Устройство для измерения временных интервалов

(5 Й) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ 2 Изобретение о тельной и вычисл может быть испол осится ельной к измеритехнике йдля построеелей в емен ова ния высокоточных измеритгных интервалов.Известны устройства для измерениявременных интервалов, работа которыхоснована на масштабном преобразованииизмеряемого интервала с помощью двухпоследовательностей импульсов, частоты следования которых отли аютсяна небольшую величину, и измерениипреобразованного интервала 11,Однако указанные устройства имеютбольшое время измерения, используемые в них управляемые .генераторы .сложны и не обеспечивают высокой точности из-за нестабильности частотысформированных сигналов, что снижаетточность измерения временных интервалов,Наиболее близким потехнической сущностиройство для измерения тервалов, содержащее блок управленияуправляемые генераторы образцовойи вспомогательной частот, три счетчика импульсов, два цифровых отсчетныхустройства, два электронных ключа и 5схему сравнения кодов, выходным сигналом которого с помощью ключей определяется режим работы генераторов исчетчиков.Работа устройства основана на запуске по переднему фронту измеряемого интервала генератора образцовойчастоты и подсчете количества импульсов, вырабатанных генератором за время существования измеряемого интервала, Уточнение результата измерения производят путем дополнительного измерения временного интервала, соответствующего погрешности квантования измеряемого интервала 2 1,Однако указанное устройство для измерения временных интервалов не обеспечивает высокой точности измерения, так как используемые управ8933 55 9ляемые генераторы обладают значительным временем выхода на режим, в тече.ние которого они имеют нестабильныйпериод вырабатываемых сигналов, Кроме того, функциональные возможностиустройства ограничены в связи с тем,что измерения временного интерваланельзя осуществлять по заданной команде,Цель изобретения - повышение точности измерения и расширение функциональных возможностей измерителя,временных интервалов,Поставленная цель достигаетсятем, .что в устройство для измерениявременных интервалов, содержащее ге, нератор образцовой частоты, блокуправления, первый. и второй электронные ключи, выходы которых соединеныс входами первого и второго счетчиков импульсов, два цифровых отсчетных блока, входы которых соединеныс выходами первого и третьего счетчиков импульсов, и блок сравнениякодов, входы которого связаны с выходами второго и третьего счетчиковимпульсов, а выход соединен с входомостановки генератора импульсов и первым входом второго электронногоключа, дополнительно введены элементвыделения разности, элемент сравнения, первый, второй и третий генераторы линейно, изменяющегося напряжения и электронный ключ, первый входкоторого соединен с выходом генератора образцовой частоты, второй входс первым выходом блока управления,третий вход - с выходом блока сравнения кодов, а выход связан с входомпервого генератора линейно изменяющегося напряжения и .первым и вторымвходами первого и второго основныхэлектронных ключей соответственно,при этом выход элемента сравнениясоединен с вторым и третьим входамисоответственно первого и второго основных электронных ключей и входомзапуска генератора импульсов, а двавхода элемента сравнения соединенысоответственно с выходами первогогенератора линейно изменяющегосянапряжения и элемента выделения разности, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами второго и третьего генераторов линейно изменяющегося напряжения,входы которых связаны с вторым итаетьим выходами блока управления,4На фиг,1 представлена функциональная схема устройства; на фиг,2временные диаграммы, поясняющие егоработу,Устройство для измерения временных интервалов (фиг,1) содержит генератор 1 образцовой частоты, генератор 2 частоты, блок 3 управления,электронные ключи 4-6, генераторы10 7-9 линейно изменяющегося напряжения, элемент 10 выделения разностиэлемент 11 сравнения, счетчики 12-14импульсов, блок 15 сравнения кодов,цифровые отсчетные блоки 16 и 17 ишину 18 входного сигнала,Временная диаграмма (фиг,2), поясняющая работу устройства, содержитизмеряемый временный интервал .19 нашине 18 входного сигнала, выходные2 О сигналы 20 генератора 1 образцовойчастоты, выходные сигналы 21 ключа4, выходное напряжение 22 генератора8, выходное напряжение 23 генератора 9, выходное напряжение 24 элемен 5 та 10 выделения разности, выходноенапряжение 25 генератора 7, выходныесигналы 26 ключа 5, выходной сигнал27 элемента 11 сравнения, выходной сигнал 28 генератора 2, выходной сигнал 29 электрсчного ключа6, выходной сигнал 30 блока 15 сравнения кодов,1Устройство работает следующим образом.