Цифровой автоматический измеритель интервалов времени

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ па 875325Опубликовано 23,10.81Бюллетень ЛЪ 39Дата опубликования описания 25, 10, 81 оо делам нзебретеннй н Ьткрытнй(54) ЦИФРОВОЙ АВТОМАТИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛВ ИНТЕРВАЛОВ ВРЕМЕНИ Изобретение относится к радио- измерительной технике и может быть использовано для создания цифровых измерителей интервалов времени, цифровых вольтметров и т.д.Известны цифровые измерители временных интервалов, обеспечивающие автоматический выбор пределов измерения содержащие блок десятичного счетчика и блок воспроизведения в сочетании с источником опорной частоты, устройство формирования импульсов, блок управления вентильной схемой и логические элементы. Устройство автоматически определяет интервал времени, в течение которого подсчитывается частота входного сигналаНедостатком его является большая длительность измерения.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому являетсяустройство, содержащее входное устройство, схему управления, временной селектор, узел автоматического сброса, опорный генератор, датчик образцовых интервалов времени, счетчикимпульсов, включающий в себя разрядные счетные декады и цифровые индикаторы, ключи переключения запятой,элемент ИЛИ, элементы И, блок выборапредела, содержащий счетчик на триггерах, дешифратор и формирователь 10импульсов сброса 21.Недостатком известного устройстваявляется увеличение погрешности измерения при росте частоты заполняющихимпульсов.При переполнении счетчика сигналами наименьших образцовых интерваловвремени (наивысшей заполняющей частотой) сигнал переполнения с выходасчетчика поступает на вход блока переключения пределов, в результатечего происходит декадное увеличениеобразцового интервала времени ( декадное уменьшение заполняющей частоты)переключение эапятой и сброс послед него или выбранного разряда счетчика в "1".Интервал времени между моментомпоступления импульса на вход счетчика, вызывающего переполнение имоментом декадного увеличения образцового интервала времени может бытьопределен следующим образом,4 34+ ++3 и ЗИигде Сд 4, й 1 - время задержки электрического сигнала в первой, второй, и последней и-ой декадесчетчика соответственно;- время задержки блока переключения пределов, т.е, интервалвремени между моментом выходасигнала переполнения и моментом декадного увеличения образцовогоинтервала времени,За интервал времени Г на счетчикпоступает Й импульсов наивысшей заполняюшей частоты Гд,"=Ы "4Это количество импульсов, сосчи- .танное счетчиком после переключениязапятой, не будет соответствоватьреальному измеряемому интервалу времени, так как они (импульсы) поступали на счетчик с периодом 1/Г 0,1, ана табло будут индицированы каксчетные импульсы с периодом 1/10- декадное уменьшенное значение заполняющей частоты).Очевидно, что вносимая погрешностьбудет тем больше, чем больше наивысшая заполняющая частота 1 о 4,.Цель изобретения - исключение погрешности измерения при вЫсокой частоте заполняющих импульсов, т.е. повышение точности измерения.Поставленная цель достигается тем,что в цифровой автоматический измеритель интервалов времени, содержащийблок управления, первый выход которого подключен к первому входу временного селектора, выход которого соединен со входом счетчика, включающегов себя последовательно соединенныесчетные декады, а также цифровые индикаторы, входы которых подключенык первым выходам блока переключенияпределов, второй выход которого соединен со вторым входом временного се"лектора, причем первый вход блока переключения пределов соединен с шиной, сброса счетных декад непосредственно, й через узел автоматическогосброса подключен ко второму выходублока управления,второй вход блока53254 переключения пределов соединен с выходом старшей счетной декады, а третьи входы блока переключения пределов соединены с выходами датчика образцовых интервалов времени, вход которого соединен с выходом опорного генератора, он дополнительно снабжен по числу счетных декад последовательно соединенными линиями задержки, вы 10 .ходы которых соединены со входами ус 15 203040 45 50 тановок соответствующих счетных декад, вход первой из линии задержек соединен с выходом старшей счетной декады, а информационные выходы каждой из счетных декад счетчика соединены с инфор-. мационным входом предыдущей декады счетчика.На Фиг. 1 представлена блок-схема измерителя; на Фиг, 2 - временные диаграммы его работьг.Измеритель соДержит блок 1 управления (Фиг, 1), временной селектор 2, счетчик 3, счетные декады 4-7, цифровые индикаторы 8, опорный генератор 9, датчик 1 О образцовых интервалов времени, блок 11 переключения пределов, последовательно соединенные линии 12-15 задержки, выходы которых соединены со входами установок декад счетчика с помощью связей 16, при этом информационные выходы каждой из декад счетчика соединены связями 17 с информационным входом предыдущей декады счетчика, а также узел 18 автоматического сброса.