Устройство для измерения длительности временных интервалов

/24-2 лекигура я 6 Аналого т рон аораьных ДЛИТЕЛ измери- одержит 2 ил. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯНОСТИ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ(57) Изобретение относится ктельной технике, Устройство генератор 1 счетных импульсов, стор 2, счетчик 3 грубого счета, Нсекционную линию 4 задержки, И тгеров 5 точного счета и управляющитриггер 12. Введение формирователизмеряемого интервала, формирующихтриггеров 7 и 8, элемента И 9, элментов ИЛИ 10, 11 и 17, формировлей 13 и 14 переднего и заднего фтов, элементов 15 и 16 задержки,арифмегического блока 18, индика19 и образование новых функционалсвязей позволяет повысить точносизмерений больших временных интеИзобретение относится. к измерительной технике и предназначено для использования в радиотехническихустановках различного назначения.Цель изобретения - повышение точности измерений больших временных интервалов.На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг, 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.Устройство содержит генератор 1 счетных импульсов, селектор 2, счетчик 3 грубого счета, И-секционную линию 4 задержки, Б триггеров 5 точ ного счета, формирователь 6 измеряемого интервала, формирующие триггеры 7 и 8, элемент 9 И, элементы 10, 11 ИЛИ, управляющий триггер 12, формирователи 13 и 14 импульсов соответст венно переднего и заднего фронтов, элементы 15, 16 задержки, элемент 17 ИЛИ, арифметический блок 18, блок 19 индикации.25Вход формирователя 6 являетсявходом устройства, прямой выход формирователя 6 соединен с одним входомселектора 2 и Я-входом триггера 7,инверсный выход формирователя 6 соединен с Я-входом триггера 8, выходгенератора 1 соединен с другим входомселектора 2, с С-входами триггеров 7,8, а также с первыми входами элементов 10, 11 ИЛИ, второй вход элемента,10 соединен с выходом триггера 7,35второй вход элемента 11 соединен свыходом триггера 8, выходы триггеров7, 8 через элемент 9 И соединен с0-входами М триггеров 5 точного счета и с входом И-секционной линии 4 40задержки, выход каждой из И секцийкоторой соединен с С-входом соответ"ствующего из И-триггеров 5 точногосчета, выходы элементов 10, 11 соединены соответственно с К- и Я-входами триггера 12, выход которого соединен с формирователями 13 и 14 импульсов переднего и заднего фронтов,выходы которых соединены непосредственно с управляющими входами арифметического блока 18 и через элементы15, 16 задержки с входами элемента17 ИЛИ, выход которого соединен сК-входами Н триггеров 5 точного счета, выход элемента 15 задержки соеди нен с К-входом счетчикаф 3 грубогосчета,Устройство работает следующим образом. Поступающий на вход формирователя6 сигнал Т произвольной формы(фиг. 2 а) преобразуется формирователем 6 в две взаимно инверсные последовательности прямоугольных импульсов (фиг.2 0 и), каждый из которыхравен по длительности соответствующему участку входного сигнала. Сигнал(фиг. 20) с прямого выхода формирователя 6, поступая на селектор 2, создает временные ворота длительностьюТ, за время которых в счетчик 3 грубого счета поступает от генератора 1ш счетных импульсов с периодом Г(фиг. 2,). Зафиксированная в счетчике 3 грубого счета информация шо длительности измеряемого временного интервала Т содержит методическукпогрешность, величина которой соответствует сумме погрешностей измерения стартового ьм, и стопового дГучастков измерительного интервалаТ= шь+ ьс + ьг., (фиг. 2), приэтом величины й 1, и ЕГ. взаимно независимы и могут изменяться в пределах от 0 до о . Инструментальное определение величин дС, и 6 с (точнеео - 6 С )обеспечивается триггерами7, 8 и элементом 9 И. В момент г. навыходе формирователя 6 (фиг. 2 6) возникает потенциал лог. "0", перебрасывающий триггер 8 в состояние, дающеена его выходе потенциал.лог. "1"(фиг. 2), В момент С, = й + Т триггер 8 разблокируется по входу Я ибудет переброшен в состояние 0 лишьчерез время (- г.,) - в момент прихода первого от момента 1 счетногоимпульса. До моментатриггер 7,устанавливаемый по входу Я сигналомс прямого выхода формирователя 6, находится в единичном состоянии и наего выходе имеется потенциал лог. "1(фиг.2,е),Первый после моментасчетныйимпульс опрокидывает своим переднимфронтом триггер 7 в состояние нуля(фиг, 2,е), в котором триггер остает 1ся ввиду блокировки по входу Р домомента С когда вернется в исход-ное состояние под действием сигнала, поступающего на вход Я, Следующее срабатывание триггера 7 происходит в момент г. + ь г когда придетпервый, начиная с момента г., счетный импульс,На выходе элемента 9 И будет сформирован сигнал (фиг. 2 мс). Очевидно, 1377819что Т= д + шГ+ дС . Подставив вместо дй эквивалентную величину ь - (Г - д 1, ), получаем.