Способ измерения длительности периодических импульсов и устройство для его осуществления

Сооэ СоввтсиихСоциапистичвсиилРеспубпни ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСИОМУ СВИДИЕЛЬС 18 У907509ло делам иаебретемкк и открытка(Я) УД.К 621317(088.8) Лата опубликования описания 23 . 02 . 82 В,Н. Вишневский, В.И, Емельяненков 1 В.В., И;рхи А.И. РозановТсХБ 1 Б 4 Ю 9 172) Авторы изобретен) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ПЕРИОДИЧЕСКИХ ИМПУЛЬСОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИ тен ьно относится контропьн жет бьть длительсных сиги технике и мо для измерени дических импул эмери ольэов ти пер ци эа б спо изм дит часльс" налов.Известен способ измерения длительности периодических импульсов путем последовательного во времени сравнения измеряемой импульсной последовательности с эталонной, временные характеристики которой дискретно изменяют. Способ позволяет определять величину и знак рассогласования между длительностями измеряемых и эталонных импульсов и изменять длительность эталонных импульсов до значения длительности измеряемых импульсов 11 )Однако этот способ не позволяет производить измерение импульсов малой длительности.Наиболее близким по технической сущНости к изобретению является способ измерения длительности периодических импульсов, в котором с целью уменьшения погрешности измерения связанной с кратностью периодов сравниваемых последовательностей устанавливают период эталонной последовательности кратным периоду измеряемой последовательности, а эа тем изменяют период эталонной последовательности на определенную величину 2.Известно устройство для реализаи данного способа, содержащее блокдания эталонного сигнала, время- задающий каскад ключ, счетчики,лок синхронизации2.Однако необходимость в данномсобе подсчета числа импульсоверяемой последовательности привок ограничению частотного диапазона измерений.Цель изобретения - расширение тотного диапазона измеряемых имоу ных последовательностей.Укаэанная цель достигается т что согласно способу измерения90750тельности периодических импульсов,включающему сравнение во времени измеряемой и эталонной последовательностей, при котором период последней изменяют на известную величинуотносительно его значения, кратногопериоду измеряемой последовательности, период эталонной последовательности изменяют многократно надискретные величины одного знака,сохраняя неизменной длительностьее импульсов, для каждого значенияпериода эталонной последовательности подсчитывают количества импульсовэталонной последовательности междуближайшими моментами совпадения импульсов сравниваемых последовательностей, сравнивают подсчитанные величины, а измеряемую длительностьимпульсов определяют по величине длительности импульсов эталонной последовательности и суммарному значению изменения периода эталонной последовательности, при котором подсчитанноеколичество периодов эталонной последовательности стало больше, чем припредыдущем значении периода,С. этой же целью в устройство дляосуществления предлагаемого способа,содержащее блок задания эталонногосигнала, первый выход которого соединен через ключ с сигнальным входомпервого счетчика, времязадающий каскад, первый выход которого соединенс управляющим входом ключа, а второй - с первым входом блока синхро 35ниэации, а также второй счетчик,дополнительно введены элемент сравнения, регистр памяти и блок отборасовпадения, первый вход которого соекдинен с первым выходом блока заданияэталонного сигнала, упоавляющий входсоединен с выходом блока синхронизации, а выход отбора совпадений соединен с входом времязадающего каскадаи установочным входом первого счетчика, при этом сигнальный вход регистра памяти соединен с выходом первогосчетчика и первым входом элементасравнения, управляющий вход регистрапамяти соединен с вторым выходом времяэадающего каскада, а его выход соединен с вторым входом элемента сравнения, выход которого подключен квторому входу блока синхронизации,причем установочный вход регистра па-мяти соединен с третьим входом блокасинхронизации и вторым выходом блоказадания эталонного сигнала, вход ко Числоминается,Затем изменяют период эталоннойпоследовательности на величину Ь 1 иполучают его новое значениеТ т =Тэл+=Та+2 М02.Вновь сравнивают во времени импульсные последовательности с периодами Т и Ту .При этом несколько раз подсчитывают количества М периодов эталонной последовательности.ЕИ+между ближайшими моментами совпадения и сопоставляют получающиеся значения Лад с запомненным числом Иэ 1.Гсли все получающиеся значенияМа меньше (это следует из (1) и(2, то запоминается одно из йа,например последнее, и вновь изменяютпериод эталонной последовательности.Перечисленные операции повторяют.На и-ом шаге изменения периодаэталонной последовательности его значение равноТ =Т)+и Ь са величина изменения периодас начала измерения и й дос 1 ийподсчитывается и запо 9 4торого соединен с входом второго счетчика и выходом блока синхронизации.Сущность способа заключается в следующем.Устанавливают период Тэ эталонной последовательности равным или кратным периоду Т следования импульсов длительность .