Способ дискретного измерения длительности импульсов

Союз Советскик Социалистических Республик(22) Заявлено 060278 (21) 2580087/18-21с присоединением заявки ЙВ -(51)М, у(л,2 С 01 Н 29/02 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Автор изобретения В. К. Анисимов Всесоюзный научно-исследовательский институт по разработкенераэрушающих методов и средств контроля качества материалов(54) СПОСОБ ДИСКРЕТНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ИМПУЛЬСОВИзобретение относится к измерительной технике и может использоваться в радиоизмерительной аппаратуре и информационных измерительных системах для измерения длительности коротких им пульсов, в частности при решении ряда задач нераэрушающего контроля.Известен способ измерения длительности коротких импульсов, заключающийся в преобразовании длительности 10 импульса в амплитуцу с последующим преобразованием в длительность, значительно большую первоначальной и измерением последней (1).Недостатком способа является ниэ кая точность и возможность измерения только импульсов большой скважности, так как измерение производится не в реальном масштабе времени.Известен также способ дискретного 2 О измерения длительности импульсов, основанный на подсчете числа импульсов специального генератора, выработанных эа время, равное длительности измеряемого импульса 2). 25Недостатком этого способа является также низкая точность при измерении малых длительностей импульсов.Цель изобретения - увеличение точности дискретного измерения импчль сов малой длительности эа счет уменьшения дискретности счета.Поставленная цель достигается тем, что в способе дискретного измерения длительности импульса, заключающемся в том, что измеряемым импульсом управляют началом и окончанием подсчета электрических сигналов, поступающих через равные наперед заданные и с допустимой точностью повторяемые промежутки времени, а значение длительности определяют по произведению числа подсчитанных сигналов на время одного промежутка, измеряемый импульс последовательно и неоднократно задерживают на одинаковые промежутки времени, равные времени нарастания переднего Фронта измеряемого импульса до заданного уровня и Фиксируют известным способом число задержанных яцпульсов, передний Фронт которых находится в интервале длительности измеряемого импульса.При этом происходит процесс, подобный заполнению измеряемого интервала времени длительностями передних фронтов импульсов, т. е. частями импульсов имеющими меньшую длительность. Соответственно увеличивается число заполнений и повышается точность измерения.Предлагаемый способ характеризуется следующим: Выработанный схемойприбора (например дефектоскопа-толщиномера) импульс электрического сигнала, длительность которого необходимо измерить, подают на вход измерительной схемы. В этой схеме измеряемый импульс последовательно задерживают неоднократно на одинаковые промежутки времени, равные времени нарастания переднего фронта импульса до заданного наперед уровня (обычно этот уровень определяется порогом срабатывания элементов схемы)Затем фиксируют число задержанных импульсов, передний фронт которых находится в интервале длительности измеряемого импульса, подсчитывают число зафиксированных импульсов, и, умножив его на длительность задержки, получают длительность измеряемого импульса.На фиг. 1 и 2 изображены варианты устройства (блок-схема реализующего предложенный спосбб.Первое устройство для реализации способа,. блок-схема которого изображена на фиг. 1, состоит из следующих узлов и связей. Элемент 1 совпадения используемый только по одному входу, соединен с триггером 2, выход которого подключен к первому входу элемента 3 совпаденияг триггер 4, вход которого соединен с выходом элемента 3 совпадения, а выход - с первым входом следующего элемента 5 совпадения, триггер 6. Аналогично соединены элементы 7 совпадений и триггер 8. Все вторые входы элементон совпадения соединены вместе с входом элемента 1 совпадения и образуют шину .Вход. Все выходы триггеров 2, .4, 6; 8 подключены через элементы 9 а 9 гразвязки соответственно к элементам 10 а 10 г индикации. Все триггеры охвачены общей схемой сброса.Устройство работает следующим образом.