Устройство для измерения флуктуаций временных интервалов

9) (И) СО)ОЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК З(5 Р 0 04 Г 10 00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯИ АВТОРСКОЬВУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) 1. Авторское свидетельство СССР Р 488158, кл. О 01 В 23/00, 197 б,2, Авторское свидетельство СССР В 938248,кл. 6 04 Р 10/00, 1980(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЙ ФЛЮКТУАЦИЙ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ.содержащее два измерительных канала, . первый из которых состоит из последовательно соединенных ограничителей по верхнему и нижнему уровню, дифференциального.трансформатора и усилителя-ограничителя, а второй - иэ последовательно соединенных ограничителей по верхнему и нижнему уровням и дифференциального трансформатора, а также усилителя-ограничителя, триггер, первый вход которого соединен с выходом усилителя-ограничителя второго измерительного канала, регулируемую линию задержки, вход которой соединен с выходом усилителя-ограничителя первого измерительного канала, многоканальный дискриминатор длитель. ности, содержащий секционированную линию задержки Н блоков формирования, каждый из которых состоит .из последовательно включенных сумматора, ог" раничителя и выходного каскада, выходы которых соединены с выходами дискриминатора длительности, причем вход секционированной линии задержки соединен с входом дискриминатора длительности и подключены к первым входам всех сумматоров, вторые входы которых подкдйчены к выводам сек ционированной линии задержки, два переключателя и счетчик импульсов, входы которого соединены с выходами дискриминатора длительности, вход дискриминатора длительности соединен с выходом триггера, второй вход которого через первый переключатель соединен с выходом усилителя-ограничителя первого измерительного канала и ;выходом регулируемой линии задержки, а вход усилителя-ограничителя второго измерительного канала соединен че- рез второй переключатель с соответствующими выходами обоих дифференциальных трансформаторов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расшире- ния Функциональных возможностей,уст ройства, в него дополнительно введе- ф ны блок совпадения и триггер, первый, вход которого соединен с выходом усилителя-ограничителя первого измерительного канала, второй вход соединен с выходом усилителя-ограничителя второго измерительного канала, при этом первый вход блока совпадения соединен с выходом дополнительного триггера, вторые входы соединены с выходами регулируемой линии задержки, выполненной секционировайной, а выход блока совпадения соединен с дополнительньае входом счетчика импульсов.Изоберетение относится к измерительной технике, а именно измерению временных интервалов.Известно устройство для непрерывного измерения периода следования импульсов, содержащее счетчик генератор эталонной частоты, две схемы совпадения, ждущий мультивибратор, триггер и регистр сдвига 1.13.Недостатками данного устройства являются сложность изготовления генератора эталонной частоты и отсутствие возможности измерения длительности импульсов.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для измерений Флюктуаций временных интервалов, содержащее два измерительных канала, первый из которых состоит из последовательно включенных ограничителей по верхне О му и нижнему уровню, дифференциального трансформатора и усилителя-ограничителя, а второй - из включенных последовательно ограничителей по верхнему и нижнему уровням и диффе ренциальнсго трансформатора, а также усилителя-ограничителя, триггер, один вход которого соединен с выходом услителя-ограничителя второго измерительного канала, регулируемую линию задержки, вход которой соединен с выходом усилителя-ограничителя первого измерительного канала, два переключателя, многоканальный дискриминатор длительности, содержащий секционированную линию задержки иКИ бло" ков Формирования, каждый из которых состоит из последовательно включенных сумматора, ограничителя и выходного каскада, ныходы которых соединены с выходами дискриминатора дли тельнссти, причем вход секционированной линии задержки соединен с входом дискриминатора длительности и подключен к первым входам всех сумматоров, вторые входы которых псдключены к выходам секционированной линии задержки и счетчик импульсов, входы которого соединены с выходами дискриминатора длительности, дополнительный вход которого соединен с выходом триггера нторой вход которого через перный переключатель соеди,нен с выходом усилителя-ограничителя первого иэмерительного канала и выходом регулируемой линии задержки, а вход усилителя-ограничителя второго измерительного канала через вто" рой переключатель соединен с соответствующими выходами обоих дифференциальных трансФорматоров2.Однако известное устройство не позволяет измерять длительность поступающих на его нход временных интервалон, для определения которой приходится использовать друГую аппа 65 Ратуру, что не псзвсляет измерять длительность временных интервалов т интервала к интервалу.