Т, (Г+ дс,)+ш,-(- дй ). (1) 5Используемая линия задержки состоит иэ И секций, каждая из которых обеспечивает задержку сигнала наТ/И+1, Таким образом наибольшая заИдержка сигнала равна - оИ На отводах секций линии задержки будут формироваться сигналы, пока" занные на фиг. 2),ц, Задержанные каж дой секцией на СИ+1 импульсы с выходов секций будут последовательно воздействовать на триггеры 5, пере;брасывая их в состояние "1". Однако, начиная с момента времени С + дс 20 на Р-входы триггеров 5 будет подан потенциал лог. "0", запрещающий переброс триггеров по входу С из состояния "О" в "1". Таким образом р инициированных по входам С за время дй, 25 триггеров 5 окажутся переброшенными в состояние "1" и станут хранителями информации о величине временного интервала30дс м р е(2)оВ момент времени й + дй,. + - , на2 выходе элемента 10 ИЛИ (фиг. 2,К) возникает потенциал лог. "0", ввиду 35 чего триггер 12 перебрасывается в, состояние "0" (фиг,2,м). При этом формирователь 14 заднего фронта сформирует импульс (фиг. 2,0), под действием которого в арифметический блок 4 18 по шине данных с триггеров 5 будет введен код числа р . Упомянутый импульс, пройдя через элемент 16 задержки (фиг.2,т) и элемент 17 (фиг.2,у), обнуляет триггеры 5. На . 4 протяжении интервала времени от с + Ь с, до с, - д происходит счет импульсов в счетчике 3 грубого счета и к моменту й в нем окажется зафиксированно число ш. С момента С вре-; .менной селектор 2 (фиг. 2,Р) преры-вает поступление импульсов на вход счетчика. С момента й, на вход линии 4 задержки поступает импульс, длитель.ностью (, - дй, ) (фиг, 2,к), дробящий 55 ся линией задержки на И запаздывающих друг относительно друга импульсов,под влиянием которых сработает и кодовыхтриггеров, при этом(с - дс ) + - на выходе элемента211 появляется потенциал лог, ф 0" (фиг, 2,ь), срабатывает триггер 12 (фиг. 2,м), формирователем 13 переднего фронта сформируется сигнал (фиг.2 й), поступление которого на блок 18 соответствует разрешению на введение в арифметический блок 18 по шинам данных числа и с выходов триггеров 5 и числа ш из счетчика 3 грубого счета. С интервалом приблизительно с/2 после появления сигнала на выходе формирователя 13 фронта возникает.импульс на К-входе счетчика 3 (фиг. 2 л) и на К-входе триггеров 5 (фиг. 2 у). Устройство готово для следующего цикла измерений, который начнется в момент С. В течение интервала времени от с + (о - 6 г.) + + С до й в арифметическом блоке 18 производится вычисление значения/с ФТ (о+ р )+шс, в . (4)ф И+1 И+1с последующей индикацией результатов,Выражение (4) получено из (1) путем подстановки из (2) и (3), Выражение (4) может быть представлено в виде(5)где р и о могут принимать целочис" ленные значения в интервале от О до И, при этом выражение (5) содержит целую часть (ш + 1) являющуюся результатом действия счетчика 3 грубого счета, и дробную часть-о являющуюся результатом дейстИ+1 фвия системы точного счета. Измеренное (вычисленное) значение Т будет тем меньше отличаться от действительного значения Т, Чем больше число И. Более предпочтительным для обработки в арифметическом блоке является выражениеТ = А(ш + 1) + р-сД Б, (б)где А = И + 1 Б = И+1 Параметры А и Б являются фикснроЭанньви для каждого конкретного устройства и.могут быть занесены в памятьвычислителя.формула и з обретенияУстройство для измерения длительности временных интервалов, содержащее генератор счетных импульсов, выход которого подключен к первому входу 10 селектора, выход которого соединен со счетным входом счетчика грубого счета, Б-секционную линию задержки, Ю триггеров точного счета и управляю-, щий триггер, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьипения точности измерений больших временных интервалов, в него введены формирователь измеряемого интервала, два элемента задержки, два формирователя импульсов переднего и заднего фронтов соответственно,. два формирующих триггера, арифметический блок, индикатор, три элемента ИЛИ и элемент И, причем выход генератора счетных импульсов под ключен к первым входам первого и второго элементов ИЛИ и.синхровходам формирующих триггеров, информационные входы которых соединены с шиной логического нуля, прямой выход первого формирующего триггера подключен к второму входу первого элемента ИЛИ и первому входу элемента И, прямой выход второго формирующего триггераподключен к второму входу второго элемента ИЛИ и второму входу элемента И, выход которого подключен ко, входу Н-секционной линии задержки и йнформационным входам всех Н триггеров точного счета, синхровход каждогоиз которых подключен к соответствующему отводу Б -секционной линии задержки, выходы Б триггеров точногосчета подключены к первой группе входов арифметического блока, втораягруппа входов которого подключена квыходам счетчика грубого счета, а выходы соединены с входом индикатора,прямой выход формирователя измеряемого интервала подключен к второмувходу селектора и установочному входу второго формирующего триггера,установочный вход первого формирующеготриггера соединен с инверсным выходомформирователя. измеряемого интервала,выходы первого и второго элементовИЛИ подключены соответственно к первому и второму входам управляющеготриггера, выход которого соединен свходами формирователей импульсов переднего и заднего фронтов, выход последнего из которых соединен непосредственно с первым управляющим вхо",.дом арифметического блока н через Ипервый элемент задержки - с первымвходом третьего элемента ИЛИ, выход,которого соединен с входом установки:нуля М триггеров точного счета, выходформирователя импульсов переднегофронта подключен непосредственно квторому управляющему входу арифметического блока и через второй элемент.,задержки - к входам установки нулясчетчика грубого счета и второму вхо;.ду третьего. элемента ИЛИ.ПодписСР д. 4/5 130 ектная, 4 олиграфическое предприяти жгород, у роизводств Заказ 871/44ВНИИ Тираж 373 Государственног елам изобретений Москва, Ж, Ра комитета открытий ская наб,