Устройство для измерения длительности коротких импульсов

пи 966660 Союз . СоветскихСоцналнстнческнхРеспубпнк ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУОпубликовано 15.10.82. Бюллетень38 Дата опубликования описания 15,10,82(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИТЕЛЬНОСТИ КОРОТКИХИМПУЛЬСОВФ 1Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для прецизионных цифровых измерений длительности коротких импульсов. Известно устройство для измерения времен ных интервалов, основанное на компаративном способе изменения, содержащее два генератора, два счетчика и блок сравнения кодов,Устройство работает следующим образом, В начало временного интервала последовательность импульсов с частотой Ф поступает на вход основного счетчика импульсов, а с момента окончания временного интервала на дополнительный счетчик поступает последовательность импульсов, имеющих частоту несколько большую, чем 1. Как только количество импульсов, записанных в основном и дополнительном счетчиках, становится одинаковым, счет прекращается и это число фиксируется как результат измерения временного интервала 11. 2Недостатком устройства является большоевремя измерения длительности импульса,линейно зависящее от точности измерения,Известно устройство нониусного измерения временного интервала, содержатцее квантующий и нониусный генераторы, дискримина.тор опережения, логический блок и блокпропускания. Импульс начала измеряемого интервала включает квантующий генератор, импульсы которого поступают на вход дискрими-10 натора опережения и через блок пропусканияна выход устройства для подсчета числа квантующих периодов и. Импульс конца измеряемого интервала включает нониусный генератор, импульсы которого поступают на дру гой вход дискриминатора опережения и навторой выход устройства для подсчета числа нониусных периодов и, В момент прихода первого импульса нониусного генераторадискриминатор опережения определяет очеред.20ность его прихода по отношению к импульсам квантующей серии, а логический блокзакрывает блок пропускания, пропустив навыход и импульсов квантующей серии, которые пришли ранее первого импульса нониус.ного генератора. По истечении я периодовнониусного генератора очередность приходаимпульсов двух генераторов на дискриминатор опережения изменится. Это эарегнст- эрирует дискриминатор и логическая схема остановит оба генератора 21.Недостатком данного устройства являетсянеобходимость синхронизировать генераторы свходными воздействиями, что приводит к Оухудшению стабильности генератора и уменьшению точности работы устройства.Наиболее близким по технической сущностик предлагаемому является расширитель им.пульсов, содержащий генераторы заряда и 1 эразряда, ключ, конденсатор и релейный эле.мент. Принцип работы устройства заключается в том, что за время действия импульсатоком разряда конденсатор разряжается донапряжения, величина которого пропорциональна длительности входного импульса, апо окончании импульса значительно меньшимтоком заряда, определяющим точность измерения, конденсатор заряжается до исходногозначения, Начало расширенного импульса совпадает с началом входного, а конец - с моментом достижения напряжения на емкостиисходного значения 131,Однако это устройство характеризуетсябольшим временем измерения длительностиимпульса, линейно зависящим от точностиизмерений,Цель изобретения - сокращение времениизмерения длительности импульса,Цель достигается тем, что в устройство,ЗЗсодержащее генераторы заряда и разряда,конденсатор и нуль-орган, вход которого соединен с выходами генераторов заряда иразряда и одной из обкладок конденсатора,вторая обкладка которого соединена с общей шиной, входная шина устройства подключена к входу генератора заряда, дополнительно введены пороговый элемент, генератор разряда, блок синхронизации и двасчетчика импульсов, причем первый вход45блока синхронизации соедэшен с входной ши.ной устройства, второй вход - с выходомпорогового элемента, вход которого подклю.чен к выходу дополнительного генератораразряда и входу нуль. органа, выход которогосоединен с третьим входом блока синхронизации, четвертый вход которого подключенк счетным входам первого и второго счетчиков импульсов и шине опорной частоты, первый выход блока синхронизации подключенк входу генератора разряда, второй выход - 5к входу дополнительного генератора разряда,а третий и четвертый выходы подключенык управляющим входам соответственно первого и второго счетчиков импульсов, выходы которых являются выходами устройства.