Устройство для измерения повторяющихся временных интервалов

(9) 4 0 04 Р 10 04 ЗОБРЕТ АНИЕ а фти СССР969.СР90. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕ 1 ИЙ И ОТНРЬ К АВТОРСКОМУ С(71) Азербайджанский институти химии им. М,Азизбекова(56) Авторское свидетельствоР 3255621 кл. О 04 К 10/04,Авторское свидетельствоУ 351315, кл. Н 03 К 13/20,(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯПОВТОРЯЮЩИХСЯ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ,содержащее генератор случайных потоков импульсов, два вентиля, счет-.чик числа благоприятных исходов,счетчик числа измерений, блок управления и формирователь импульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повьппения точности измерений, в него введены тактовыйгенератор, блок формирования равновероятных импульсов, логический элемент И и блок сброса, причемвыход тактового генератора соединен с первым входом блока формирования равновероятных импульсов, второй и третий входы которого подключены соответственно к выходу генератора случайных потоков импульсов и к первому выходу формирова, теля импульсов, вход Которого соединен с входной шиной устройства,а второй и третий выходы подключены к первым входам соответственнологического элемента И и первоговентиля, второй вход которого подключен к первому выходу блока управления и первому входу второго вентиля, и выход первого вентиля подключен к счетному входу счетчикачисла измерений, выходы которогосоединены с информационными входами блока управления, второй и третий выходы которого подключены соответственно к первому и второмувходам блока сброса, выход которого соединен с установочными входамисчетчика числа измерений и счетчика числа благоприятных исходов, выход последнего из которых являетсявыходом устройства, а счетный входсоединен с выходом второго вентиля,второй вход которого подключен квыходу логического элемента И, второй вход которого подключен к первому выходу блока формирования равновероятньх импульсов, второйвыход которого соединен с входомтактового генератора, 173383Изобретение относится к итутонойй техцике и может быть исцольэовдно в тех областях техники, гдетребуется измерять повторяющиесяинтервалы времени либо другие величины, которые могут быть преобразованы во временной интервал, напри -мер, в фазовых измерениях, при измерении электрического напряжения. тока, температуры и т,п,Цель изобретения - повьппецие точности измерения за счет приближениязакона распределения случайного потока к линейному.На фиг, 1 изображена функциональная схема устройства измерения временных интервалов) нд Фиг, 2 - временные диаграммы работы устройства.устройство содержит генератор 1случайных потоков импульсов, логический элемент И 2, вентиль 3, счетчик 4 благоприятных исходов, формирователь 5 импульсов, вентиль б,счетчик 7 числа измерений, блок 8управления, блок 9 сброса, тактовый генератор 10, бпок 11 формирования равновероятных импульсов, Блок11 содержит триггеры 12 и 13, инвертор 14, элемент И 15 и дифференцирующую БС-цепочку. Блок 8 включает в себя триггер 16, многовходовый элемент И-НЕ 17 и двухвходовые элементы И-НЕ 18-21,Выход генератора 10 соединен с первым входом блока 11, второй и 35 третий входы которого подключены соответственно к выходу генератора и к.первому выходу формирователя 5, вход которого соединен с входной шиной устройства, а второй и третий О выходы подключены к первым входам соответственно элемента И 2 и вен - тиля 6, второй вход которого подключен к первому выходу блока 8 и к первому входу вентиля 3, выход вентиля 5 б подключен к счетному входу счетчика 7, выходы которого подключены к информационным входам блока 8, второй и третий выходы которого подключены к первому и второму входам бло ка 9 сброса, выход которого соединен с установочными входами счетчиков .7 и 4, выход последнего из которых является выходом устройства, а счетный вход соединен с выходом венти ля 3, второй вход которого подключен к выходу элемента И 2, выход которого подключен к первому выходу блока 1 1, второй ттыхоп кот; рого соедитетс входом тактового гецератсра 10,Устройство работает следуюцтигс образом,На вход тактового генератора 1 Очерез триггер 2 блока 11 гтодаютсяслучайные импульсы от генераторапуассоцовского потока (Фиг, 2 б),ко -торые дают разрецетгие .