импульса;То - период следования квантующих импульсов;1 Х 1 - количество измерений. Так как предлагаемое устройство использует случай Тц =Тх, то, как видно из приведенной выше формулы, среднеквадратичная погрешность при этом стремится к нулю.При То =Тх погрешность предлагаемого устройства определяется в основном отношением периода повторения ГКИ и временем подсчета числа импульсов, поступающих с генератора квантующих импульсов, которое можно выбрать достаточно большим,Устройство для измерения длительности импульсов со случайным периодом следования, содержащее реверсивный счетчик, подключенный через цифроаналоговый преобразователь к входу перестраиваемого генератора, схему совпадения, первый вход которой соединен с выходом перестраиваемого генератора, счетчик импульсов, включенный на выходе схемы совпадения, и блок управления, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено формирователем импульсов стандартной длительности, выход которого подключен ко второму входу схемы совпадения, и второй схемой совпадения, первый вход которой соединен с выходом перестраиваемого генератора, второй вход - с входом устройства, а блок управления выполнен в виде трех триггеров, трех дополнительных схем совпадения и формирователя стоп-импульса, вход которого соединен со входом устройства, а к выходу подключены первые входы всех триггеров и вторые входы первой и третьей дополнительных схем совпадения, первые входы которых соответственно соединены с выходом первого и третьего триггеров, выход второй схемы совпадения соединен со вторыми входами первого и второго триггеров и со вторым входом второй дополнительной схемы совпадения, первый вход которой соединен с выходом второго триггера, а выход ее - со вторым входом третьего триггера и с суммирующим входом реверсивного счетчика, вычитающий вход реверсивного счетчика соединен с выходом первой дополнительной схемы совпадения, а выход третьей дополнительной схемы совпадения - с входом формирователя импульсов стандартной длительности. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Мирский Г. Я. Радиоэлектронные измеРениЯ М.Энергия",1969, с, 164. 2, Цифровые электроизмерительные приборы, М.,"Энергия",1972, с. 344.Составитель А. ИвановРедактор О. филиппова Техред О. Луговая Корректор С. ПатрушеваЗаказ 1516/37 Тираж 501 ПодписноеЦНИИПИ Государственного комктета СССРпо делам изобретений и открыл ий113035, Москва, Ж-ЗЬ, Раушская набд. 4/5филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4