Измеритель временных интервалов

Союз СоветскихСоцкалнстическмхРеспублик О П И С А Н И Е 981925ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Ф(22)Заявлено 29.05.81 (21) 3296700/18-21с присоединением заявки ЭЬОпубликовано 15.12,82, бюллетень М 4 бДата опубликования описания 15.12.82(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛО ротких временных инт включенного на входе временных интервалов сов опорной серии в т измеряемого времеиног яшин и мерения ервалов, со устройства путем счет импуль ьности чение дли о интервала, из генеемента И, триггера ратора, логического эл Изобретение относится к измерительной технике, а конкретно к измерительным устройствам ядерного приборостроения, и предназ. начено для измерения или кодирования временных интервалов наносекундного диапазона в ядерно-физических экспериментах.Известно устройство для измерения вре. менных интервалов, основанное на методе счета импульсов опорной серии в течение длительности измеряемого временного интервала 13.Точность измерения этих схем не превышает 5 - 10 нс и ограничивается быстродействием триггеров адресного счетчика, построение которых с высоким быстродействием сопряжено с большими техническими трудностями.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является измеритель коуправления, адресного счетчика и блока временной трансформации, который обеспечиваетвыделение, расширение измеряемого временного интервала и выделение начала и концапреобразованного временного интервала (21.Недостатками этого устройства являютсясложность, трудность обеспечения управлениякоэффициентом трансформации в зависимое.ти от требуемой точности измерений.Цель изобретения - повышение точности 1 Оизмерений путем обеспечения цифрового управления коэффициентом трансформации взависимости от требуемой точности измерения.Поставленная цель достигается тем, что визмеритель временных интервалов, содержащии генератор, выход которого подключенк первому входу элемента И, второй входкоторого соединен с выходом триггера управления, а выход - с входом адресного счетчика, первый вход триггера управления подключен к шине старт-импульсов и блок времен.ной трансформации, введен блок задания коэффициента трансформации, причем шина стартимпульсов подключена к первому входу бло9819 20 45 Т = кт,Эка временной трансформации, второй входкоторого соединен с шиной стоп-импульсов,а третий вход подключен к выходу триггерауправления, второй вход которого соединенс выходом блока задания коэффициентатрансформации:, первый и второй входы которого подключены соответственно к перво,му и второму выходам блока временной трансформации, Причем блок временной трансфор.мации содержит два элемента ИЛИ, первые 10входы которых являются первым и вторымвходами блока и два преобразователя временного интервала, причем выходы первогои второго элементов ИЛИ подключены соответственно к первому и второму входам первого преобразователя временного интервала,первый выход которого соединен с первымвходом второго преобразователя временйогоинтервала и является первым выходом блока, второй выход первого преобразователявременного интервала подключен ко второму входу второго преобразователя временного интервала, первый выход которого соединен со вторым входом первого элементаИЛИ и является вторым выходом блока, а25второй выход подключен ко второму входувторого элемента ИЛИ, третьи входы обоихпреобразователей временного интервала объединены и являются третьим входом блока, кро.ме того, блок задания коэффициента трансформации содержит последовательно соединенные элемент ИЛИ, входы которого являютсявходами блока и счетчик установления коэффициента трансформации, выход которого является выходом блока,Такое схемное решение позволяет обеспе- З 5чить цифроВое управление коэффициентомтрансформации в зависимости от требуемойточности измерения, так как величина входного временного интервала в блоке временной трансформации, состоящем иэ последовательно включенных двух временных преобразо.вателей с коэффициентом равным двум, равна где т - входной измеряемый интервал;К - коэффициент трансформации, равный1 с = 1 + и, и = 0,1,2,3и - число регистрируемое счетчиком устаковки коэффициента трансформации,На фиг. 1 изображена блок-схема измери. теля временных интервалов; на фиг. 2 - временные диаграммы.