В момент времени й 1, соответствующий переднему фронту измеряемогоинтервала 19, сигналом блока 3 управления запускается генератор 8 линейно изменяющегося напряжения, который40 вырабатывает напряжение 22. В моментвремени с задним фронтом измеряемого временного интервала 19 запускается генератор 9 линейно изменяющегося напряжения, вырабатывающий напряжение 23, Элементом 1 О выделенияразности напряжения постоянно выделяется разность 24.напряжений 22 и23. В моменг времени ь по сигналублока 3 управления, совпадающим сприходом очередного счетного импульса, запускается генератор 7, вырабатывающий напряжение 25, и на счетчик12 через ключ 5 начинают поступать импульсы генератора 1 с частотойОКр, В момент времени й равенствалинейно изменяющегося напряжения2 и напряжения разности 24 элемент11 сравнения вырабатывает импульсный5 .918933Мсигнал 27, с помощью которого эапус- формула изобретениякается генератор 2 частоты, форми- Устройство для измерения временчрующии последовательность импульсов ных интервалов, содержащее генератор28 с частотой Г 1 сл,количество импуль-. образцовой частоты блок управленияФ Фс в в которои подсчитывается счетчи первый и второй электронные ключи,ком 14, При этом закрывается ключ 5 выходы которых соединены с входамии йрекращается счет импульсов счет- первого и второго счетчиков импульсов,чиком 12, а также открывается ключ 6, два цифровых отсчетных блока, входына выходе которого, начиная с момен- которых соединены с выходами первогота С-, имеется последовательность 10 и третьего счетчиков импульсов, и29 импульсов, сформированная иэ вы- блок сравнения кодов, вхОды которогоходных .сигналов 20 генератора 1, Ко- связаны с выходами второго и третьеличество импульсных сигналов в после- го счетчиков импульсов а выход сое 1довательности 29 подсчитыватеся счет- динен с входом остановки генераторачиком 13, В момент времени йэ равен импульсов и первым входом второгоства кодов в счетчиках 13 и 14 блок электронного ключа о т л и ч а ю 155 сравнения кодов вырабатывает: щ е е .с я тем что с целью повышеФ1 1импульсный сигнал 30, с помощью кото- , ния точности измерения и расширениярого счет импульсов всеми счетчиками функциональных возможностей, онопрекращается и заканчивается цикл 20 дополнительно содержит элемент выделения разности элемент сравненияЕсли между частотами Гвбр и Г 3 с первый, второй и третий генераторывыполнено соотношение Гюб /(Гобу-ИП 1)= линейно изменяющегося напряжения ия=10 , где е - коэффициент, характе- электронный ключ, первый вход которизующий количество дополнительно 5 рого соединен с выходом генератораоцениваемых разрядов, то число М, образцовой частоты, второй входсоставленное из показаний счетчика , с первым выходом блока управления112 М х оср и счетчика 14 М х 3 сд, соот- третий вход - с выходом блока сравветствует измеряемому интервалу Т, нения кодов а выход связан с входом1 йФт.е. М=Т=(Мрсъ +Мсл 1 О ) Т, 30 первого генератора линейно изменяюгде Т 0, - период колебаний генерато- щегося напряжения и первым и вторымра 1,входами первого и второго основныхПовышение точности измерения в электронных ключей соответственноФпредлагаемом устройстве достигается при этом выход элемента сравненияэа счет того, что вновь введенные З 5 соединен с вторым и третьим входамиэлементы и их связи позволяют вмессоответственно первого и второгото управляемого генератора образцо-,вой частоты, стабильность частотыосновных электронных ключей и входомкоторого в момент запуска и в прозапуска генератора импульсов, а двацессе работы недостаточно высокая,входа элемента сравнения соединеныиспользовать неуправляемый по запус соответственно с выходами первогогенератора линейно изменяющегосяку генератор 8 с кварцевой стабили;напряжения и элемента выделениязацией частоты, стабильность частотыразности, первый и второй входы кокоторого на несколько порядков выше тброго соединены соответственно с выРасширение функциональных возмож 45 ходами второго и третьего генератоностей устройства обеспечивается заров линейно изменяющегося напряпоминанием измеряемого временногожения, входы которых связаны свторым .и третьим выходами блокаинтервала с помощью двух линейноизменяющихся напряжений с одинаковыуправления.ми наклонами, формируемыми по переднему и заднему фронтам измеряемого50 Источники информации,интервала и появившейся возможнос- принятые во внимание при экспертизетью считывания в любой момент време. Авторское свидетельство СССРни запомненного временного интервала У 363068, кл. 6 04 Г 10/04, 1973.формированием третьего линейно изменя, Авторское свидетельство СССРющегэся напряжения с тем же наклоном, 55712808, кл. 6 04 Г 10/04, 1980,