Измеритель работает следующим образом.Сигналы измеряемого временного интервала времени Ф подаются на входы 19 (".Старт" ) и 20 (" Стоп" ) и с помощью блока 1 управления открывают на время й 1 временной селектор 2, обеспечивающий подачу заполняющей образцовой частоты на счетчик 3. Смомента открывания селектора 2 на вход счетчика 3 поступают сигналы наивысшей заполняющей частоты Ф(так как после сброса блока 11 переключения пределов, последний обеспечивает прохождение частоты 14 ,и коммутацию запятой в нужном разряде цифровых индикаторов 8, соответствующем данной заполняющей частоте).При переполнении счетчика 3 сигналами частоты 14 сигнал с выхода счетчика (или выбранного разряда счетчика) поступает на блок 11 пере87532 вие 50 ключения пределов, В результате этогопоследний пропускает на селектор 2сигналы декадно пониженной частотыГо и обеспечивает коммутацию запятойв соответствующем разряде индикатора 8.Так как за время С на вход счет 4чика поступает Й импульсов заполняющей частоты 1 О 4, то для устраненияпогрешности при переходе на другую 10шкалу отсчета необходимо на порядокпонизить число Й, записанное в счетчике, т.е. сдвинуть информацию подекадно в направлении высокочастотнойдекады. 15Для. этой цели служат связи 16 и 17и линии 12-15 задержки, каждая изкоторых является формирователем импульсов записи, передние фронты которых задержаны на время й 2 а весь 20цикл сдвига информации длится времявремя й(фиг 2)При этом должно выполняться услоН=1,1Практически, сдвиг информации 25удобно выполнять только в тех декадах счетчика, в которых успевает записаться информация за время й. Линия 15 задержки в любом случае формирует импульс установки в "1" декады 7.З 0Одновременно с декадным понижениемчастоты происходит сдвиг вправо запятой в цифровых индикаторах 8 и инфор-мации в декадах 4-7. Эти три операциименяют шкалу отсчета в процессе измерения, так как число М/10, вновь записанное в счетчике в результате сдвига информации вправо, будет соответствовать истинному значению измеряемогоинтервала времени в новойшкале отсчета,40Если при заполняющей частоте 1,появляется выходной сигнал с последнего (или выбранного ) разряда счетчика, то весь процесс изменения шкалыотсчета повторяется вновь и на селектор 2 через блок 11 переключения пределов будет подан образцовый сигналс частотоййД фД 5З 1 от оъоПо окончании измерения все блокиизмерителя сбрасываются узлом 18 висходное состояние.Использование новых элементов,т.е. линий 12-15 задержки и связей16, 17 устраняет погрешность, обусловленную временем задержки прохождения электрического сигнала черезсчетчик и блок переключения преде 5 6лов. В результате может быть повышена максимальная частота заполнения и существенно увеличена точность измерения.В современных выпускаемых серийно электронно-счетньгх частотомерах (например 43-34, 43-33, 43-3 Ы, Ф 5041, Ф 5034 и др.) имеется шесть режимов работ - измерение частоты, отношения частот, периода, длительности импульсов, интервала времени и счета числа импульсов. Половина режимов работ относится к области временных измерений, в которых может быть использовано предложенное изобретение. Формула изобретенияЦифровой автоматический измерительинтервалов времени, содержащий блокуправления, первый выход которого подключен к первому входу временного селектора, выход которого соединен совходом счетчика, включающего в себяпоследовательно соединенные счетныедекады, а также цифровые индикаторы,входы которых подключены к первым выходам блока переключения пределов,второй выход которого соединен со вторымвходом временного селектора, причем первый вход блока переключенияпределов соединен с шиной сброса Счетных декад непосредственно, и черезузел автоматического сброса подключенко второму выходу блока управления,второй вход блока переключения пределов соединен с выходом старшей декады, а третьи входы олока переключения пределов соединены с выходамидатчика образцовых интервалов времени, вход которого соединен с выходомопорного генератора, о т л и ч а -ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, он донолнительно снабжен по числу счетныхдекад последовательно соединеннымилиниями задержки, выходы которыхсоединены со входами установок соответствующих счетных декад, вход первой из линий задержек соединен с выходом старшей счетной декады, а информационные выходы каждой из счетных декад счетчика соединены с информационным входом предыдущей декадысчетчика.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент США Р 3729677,кл. 6 01 Р 23/02, 1973.2. Авторское свидетельство СССРР 392447, кл. С 04 Г 10/04, 1973.едактор Г. Волз 10581 ВНИИПИ Госу по делам 113035 Мос фил "П иал ПППСост витель Ь нМ. Рейв Г. Огара х 60 и а 4/5 тент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Тиражар ственноизобретенива Жо комите й и откр Раушская лярКорректоПодписноССР