На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг, 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.Устройство содержит генератор 1 заряда, генераторы 2 и 3 разряда, пороговый элемент 4, нуль-орган 5, конденсатор 6, блок 7 синхронизации, счетчики 8 и 9 импульсов.Устройство работает следующим образом,Поступивший на вход устройства импульс (фиг, 2 б) через блок 7 синхронизации отключает ток разряда генератора 3 разряда и через генератор 1 заряда заряжает конденсатор б до напряжения, пропорционального длительности входного импульса (фиг. 2 в). После окончания входного импульса прекращается заряд конденсатора 6 и блок 7 синхронизации по переднему фронту первого же импульса опорной частоты (фиг, 2 а) включает токи разряда 1 нераторов 2 и 3 (фиг. 2 г, д) и разрешает следующей за этим импульсом серии импульсов запись в первый счетчик 8 импульсов (фиг, 1 ж). Ког. да напряжение йа конденсаторе 6 упадет ниже уровня порога сработает пороговый элемент 4 и передний фронт следующего затем импуль. са опорной частоты запишется в первый счетчик 8 импульсов (фиг, 2) и через блок 7 синхронизации отключит ток генератора 2 разряда (фиг. 2 г), перепишет текущее значение счетчика 8 импульсов в выходной регистр этого счетчика, обнулит его и разрешит запись следующей серии импульсов опорной частоты в счетчик 9 импульсов (фиг.2 и), Когда напряжение на конденсаторе б упа. дет до нуля (фиг, 2 в) нуль-орган 5 изменит свое состояние (фиг; 2 е), через блок 7 синхронизации прекратит доступ импульсов опорной частоты на счетчик 9 импульсов (фиг.2 и), перепишет текущее. значение счетчика 9 им пульсов в выходной регистр этого счетчика, обнулит его и за счет нелинейной обратной связи будет компенсировать ток разряда генератора 3, поддерживая напряжение на кон. денсаторе 6 равным нулю, На этом цикл измерения закончен. Если в процессе заряда конденсатора б напряжение не достигнет значения Опор (фиг. 2 в), то генератор 2 разряда по окончании входного импульса не включиться и по окончании цикла измерения ца выходном регистре счетчика 8 импульсов появится нулевое значение. Величина Опор выбирается такой, чтобы совместное действие токов разряда двух генераторов 2 и 3 за.-время периода опорной частоты не могло разрядить конденсатор 6 от величины Опор до нуля. Выбор конкретных величин токов заряда и разряда, а также величины порогового напряжения зависит от диапазона измерения длительностей входного импульса и периода опорной частоты,Формула изобретенияУстройство для измерения длительности коротких импульсов, содержащее генераторы заряда и разряда, конденсатор и нуль-орган, вход которого соединен с выходами генераторов заряда и разряда и одной из обкладок конденсатора, вторая обкладка кото рого соединена с общей шиной, входная ши,на устройства подключена к входу генератора заряда, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью сокращения времени измерения длительности импульса, в него допол-, нительно введены пОроговый элемент, гене. ратор разряда, блок синхронизации и два счетчика импульсов, причем первый вход.блока синхронизации соединен с входной шиной устройства, второй вход - с выходом порогового элемента, вход которогоподключен к выходу дополнительного генератора разряда и входу. нуль-органа, выход,которого соединен с третьим входом блокасинхронизации, четвертый вход которогоподключен к счетным входам первого ивторого счетчиков импульсов и шине олорной частоты, первый выход блока синхронизации подключен к входу генератора разря 1 О да, второй выход - к входу дополнительного генератора разряда, а третий и четвертый выходы подключены к управляющимвходам соответственно первого и второгосчетчика импульсов, выходы которых являя ются выходами устройства.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Лф 363068,кл. 6 06 Р 10/04, 1973.2, Авторское свидетельство СССР йф 538335,кл, 6 04 Р 10/04, 1977.3, Авторское свидетельство СССР Юф 585596,кл, Н 03 К 5/04, 1977.966660 Фи 8. Составитель Л, ПлетневаТехред Е.Харитончик Корректор С. Шек Редактор Н, Киштулин Подписное Заказ 7842/65 илиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная,Тираж 4 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 11.3035, Москва, Ж - 35, Рмитета СССР открытий ская наб д