Интерполяционный измеритель временных интервалов

(19) (1 О ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗ ЕНИ Н АВТ ДВТЕПЬСТ 73 24-21 хник и поль врем ния -достиоднознаодержитнт ИЛИверсив 8. и(21) 3906 (22) 22.0 (46) 07,0 (71) Том ванных си электрони (72) В,А (53) 681 (56) Пат кл. С 04Автор У 662907 СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 3854.87, Бюп. Мф 13кий институт автоматизстем управления и радикиПотехин и В.К.Шелковни317.77 (088.8)нт США У 3541448,Г 10/04, 1970.кое свидетельство СССРкл. С 04 Р 10/04, 197 51) 4 С 04 Р 10/О(54) ИНТЕРПОЛЯЦИОННЫИ ИЗМЕРИ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ (57) Изобретение относится к электроизмерений и может быт зовано для точного измерения ных интервалов. Цель изобрет повьппение точности измерения гается за счет устранения не чности отсчета, Устройство с генератор 1 импульсов, элеме НЕ 2, элементы ИЛИ 3 и 23, р ный счетчик 4, формирователи1302236импульсов начала и конца временного в устройство были введены второй реинтервала, регистры 7 и 8 сдвига, версивнйй счетчик, второй преобразоэлементы И 9, 10, 15, 16, 19 и 20, ватель временной интервал - код,два преобразователи 11 и 12 временной блока сравнения кодов, счетчики,два интервал " код, блоки 13 и 14 срав- регистра сдвига, два элемента ИЛИ, нения кодов, триггеры 17 и 18,счет- элемент ИЛИ-НЕ, четыре элемента И и чики 21 и 22, реверсивный счетчик два триггера. 1 ил.24, Для достижения поставленной целиИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для точного измерения временных интервалов.Цель изобретения - повышение точности измерения временных интервалов за счет устранения неоднозначности отсчета.На чертеже приведена структурная схема устройства.Интерполяционный измеритель временных интервалов содержит генератор 1 импульсов, элемент ИЛИ-НЕ 2, элемент ИЛИ 3, реверсивный счетчик 4, формирователи 5 и 6 импульсов начала и конца временного интервала соответственно, регистры 7 и 8 сдвига, элементы И 9 и 10, преобразователи 11 и 12 временной интервал - код, блоки 13 и 14 сравнения кодов, элементы И 15 и 16, триггеры 17 и 18, элементы И 19 и 20, счетчики 21 и 22 стартового и стопового интервалов соответственно, элемент ИЛИ 23, реверсивный счетчик 24.Кроме того; использованы следую-. щие обозначения: Б, Р в импуль начала и конца измеряемого интервала соответственно; Бо, Г - сигналы на выходах формирователей 5 и 6 начала импульсов и конца измеряемого интервала соответственно; Б, Б инверсные значения напряжений соответственно на первом и втором выходах регистра 7; Г , Р, - инверсное и прямое значения напряжений на первом и втором выходах регистра 8 соответственно; М - импульсы на выходе генератора 1; Н, К - сформированные интерполяционные интервалы на выходах элементов И 9 и 10 соответственно; П, П - прямое и инверсное значения напряжений сформированной пачки 2импульсов на выходе элемента ИЛИ-НЕ 2.Устройство работает следующим образом.Стартовый импульс Б, соответству ющий началу измеряемого интервала,поступает на вход формирователя 5 начала измеряемого интервала, представляющего собой, например, триггер с раздельным запуском, и включает его. Единичный перепад напряжения Б с его выхода подается на информационный вход регистра 7 и вход элемента И 9. На синхронизирующий вход регистра 7 поступают контактирующие импульсы от генератора 1 импульсов.