Измеритель содержит генератор 1, элемент 2 И, адресный счетчик 3, триггер 4 управле ния, блок 5 временной трансформации, который содержит элементы 6 и 7 ИЛИ, преобра 25 4 зователи 8 и 9 временных интервалов (ПВИ),блок 10 задания коэффициента трансформации, элемент 11 ИЛИ, счетчик 12 установки коэффициента трансформации.ПВИ 8 и 9 удваивают временной интервал,заключенный между сигналами, поступившимина их входы, Положение первого выходногосигнала ПВИ соответствует концу временногоинтервала, а положение второго выходногосигнала соответствует концу удвоенного вре.менного интервапа. Управление работой ПВИосуществляется по его третьему входу. Элемент 2 И выполняет функцию клапана, осуществляя пропускание импульсов генератора1 на адресный счетчик 3 при взведенномтриггере 4 управления, Триггер 4 управления возвращается в исходное состояние призаполнении счетчика 12 установки коэффициента трансформации. В счетчик 12 установкикоэффициента трансформации предварительнозаписывается требуемое число, определяющеекоэффициент трансформации,Измеритель временных интервалов работает следующим образом.Сигнал, поступивший по входу "Старт",выводит триггер 4 управления, который пода.ет разрешающий уровень на элемент 2 и импульсы с генератора 1 поступают на адресный счетчик 3. Уровень с триггера 4 управления, поступая на третий вход блока 5 временной трансформации, снимает блокировкус преобразователей 8 и 9, Сигнал "Старт"через элемент 6 ИЛИ поступает на первыйвход первого преобразователя 8. Сигнал"Стоп" через элемент 7 ИЛИ поступает навторой вход первого преобразователя 8. Пре.образователь 8 удваивает временной интервал, заключенный между сигналами "Старт"и "Стоп", Сигнал с первого выхода первогопреобразователя 8, соответствующий концувходного временного интервала, поступаетна первый вход второго преобразователя 9и через элемент 11 ИЛИ, вход которого яв.ляется одним из входов блока 10 заданиякоэффициента трансформации, поступает насчетчик 12 установки коэффициента трансформации и регистрируется в нем. Сигналсо второго выхода первого преобразователя 8поступает на второй вход второго преобразователя 9, Временной интервал, заключенный междувходными сигналами второп преобразователя 9равен временному интервалу, заключенномумежду сигналами "Старти "Стоп" и удваивается в этом преобразователе. Сигнал спервого вьйода второго преобразователя 9,соответствующий концу временного интервала,поступившего на его входы, подается черезэлемент 11 ИЛИ, вход которого являетсядругим входом блока 10, на счетчик 12 ус925где 1 О 45 5 981 тановки коэффициента трансформации и регистрируется в нем.Сигнал с первого выхода второго преобразователя 9 поступает также на другой вход элемента 6 ИЛИ, Сигнал со второго входа второго преобразователя 9 поступает на другой вход элемента 7 ИЛИ. Сигналы с выходов элемента 6 ИЛИ и второго элемента 7 ИЛИ поступают соответственно на первый и второй входы первого преобразователя 8. Временной интервал, заключенный между этими входными сигналами преобразователя 8, опять равен входному временному интервалу, заключенному между сигналами "Старт" и "Стоп". Преобразователь 8 снова удваи вает этот временной интервал исигнал с первого выхода преобразователя 8 через элемент 11 ИЛИ поступает на счетчик 12 установки коэффициента трансформации блока 10 задания коэффициента трансформации и на 20 первый вход второго преобразователя 9. На второй вход этого преобразователя 9 поступает сигнал со второго выхода первого преобразователя 8. Последовательная работа двух преобразователей временных интерва- э 5 лов с коэффициентом преобразования, равным двум, будет продолжаться до тех пор, ,пока не заполнится счетчик 12 установки коэффициента трансформации. При заполнении этого счетчика сигнал с его выхода возвращает триггер 4 управления в исходное состояние, блокируя, тем самым, по третьему входу блока 5 временной трансформации преобразователи 8 и 9 снимая разрешающий уровень .с элемента 2 И, прекращая поступ 35 ление импульсов генератора 1 на адресный счетчик 3. На фиг. 2 приведены временные диаграммы работы измерителя временных интервалов, где обозначены по оси ординатг - старт-импульс б - стоп-импульс в - сиг) Э40 нал на выходе элемента 6 ИЛИ, г - сигнал на выходе элемента 7 ИЛИ, д -сигнал на выходе преобразователя 8 временного интервала, е - сигнал на выходе, преобразователя 9, ж - сигнал на выходе элемента 11 ,ИЛИ, з - сигнал на выходе первого разряда счетчика 12, и - сигнал на выходе триггера 4, к - сигнал на выходе генератора 1, .