работе такгового генератора 10 (Фиг. 2 в), навыходе которого появляются импульсыв случайные моменты тзреметги, которые подаются на вход триггера13 блока 11. Тактовый генератор 10с помощью Г(С-цепочки настроен на частоту периодически следующих измеряемых импульсов,Поток измеряемых интервалов поступает на вход формирователя 5,который преобразует указанный измеряемый поток в поток прямоугольныхимпульсов (фиг. 2 а ), длительностькоторых измеряется, Этот поток чеьрез инвертор 14 блока 11 подаетсяна второй вход триггера 13на выходекоторого имеет место поток (фиг.2 г,г ) равновероятных импульсов с частотой, равной частоте измеряемогосигнала, который через триггер 12блока 11 дает запрет тактовому генератору 10, Другой выход триггера13 ,фиг, 2 г) подается через диффереццирующую цепочку КС (сигнал навыходе которой представлен на Фиг,2 д)и логический элемент 15 ( сигнал навыходе которого представлен нафиг, 2 д ), на вход элемента 2, навторой вход которого подаются импульсы от формирователя 5,В качестве триггеров 12 и 13 используются БЯ-триггерь с входамиустановки "0" и "1", Необходимостьпредварительной установки тригге -ров 12 и 13 блока 11 отпадает, таккак оба триггера работают в измерительном режиме и логическая связьих такова, что предварительная установка исходного состояния не нужна, так как процесс измерения начинается с приходом опросного импульса от блока 5, который и устанавливает оба триггера в исходноесостояние,На выходе элемента 2 появляется импульс (фиг, 2 е) в том случае, если за время поступления на один его вход очередцоо измеряемого импульса на другой с го сод поступитимпульс от формирователя равновероятных импульсов, а так как их частоты равны и, следовательно, заодин период измеряемого сигнала выпадает лишь один равновероятный им -пульс, в данном случае возможноприменение логического элемента И.Поток импульсов с выхода логического элемента И 2 через вентиль3 подается на вход счетчика 4 благоприятных исходов, С выхода формирователя 5 снимаются импульсы, синхронные с импульсами, подаваемымина вход элемента 2, и подаются через вентиль б на вход счетчика 7,Счетчик 7 представляет собой счетчик до заданного числа И (в данномслучае 0=10000), предварительно внего записанного,Обнуление счетчиков 4 н 7 осуществляется установкой "1" на втором входе всех разрядов, что достигается первоначально кратковременной подачей "0" кнопкой 22через логический элемент блока 9сброса.Выходы всех разрядов счетчика 7подаются на входы логического элемента 17 блока 8 для выделения последнего 10000-го импульса, которыйчерез блок 9 прекращает работу счетчиков 4 и 7, возвращая их в исходное состояние,Во время счета, который начинается с момента включения кнопки23 блока 8,.счетчики 4 и 7 начинают работу, так как с выхода триггера 16 блока 8 подается разрешениена вход вентилей 3 и 6, количествоимпульсов на которых соответствуетположительному числу испытаний ии общему числу 11 соответственно,После поступления на вход Б-го(т.е, 10000-го) импульса счетчик7 выдает импульс на блок 8 управления, который сразу же сигналамисо своих выходов закрывает вентили3 ь 6. В дальнейшем процесс повто 1 изм Т та кт Функциональные назначения блокаформирования - получение потока импульсов, равномерно распределенныхна интервале Тэ (фиг. 2 д),иОтношение Р = - в теории вео У,о Броятностей называется частотой,приблизительно равной вероятностид интересующего нас события, т,е,вероятности попадания хотя бы одного случайного импульса на измеряемый интервалн м976 0 яш 3(1Точность приближенного равенства(1)тем выше, чем больше число испытаний И.В данном случае число выбирается кратным десяти, благодаря это 35му операция деления и/М еводитсялишь к сдвигу занятой в цифровомдесятичном показании счетчика 4,Величина измеряемого интервалаопределяется по формуле Ли "и ибм)(2) 45Таким образом зависимость междуЭвеличиной измеряемого интервала ичислом импульсов, совпавших с измеряемым сигналом, линейна,ряется через интервал, определяемый блоком управления, т,е, в результате измерительного цикла в счетчике 4 благоприятных исходов оказывается зафиксированным некоторое число и, соответствующее заданному общему числу измеряемых импульсов, поданных на входную шину устройства и зафиксированных счетчиком О Блок 11 Формирования равновероятных импульсов может быть построен на триггерах, Необходимое условие работы блока 11 формирования равновероятных импульсов следующее;15Подписное СССР акаэ 5 иал ППП "Патент", г,ектная, 4 город, ул,/47 Тираж 406 ВНИИПИ Государственног по делам изобретений 13035, Москва, Ж, Раушс