Интерполяционный измеритель временных интервалов

(779968 ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз СоветскикСоциалистически кРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) Приоритет Опубликовано 15.11.80.Бюллетень42 до делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения В. А. Гулякин, В. В. Данилевич, П, Л, Садов, А. Ф. Чернявский и В. А. Чудовский Белорусский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им. В. И. Ленина(54) ИНТЕРПОЛЯЦИОННЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВИзобретение относится к информационно-измерительной технике и может бытьиспользовано в экспериментальной физике,автоматике, радиолокации, лазерной дальнометрии и других областях науки и техники для измерения временных интервалов5с высокой точностью.Известен интерполяционный измерительвременных интервалов с нониусной интерполяцией интервала неопределенности1 Овременного положения стоп-импульса относительно импульсов времени - задающего генератора Ц,Это устройство содержит фазируемыестарт- и стоп-генераторы, счетчик перио 15дов, нониусный счетчик, схему совпадений, схему устранения неоднозначности,грубого измерения и имеют непрерывную временную шкалу. Однако им свойственны низкая точность измерений и большая конструктивная сложность.Иэ известных интерполяционных измерителей временных интервалов наиболееблизким к настоящему является иэмеритель, содержащий старт- н стоп- триггеры, старт-и стоп-генераторы, схему отОора четных и нечетных импульсов старт-генератора, вентиль грубого изме- рения схему выбора режима работы, схему совпадений, схему добавления "единицы", счетчик периодов и нониусный счетчик 2.Известное устройство характеризуется низкими точностью измерений и быстродействием. Это связано с фактом полного использования временной шкалы цнтерполяционного .преобразователя, в том числе и ее начального нелинейного участка, результатом чего является наличие существенных систематических погрешностей на участках стыковки грубой и точной шкалы, Кроме того, рассматриваемое обстоятельство приводит к увеличе-. нию времени, затрачиваемого нв интерполяционное преобразование.Следует также отметить, что расширение рабочего диапазона пнтерполяционного преобразователя приводит к ухудшеЦель достигается тем, что в интерполяционный измеритель временных интервалов, содержащий стоп-триггер, старттриггер, выход которого через старт- фгенератор подключен ко входу вентилягрубого измерения, выход которого соединен со счетным входом счетчика периодов, стоп-генератор,. выход которого соединен с первым входом элемента совпадения и счетным входом нониусного счетчика, выход которого подключен к счетчику периодов, введены Д-триггер, вентиль,делитель частоты на два и линия задержки, причем выход стоп-триггера соединен ЗОчерез линию задержки со входом стопгенератора и непосредственно с Д-входом Д-триггера, вход синхронизации которого подключен к выходу старт-генератора и первому входу вентиля, выход 35Д-триггера соединен с управляющим входом вентиля грубого измерения и вторымвходом вентиля, выход которого через делитель частоты на два подключен ко второму входу элемента совпадения, выход 40которого соединен со входами установкинуля стоп-триггера, старт- триггера,Д-триггера и делителя частоты на два,3 77996 нию точности измерений эа счет увеличения вклада нестабильности частоты стартй стоп-генераторов в погрешность интерполяцииНедостатком известного интерполя 5 ционного измерителя временных интервалов является его конструктивная сложность, обусловленная сложностью применяемой схемы устранения неоднозначности грубого измерения и сложностью1 О реализации схемы совпадений с малым разрешающим временем и формой кривой совпадений, близкой к прямоугольной.Целью изобретения является повышение точности и быстродействия иэмере 15 ний и повышение надежности устройства. На фиг. 1 приведена структурная схе 45 ма измерителя временных интервалов;на фиг. 2 - временная диаграмма его работы; на фиг. За и фиг, Зб - временные диаграммы, поясняющие механизм устранения неоднозначности отсчета,Интерполяционный измеритель вреЫ менных интервалов содержит старт- и стоп-триггеры 1 и 2, фаэируемые старт- и стоп-генераторы 3 и 4, вентиль грубого измерения 5, элемент совпадения 6 нониусного измерения, счетчик периодов 7,55 нониусный счетчик 8, линию задержки 9, а также Д-триггер 10, вентиль 11 и делитель 12 частоты на два,представляю 8 4Ъцие собой узел селекции импульсов стартгенератора,Устройство работает следующим образом.