Цель изобретения - расширение сункциснальных возможностей устройства за счет одновременного измерения Флюктуаций и длительности флюктуирующих временных интервалов. Поставленная цель достигается тем, что н устройство, содержащее дна измерительных канала, первый из которых состоит из последовательно включенных ограничителей пс верхнему и нижнему уровню, диФФеренциального трансформатора и усилителя-ограничителя,а второй - из последовательн соединенных ограничителей пс верхнему и нижнему уровням и дифференциального трансфсрглатсра, а также усилителя-ограничителя, триггер, первый нхсд котоРого соединен с выходом усилителя-сграничителя второго измерительного канала, регулируемую линию задержки, вход которой соединен с выходом усилителя-ограничителя первого измерительного канала, многоканальный дискриминатор длительности, содержащий секциснирсванную линию задержки и Й блоков формирования, каждый из которых состоит из последовательн включенных сумматоров, ограничителя и выходного каскада, выходы которых соединены с выходами дискриминатора длительности, причем вход секциснированнсй линии задержки соединен с входом дискриминатора длительности и подключен к перным входам всех сумматоров, вторые входы которых подключены к выходам секцисниронаннсй линии задержки, два переключателя и счетчик импульсов, входы котрого соединены с выходами дискриминатора длительности, вход дискриминатора длительности соединен с ныхсдам триггера, второй вход которого через первый переключатель соединен с выходом усилителя-ограничителя перногс измерительного канала и выходом регулируемой линии задержки, а нхсд усилителя-ограничителя второго измерительного канала соединен через второй переключатель с ссстветствующими выходами обоих дифференциальных трансФорматоров, введены блок совпадения и триггер, первый вход которого соединен с выходом усилителя- ограничителя первого измерительного канала, второй вход соединен с выходом усилителя-ограничителя второго измерительного канала, при этом первый вход блока совпадениясоединен с выходом дополнительного триггера, вторые входы соединены с выходами регулируемой линии задержки, выполненной секциониронаннсй, а выход блока совпадения - с дополнительным входом счетчика импульсов.На чертеже приведена структурная схИма устройства.Устройство содержит два измеритель. ных кайала 1 и 2, каждый йз которых состоит из ограничителя 3 по верхнему уровню, ограничителя 4 по нижнему уровню, дифференциального трансформатора 5 и усилителя-ограничителя 6, триггеры 7 и 8, секционированную регулируемую линию 9 задержки, выполненную в виде набора секций, соеди ненныхпоследовательно, с одинаковым временем задержки каждой секции Д 7"р и с дополнительными выходами от точек соединения каждой секФи, подсоединенными к раздельным контактам 15одной неподвижной платы переключате- . ля 10, блок 11 совпадения, переключарокидывая его в новое устойчивое сос.60 65 тояние. Импульсы напряжения со второй обмотки трансформатора 5.1 (обратной полярности) подаются на усилитель-ограничитель 6 со второго измерительного канала, с помощью которого выделяются импульсы, соответствующие переднему фронту измеряемых импульсов обратной полярности. тель 12, многоканальный дискриминатор 13 длительности и счетчик импульсов 14. Многоканальный дискриминатор 13 20 состоит из секционированной линии 15 задержки и М блоков 16 формирователей, каждый из которых состоит из сумматора 17, ограничителя 18 и выходного каскада 19, Сигналы подаются на входные шины 20 и 21.Предлагаемое устройство работает следующим образом.Исследуемые временные интервалы, длительнооть которых Г необходимо измерить на заданном уровне (0), подаются на входную шину 20 ограничителя 3.1. Ограниченные сверху до заданного уровня измерения (Цм ) импульсы подаются на ограничитель 4.1. Уровень ограничения снизу вы бирается таким, чтобы на выходе ограничителя 4 получались практическипрямоугольные импульсы с длительно" стью, равной длительности входных импульсов на заданном уровне изме рения. Эти импульсы подаются на трансформатор 5,1 с двумя вторичными обмотками, с которых снимаются разно- полярные импульсы. Импульсы напряжения с первой выходной обмотки транс Форматора 5 подаются на усилительограиичитель 6.1, с помощью которого выделяется импульс, соответствующий переднему Фронту импульса измеряемого временногО интервала, Этот импульс задерживается в секционированной регулируемой линии 9 задержки на время 1 ь, соизмеримое с длительностью измеряемого временного интер-. вала (1 Муу и через первый контакт подвижной платы переключателя 10 подается на вход триггера 7, опЭти импульсы поступают на второй вход триггера 7, опрокидывая его в исходное состояние. Сформированные усилителями-ограничителями 6 импульсы поступают также на входы дополнительного триггера 8, работа которого аналогична работе триггера 7. Сформированный триггером 8 импульс, длительность которого равна длительности измеряемого временного интервала .