С приходом каждого после установления Б очередного импульса происходит сдвиг единичного напряжения в регистре 7 на один разряд (шаг).20Первый после Б контактирующийимпульс включает триггер первогоразряда регистра 7 (триггеры регистров 7 и 8 не показаны), на выходахтриггера первого разряда регистра 7устанавливаются напряжения Б, и Б1 фвторой импульс включает второй триггер и появляются напряжения Б и Бпосле третьего импульса - Б й БСтоп-импульс Г, соответствующийокончанию измеряемого интервала,включает формирователь 6, на выходекоторого формируется единичный перепад Р . Этот сигнал подается на ин формационный вход регистра 8 и одиниз входов элемента И 10. На синхронизирующий вход регистра 8 поступают импульсы с генератора 1 импульсов и с приходом каждого после Р 40 очередного импульса происходит очередной сдвиг единичного напряженияна один шаг. С приходом первого импульса на выходе первого разряда ре(7) с миг. -ьс к р о к гистра 8 устанавливаются напряженияР и Р, после второго - Г,Г1фНа вход элемента И 9.поступаютсигналы Б, Б б и Р и в результатеих логического перемножения получаеминтерполяционный интервал начала С = (и, - 1 ) с + ь,номер фронта импульса, выделяемого в первом канаюена первом выходе регистрапосле прихода Бб 3длительность импульса навыходе генераторанеучтенный отрезок междуБ и первым счетным импульсом. В рассматриваемом случае и, принято равным 3 и С = 2 Сб + ЬС (3 )С помощью элемента И 10 формируется интерполяционный интервал кон- ца С : (и в . 1 ) С + аг. к 2 о К где и - номер фронта импульса, выделяемого на первом выходесдвигающего регистра 8, причем и : иЭаС - временной отрезок между Гки очередным счетным импульсом. Интерполяции подлежит отрезок и с учетом последнего выражения длительность Г записывается какк Для случая и, = 3, а и = 2 имеем 2 - ас (8)Сформированные временные интервалы С и С поступают на преобразова 4тели 11 и 12 временной интервалкод. Здесь каждый временной интервал преобразуется в амплитуду, пропорциональную длительности интерва ла (таким преобразователем можетбыть конденсаторный накопитель с линейным зарядом емкости с постояннымтоком в течение длительности импульса), а затем в код с помощью любогоизвестного аналого-цифрового преобразователя, например, поразрядногоили развертывающего уравновешиванияКод с выходов блоков 11 и 12 подается на входы блоков 13 и 14 сравнения кодов соответственно.Счеиные импульсы формируются следующим образом. На вход элементаИЛИ-НЕ 2 поступают импульсы М, Б иР В результате их логического сло жения имеемс а с учетом инверсии25 П=М+Б,+ Р (10) Длительность пачки импульсов вобщем виде записывается как30Т =И - (и - 1) + (и - 1)", г.кб.ф о 35 где Иб - фактическое число фронтовсчетных импульсов, находящихся между Б и Г.К основному результату (11) необходимо прибавить результат интерпо ляции начала измеряемого интервала(2) и вычесть результат интерполяцииконца измеряемого интервала (7).Итог измерения получен в следующемвиде:45Т= (И - и +и) ++ (и, - и - 1) + ас+ дс, (12) Суммирование основного результата и первого интерполяционного отрезка осуществляют следующим образом.После окончания преобразования "- в код на выходе преобразователя 11 устанавливается единичное напряжение, которое поступает на вход элемента И 15, на второй вход которого поступает импульс Р , При совпадении этих им10 15 20 25 35 40 45 50 55 5 13пульсов элемент И 15 выходным сигналом включает триггер 17, С выходапоследнего напряжение поступает навход элемента И 19, второй вход которого соединен с генератором 1 импульсов, разрешая тем самым прохождение импульсов на его выход,С выхода элемента И 19 импульсыпоступают на счетный вход счетчика21 и одновременно через элемент, ИЛИ23 на счетный вход реверсивногосчетчика 24, находящегося в режимесуммирования. Импульсы переноса, эквивалентны импульсам С , переносятся через элемент ИЛИ 3 в счетчик 4.Как только код счетчика 21 сравняется с кодом, имеющимся на выходе преобразователя 11, срабатывает блок13, импульс окончания счета устанавливает триггер 17 в исходное состояние и одновременно поступает в качестве разрешающего сигнала на элемент И 16.После того, как на вход элементаИ 16 поступает сигнал окончания цикла преобразования интервала Св кодс выхода преобразователя 12, последний срабатывает и включает триггер18. Выходное напряжение этого триггера переводит счетчики 24 и 4 в режим вычитания и одновременно разрешает прохождение счетных импульсовчерез элемент И 20 на счетчик 22 ичерез элемент ИЛИ 23 на счетчик 24.