Х которых иэмеряетсв так, что имеет место равенство Т =К Т, где К = 1 2, 3Затем изменяют период эталонной последовательности на величину Ь и получают его новое значение ТЭл Т+С, сохоаняя неизменной длительность С импульсов этой последовательности.Сравнивают во времени последовательности с периодами Т и Ти выделяют моменты совпадения сравниваемых последовательностей.За момент совпадения принимают определенный элемент пачки импульсов совпадения, например ее начало. Тогда количество Н л периодов эталонной последовательности с периодом Тял между ближайшими;ломентами совпадений равно907509 ствующее максимальной емкости .первогосчетчика. Одновр .менно этот же сигналпоступает на блок 11 синхронизации,после чего последний подает командуна фазовращатель 4 для изменения периода эталонной последовательностина величину ди открывает БОС 5.На входы БОС 5 поступают импульсыизмеряемой и эталонной последовательности соответственно со входа устройства и выхода фазовращателя,БОС 5 формирует серию импульсов, каждый из которых определяет момент совпадения импульсов сравниваемых последовательностей и соответствует определенному элементу пачки импульсовсовпадения, например ее началу. Импульсы с выхода БОС 5 поступают навремязадающий каскад 6 и установочный вход счетчика 8. Времязадающийкаскад 6 открывает ключ 7, через который импульсы с выхода фазовращателя 4 поступают на счетный вход счетчика 8. Счетчик 8 подсчитывает число И 4 импульсов эталонной последовательности между ближайшими импульсами, формируемыми БОС 5. Установкапервого счетчика 8 в нулевое состояние осуществляется каждым импульсомс выхода БОС 5, Элемент 10 сравнения сопоставляет по величине числа,записанные в счетчике 8 и регистре9 памяти. Если число, записанное врегистре 9 памяти, больше, то элемент 10 сравнения не подает сигнала остановки измерения на блок 1.,1 синхронизацииСопоставление чисел происходит в течение временного интервала, оп - ределяемого известным количеством импульсов с выхода БОС 5 и устанавливаемого времязадающим каскадом б. По окончании этого временного интервала времязадающий каскад б подает сигнал на управляющий вход регистра 9 памяти и на блок 11 синхронизации. По этому сигналу регистр 9 памяти переписывает с первого счетчика 8 зарегистрированное им число И 4 импульсов эталонной последовательности, изменяя ранее записанное в регистре 9 число. Блок 11 синхронизации блокирует БОС 5, подает команду на фазовращатель 4 для изменения периода эталонной последовательности на следующую величину ЬС, а затем открывает БОС 5. Второй счетчик 12 подподсчитывает число и изменений периода эталонной последовательности. 20 гает такой величины, что становится равной или больш й суммарной длительности импульсов измеряемой ;х и эталонной Т последовательностей, т.е. 5Х + С с и,ЬЬПри этом происходят пропуски в регистрации моментов совпадения, и следовательно, подсчитываемое количество йд периодов эталонной последовательности между ближайшими совпадениями значительно превышает расчетное значение й Р, определенное какг. хэифМИИПри соответствующем выборе величины приращения Е число Й и 4 меньше,чем йподсчитанное, что и обнаруживается при сопоставлении этих чисел.По известной длительности Т импульсов эталонной последовательности и суммарному значению измененияи ЬЛ периода Т эталонной последовательности, при котором подсчитанное количество Ии периодов эталонной последовательности между ближайшими зарегистрированными моментамисовпадения больше аналогичного количества Ии 1) при предыдущем значении Т;и,1) периода, определяют измеряемую длительность Г 1 импульсовиз соотношенияфГ 1 =п 11 СЭНа чертеже приведена структурная 35схема устройства, реализующего способ,Устройство содержит блок 1 задания эталонного сигнала, включающийблок 2 автоподстройки частоты (АПЧ) 4 Огенератор 3 квантующих импульсов,фазовращатель 4, блок 5 отбора совпадений (БОС), времнзадающий каскад 6, ключ 7, первый счетчик 8, регистр 9 памяти, элемент 10 сравнения, 4блок 11 синхронизации и второй счетчик 12.Устройство работает следующим образом.Перед началом измерения периодследования импульсов генератора 3квантующих импульсов с помощью блока2 АПЧ устанавливается кратным периоду измеряемой импульсной последовательности, Сигнал об установлениикратности периодов с выхода блока2 АПЧ поступает на установочный входрегистра 9 памяти, по которому в регистре записывается число, соответ907509 ител ост ехр Рошк Данк акто В. Тираж венно ретен итета СССкрытийская наб ко осудар лам из Москв и от РайшУбого., В 4/ Проектн т вее в я. сравнения, выход которого подключенк второму входу блока синхронизации,причем установочный вход регистра памяти соединен с третьим входомблока синхронизации и вторым выходомблока задания эталонного сигнала,вход которого соединен с входом второго счетчика и выходом блока синхронизации,8 рЗаказ 587/5ВНИИПНпо д11303 ЛюФилиал ППП "Патент"., г Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР1 Г 542169, кл. С 04 Г 10/04, 1975. 2. Авторское свидетельство СССРМ 420961, кл, С 01 й 29/02, 1970. В, Иуляраточка Корректор Е.Подписное