Старт-импульс, задающий начало измеряемого временного интервала, устанавливает в единичное состояние старттриггер 1 и запускает старт-генератор3, период повторения которого равен Т.Выходные импульсы последнего начинаютпоступать на синхронизирующий вход Дтриггера 10, вентиль 11 и через нормально открытый вентиль 5 на счетчикпериодов 7.Стоп-импульс, задающий окончаниеизмеряемого временного интервала, устанавливает в единичное состояние стоптриггер 2. При этом на Д-входе триггера 10 появляется единичный потенциал ипоследний устанавливается в единичноесостояние по спаду ближайшего импульса старт-генератора 3, По единичномусостоянию триггера 10 открывается вентиль 11, и импульсы старт-генератора 3начинают поступать на вход делителячастоты 12. Делитель частоты 12 формирует из опорной последовательностистартс-генератора серию импульсов с периодом повторения, равным 2 Т, котораяподается на первый вход элемента совпадения 6. На второй вход его подаетсясерия импульсов стоп-генератора 4, который запускается выходным сигналомстоп-триггера 2, задержанным линиейзадержки 9 на время - ( О с Сс Т),Период повторения импульсов стоп-генератора 4 устанавливается равным 2 Т+ЬЬ,где: ь В - требуемый шаг квантованияизмеряемых временных интервалов. В моментсовпадения импульса стоп-генератора 4 с импульсом делителя частоты 12 элементсовпадения 6 вырабатывает сигнал,которым сбрасываются в исходное состояние триггеры 1, 2,10 и делитель частоты 12, Генераторы 3 и 4 при этомвыключаются и процесс измерения завершается. Серия импульсов, сформированнаяна выходе генератора 4, соответствующаянеопределенности положения стоп-импульса относительно импульсов старт-генератора, фиксируется иониусным счетчиком 8.Механизм устранения неоднозначностиотсчета, возможной при совпадении стопимпульса с импульсом опорной последовательности поясняется на фиг. 3. В первом случае (фиг. За) импульс (ь=1) опорной последовательности,.совпавший состоп-импульсом, не устанавливает Дтриггер 1,0 в "единицу. Следовательно,5 77996 селектируется ь и и +1 импульсы, Измеренный в данном случае интервал ра/ вен:тиЪм ГР тОчн точн,Во втором случае (фиг. Зб) при совпадении стоп-импульса с импульсом опорной последовательности Д-триггер 10 устанавливается в "единицу" (ь -1) импульсов. Измеренный таким образом интервал рутвен:10иЬй гР, тОчн1точи фВ данном устройстве по сравнению с известным Щ точность измерения повы 1 шается в 2-3 раза, быстродействие в 2 раза, существенно упрощается узел устранения неоднозначности грубого измерения и узел совпадения. формула изобретения 8 6падения и счетным входом нониусногосчетчика, выход которого подключен ксчетчику периодов, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повыщения точности и быстродействия измерений и повыщения надежности устройства, в неговведены Д-триггер, вентиль, делительчастоты на два и линия задержки, причемвыход стоп-триггера соединен через линиюзадержки со входом стоп-генератора и .непосредственно с Д-входом Д-триггера,вход синхронизации которого подключенк выходу старт-генератора и первомувходу вентиля, выход Д-триггера соединен с управляющим входом вентиля грубого измерения и вторым входом вентиля, выход которого через делитель частоты на два подключен ко второму входуэлемента совпадения, выход которогосоединен со входами установки нулястоп-триггера, старт-триггера, Д-тригге-ра и делителя частоты на,два.Интерполяционный измеритель временных интервалов содержащий стоп-триггер,12 стерт-триггер, выход которого через старт-генератор подключен ко входу вентиля грубого измерения, выход которого соединен со счетным входом счетчика периодов, стоп-генератор, выход которогозо соединен с первым входом элемента совИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 1 Ф 359998, кл, 6 05/00, 1961. 2. Тлачал В. А., Басиладэе С. Г.,Смирнов В. А. Дифровой измеритель временных интервалов, йосйеоюКа19, % 9 1974, с. 777-783.лиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Просити;щ, 4 Редак Заказ 322/13 Тираж 482 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 3.13035, Москва ЖРаушПодписноекомитета СССРи открьпийская наб., д, 4/5