При совпадении кодов на выходахсчетчика 22 и преобразователя 12блок 14 вырабатывает сигнал, с помощью которого устанавливаются висходное состояние триггер 18, формирователи 5 и 6, регистры 7 и 8,счетчики 21 и .22. Формула изобретения Интерполяционный измеритель временных интервалов, содержащий генератор импульсов, первый реверсивный счетчик, формирователь импульсов начала и формирователь импульсов конца временного интервала, первые входы которых подключены соответственно к первому и второму входам устройства, выход формирователя импульсов начала временного интервала подключен к первому входу первого элемента И, выход формирователя импульсов конца временного интервала подключен к пер вому входу второго элемента И,первый преобразователь временной интервал -02236 6 код, отличающийся тем,что, с целью повышения точности, внего введены второй реверсивныйсчетчик, второй преобразователь временной интервал - код, два блокасравнения, счетчики стартового истопового интервалов, два регистрасдвига, два элемента ИЛИ, элементИЛИ-НЕ, четыре элемента И и дватриггера, причем выход генератораимпульсов подключен к первому входуэлемента ИЛИ-НЕ, синхровходами первого и второго регистра сдвига и кпервым входам третьего и четвертогоэлемента И, выход последнего из которых соединен со счетным входомсчетчика стопового интервала и первым входом первого элемента ИЛИ,второй вход которого подключен ксчетному входу счетчика стартовогоинтервала и выходу третьего элемента И, второй вход которого подключенк выходу первого триггера, первыйвход которого соединен с выходом пятого элемента И, а второй вход - свыходом первого блока сравнения кодов и первым входом шестого элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго преобразователя временной интервал - код, а выход - с первым входом второго триггера, вто рой вход которого подключен к К-входам обоих регистров сдвига, и счетчиков стартового и стопового интервалов, а также к выходу второго блока сравнения кодов, и вторым входамформирователей импульсов начала и конца временного интервала, выходвторого триггера подключен к второму входу четвертого элемента И и квходам управления реверсом реверсивных счетчиков, счетный вход первого.из которых подключен к выходу второго элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом элемента ИЛИНЕ, а второй вход подключен к выходупереноса второго реверсивного счетчика, счетный вход которого подключен,к выходу первого элемента ИЛИ,выход формирователя импульсов началавременного интервала подключен к информационному входу первого регистрасдвига, первый выход которого соединен с вторым входом первого элементаИ, третий вход которого соединен спервым входом пятого элемента И,первым выходом второго регистра сдвигаи вторым входом второго элемента И,выход которого подключен к входуЗаказ 1216/46 Тираж 371 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4. 7 1 второго преобразователя временной интервал - код, информационные выходы которого подключены к первой группе входов второго блока сравнения кодов, вторая группа входов которого соединена с выходами разрядов счетчика стопового интервала, второйвыход первого регистра сдвига подключен к второму входу элемента ИЛИНЕ, третий вход которого соединен с вторым выходом второго регистра сдвига, информационный вход которо 302236 8го соединен с выходом формирователя импульсов конца временного интервала, выход первого элемента И подключен к входу первого преобразователя временной интервал - код, выход которого соединен с вторым входом пятого элемента И, а информационные выходы подключены к первой группе входов первого блока сравнения ко- Ю дов, вторая группа входов которогосоединена с выходами разрядов счетчика стартового интервала.