Измеряемый импульс поступает на шину Вхоб. Через время соответствующее его быстродействию и быстродействию элемента 1 совпадения, срабатывает триггер 2; на его ныходе появляется сигнал, поступающий через элемент 9 а развязки, наэлемент 10 а индикации. С выхода триггера 2 сигнал также поступает на первый вход элем нта 3 совпадения и так как наФвтор м" его входе также есть сигнал - измеряемый импульс, то на его ныходе появляется сигнал, переключающий триггер 4, Сигнал с его выхода также поступает на элемент индикации и на первый вход элемента 5 совпадения и т. д. Процесс продолжается до окон чания длительности измеряемого импульса. Сигналами дискретного эапол. нения являются передний фронты импульсов триггера и элемента совпадения.Длительность измеряемого импульсаопределяется как количество сработавших триггеров, умноженное на суммар ную длительн ать передних фронтовтриггера иэлемента совпадения (в . схеме используются одинаковые триггеры и одинаковые элементы совпадения),Второе устройство для реализациизаявляемого способа (фиг. 2), отличающееся от первого большей сложностью, но и большей точностью, состоит из следующих узлов и связей. Элементы 11, 12, 13 задержки соединены последовательно, Их роль могут выполнять логические элементы или линиизадержки. К выходу элемента 11 задержки подключен первый нход элемента14 совпадения. Выход этой схемы соединен со входом триггера 15, выход 2 О которого подключен к элементу 20 индикации. Выход элемента 12 задержкиподключен к первому входу элемента16 совпадения, его выход подключен ктриггеру 17, а выход последнего - к25 элементу 21 индикации. Аналогично соединены остальные узлы: элемент 13 задержки, элемент 18 совпадения, триггер 19 и элемент 22 индикации. Вторыевходы всех элементов совпадения сое- ЗО динены вместе и подключены ко входуэлемента 11 задержки (вход устройства) . Все триггеры охвачены общейсхемой сброса.Устройство работает следующим образом.Поступающий на вход измеряемый. Импульс начинает проходить по цепипоследовательно соединенных элементов 11, 12, 13 и т. д. задержки.После каждого элемента он задержан 40 во времени (относительно момента.поступления) на величину Т = иТ,где Т - время задержки, и - числопройденных импульсом элементов . Сигналы после каждого элемента задержки 45 поступают на первые входы элементов14, 16, 18 и т, д. совпадения. Навторые их входы поступает измеряемыйимпульс. Сигналы с выходов элементовсовпадения переключают триггеры 15, 50 17, 19 и т. д., и последние включаютэлементы 20, 31, 23 индикации. Таккак сигналы на входах элементов совпадения смещены во времени на величину, возрастающую с увеличениемих порядкового номера, то на выходеэлемента совпадения, у которого сигнал на входе задержан на величинудлительности измеряемого импульса,сигнала не будет, Все последующиетриггеры и, подключенные к ним эле менты индикации, останутся в исходном состоянии. Длительность измеряемого импульса определяют как количество сработавших триггеРов, умноженное на длительность переднегофронта сигналов на выходе элемента141196 Юи задержки. Элементы совпадения могутбыть выполнены на резисторах с соответствующей настройкой уровня сра.батывания триггеров. Формула изобретения Способ дискретного измерения длительности импульсов, заключающийся в том, что измеряемым импульсом управ-ляют началом и окончанием подсчета электрических сигналов, поступающих через равные наперед заданные и с допустимой точностью повторяемые промежутки времени, а значение длительности определяют по произведению чис ла подсчитанных сигналов на время одного промежутка времени, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, измеряемый импульс последовательно инеоднократно задерживают на одинакбвые промежутки времени, равныевремени нарастания переднего фронтаизмеряемого импульса до заданногоуровня, и фиксируют известным способом число задержанных импульсов, передний фронт которых находится в интервале длительности измеряемого импульса. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Горн Л. С. и др. Элементы схем ядерного приборостроения, М., Атомиэдат, 1970, с. 190-198.2. Ермолов Р. С . Цифровые частотомеры. Л., Энергия, 1974, с, 34-40.741196 ФиаСоставитель В. Потаповедактор С. Патрушева Техред И,вабурка . Корректор А. Гриценк Заказ 33 Тираж 1019одписн ЦНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5илиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4