(врассматриваемом случае - периода повторения импульсов) подается на разрешающий вход блока 11 совпадения, на второй вход которого поступают импульсы с выходов секционированиой регулируемой линии,9 задержки, снимаемые с каждого из контактов второйнеподвижной платы переключателя 10. Общее количество контактов переключателя 10 равно количеству секцийлинии 9 задержки. В результате на выходе блока 11 совпадения появляются импульсы с дискретностью во времениколичество которых прямо пропорционально длительности измеряемого временного интервала, длительность которого с погрешностью, не превышающей времени задержки между двумя соседними выводами секционированной регулируемой линии задержки 9, определяется выражением 1=дТзриц , где ймколичество импульсов на восходе блока совпадения, определяемое длительностью импульса, сформированного триггером 8 и считываемое счетчиком 14 на дополнительном его входе), Положение переключателя 10 выбирается таким,чтобы переключение его в одну сторону не приводило к увеличению количества импульсов на выходе блока 11 совпадения, а переключение на одну ступень в другую сторону приводило к уменьшению количества импульсов на один., Контроль правильности о выбранного, положения переключателя 10 осуществляется с помощью счетчика 14 импульсов.В результате на выходе триггера 7 появляются импульсы, длительность которых равна погрешности измерения временного .интервала, не превышающей ЬС 3 р, определенной с помощью триггера 8, блока 11 совпадения, регулируемой секционированной линии 9 задержки и счетчика 14.Сформированныйтриггером 7 импульс поступает на входы сумматбров 17 и на вход секционированной линии 15 задержки дискриминатора 13 длительности. Суммарное время задержки секционироваиной линии 15 задержки рав- но времени задержки одной секции регулируемой секционированной линии 9. задержки йвр ( э,2=А:зр)Задержанный последовательно на время б в+н "-ЬТъ 4;а 2,Ь,1 ",А В(и) импульс с каждого из И выходов линии 15 задержки поступает на входсуг 1 иатора 1 7 с ВОН го б.;101(тд т б с 1,(ЛК 1 Н- рователей дискриминатора 13 ДлитсльНОТ"ТИ. В рЕЗуЛЬТаТЕ На ВЫХОДаХ Сумматора. 17 ПОЯвляютт Я ут(оро 1 е:11 тые 11 г 1- 1 СУЛЬСЬ 1 С ДИСК(ЭЕТНОСТЬЮ Ло 5 ЗРЕТТЕНИ Равной Ь 7 д, ко 1 ичество котоРых пРЯ- мо пропорционально длительности измеряемого временного интервала, дслитель 11 ость которого определяется выраже 11 ием Ь 6 - .Ь 7,)1 и(где т 1 р- количество импульсов на гдыходе дискриминатора 13, определяеглое величиной измеряемого временного интервала, не превышающего Ь с.Зр (при максимальном значении измеряемого Временного интервала оно равно количеству сек 11 ий 15 линии задержки 15). Укороченные импульсы с выхоцов сумматоров 17 поступают на входы своих усилителей-ограничителей 18, с выходов которых через выходные блоки 19 количество им пульсов считывается счетчиком 14,Абсолютное значение длительнооти измеряемого временного интервала определяется суммойПример характеризует работу устройства при измерении флюктуирующих по длительности периодов повторения импульсов. Измерение других временных интервалов (длительности импульсов, задс:ржки одно 9 импульсной последовательностт: относительно другой и т,д,) обеспечивается эа счет выбора других положений переключателей 10 и 12 и использования второго входа измерителя,Измерение флюктуа:сий временных интерьалов является частным случаем 40 работы 1 д эмерите ттЯ ф тцвкт у 11 рут(ттт 111 х интервалов и гсокет Осугт ествляться как Извтнм ранее способом, так инением результатов измерения двух соседних ос .1 зссных последовательнос - л 5 тсзй (длитель . Оти первого импульса со":тг тт ля;:, з д;тере тсия Лли 1 с.:явности 1 зсртз, С 1:.Н 1=.х интервалов двух П .11 ИИ Задс Пжк 11 т ВнтПОЛНЕНЫХ СЕКЦИО- пирова;1 но, обеспечивает измерение Н 11 тсрлалоя с ллитедльнОсти которых соизмеримь 1 или меньше суммарного вреТс:.ПИ ЗаДЕРжКИ ЭТИХ ЛИНИЙ ЗаДЕРжКИ. Ири этом измерение Временных интервал( тз т д 11:сто.511.1 ос;ть которых меньше суммарного времени задержки 1 обеспе ваЕТСЯ 11 УтсЗМ ИЗГЛЕНЕНИЯ ЭТОГО ВРЕМЕ- тти (уменьшения) с помощью переключателя 10, обеспечивающего подключение ссеобходимого количества секций линии задержки 9.Использование Для измерюниЯ Длит.гльностст ,;люктуируюсцих временных интервалов количества импульсов с вд 1 ходов бло:(а 11 совпадения и дис(риминатора 3 длительности позволя т расширить функциональные воэмож,ости известного измерителя флюктуаций временных интервалов эа счет Одг 1 овременного измерения флюктуаций и флккту 11 рующих временных интерВалОВтИсгользование секционированной линии задержки 15 с одинаковым временем задержки каждой секции и суммарным зременем задержки, равным времени задержки одной секции линии задержки 9 лля измерения временного интервала, ,1(знгдшедго т чем вРемЯ заДеРжки секЦии т 1 ин 1.и 9, обеспечивает получение результатов измерений флюктуирующих времени 1 х 1 тнтерват;ОВ с поГрешностями, е превышающими времени задержки одной секции линии 15 задержки, т,е. Ьдгт что при наличии линий задержки с сег(циЯмитобеспечивак 5 Щими заДерж (у на единицы нанОсекунд, позволяет измерять временные интервалы с макимальными длительностями, определязмыми суммарным временем задержки .1 ОГОСЕКПИОННЬ 1 Х ЛИНИЙ ЗаДЕРжКИ С ТОЧ- яост-о ло ети 11 иц наносекунд.1034007 Филиал ППП,фПатен г.Уагород,ул.Прое вниипи Тираж акаэ 5623/5 Подписное