л - сигнал на выходе элемента 2 И, м сигнал на выходе первого разряда счетчика 3.Число, определяющее коэффициент трансформации, записанное в счетчик установки. коэффициента трансформации для примера на фиг. 2 равно семи.Временной интервал Т на выходе триггера управления равен55 6т -входной измерительный временнойинтервал, заключенных между сигналамФ "Старт" и "Стоп";1 с - коэффициент трансформации, равный К = 1 + и, где и = 0,1,2,3 .;и - число, регистрируемое в счетчикеустановки коэффициента трансформации,Необходимо, отметить, если в счетчике ус.тановки коэффь 1 цдента трансформации не за;писано никакого числа, т.е. и = О, то сигналс первого выхода первого преобразователя 8временного интервала сразу поступает надругой вход триггера 4 управления, которыйвыделяет временной интервал, заключенныймежду сигналами "Старт" и "Стоп".Такимобразом, измеритель временного интервалаработает в режиме прямого преобразованиявремя-цифровой код.Использование блока временной трансформации, состоящего из двух элементов ИЛИ идвух последовательно включенных преобразователей временных интервалов с коэффициентом преобразования равным двум, иблока задания коэффициента трансформации.состоящего из элемента ИЛИ и счетчика установки коэффициента трансформации и новых связей между узлами, выгодно отличают настоящий измеритель временных интервалов от известного 2, так как упрощаетсяего схема и обеспечивается цифровое управление коэффициентом трансформации в зависимости от требуемой точности измерения.Изменение коэффициента трансформацииосуществляется занесением нли записью необходимого числа в счетчик установки коэффициента трансформации, которое можно изменять от одного цикла измерения к другомув зависимости от требуемой точности измерения, осуществляя тем самым цифровое управление коэффициентом трансформации.Данный измеритель временных интерваловможет заменить измерители коротких времен.ных интервалов двух типов: измерительвремя-цифровой код и измеритель время-время.цифровой код, Величина предельного коэффициента трансформации и, следовательно,точности измерения временного интервала определяется только емкостью счетчика установки коэффициента трансформации, Использование данного измерителя временных интерва.лов позволит; получить значительный экономический эффект эа счет замены указанныхизмерителей временных интервалов и повышения точности измерения,Формула изобретения7 98 чен к первому входу элемента И, второй вход которого соединен с выходом триггера управления, а выход - с входом адресного счетчика, первый вход тритгера управления подключен к шине старт-импульсов, и блок временной трансформации о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введен блок задания коэффициента трансформации, причем шина старт-импульсов подключена к первому входу блока временной трансформации, второй вход которого соединен с шиной стоп-, импульсов, а третий вход подключен к выходу триггера управления, второй вход которого соединен с выходом блока задания коэффициента трансформации, первый и второй входы которого подключены соответственно к первому и второму выходам блока временной трансформации.2. Измеритель по п. 1, о т л и ч а ю . ш и й с я тем, что блок временной трансформации содержит два элемента ИЛИ, первые входы которых являются первым и вторым входами блока, и два преобразователя временного интервала, причем выходы первого и второго элементов ИЛИ подключены соответственно к первому и второму входам первого преобразователя временного интервала, первый выход которого соединен с 1925 8первым входом второго преобразователя вре-менного интервала и является первым выходом блока, второй выход первого преобразователя временного интервала подключен квторому входу второго преобразователя временного интервала, первый выход которогосоединен с вторым входом первого элемента ИЛИ и является вторым выходом блока,а второй выход подключен к второму входу10 второго элемента ИЛИ, третьи входы обоихпреобразователей временного интервала объединены и являются третьим входом блока.3, Измеритель поп.1,отличающ и й с я тем, что блок задания коэффициента трансформации содержит последовательносоединенные элемент ИЛИ, входы которогоявляются входами блока, и счетчик установления коэффициента трансформации, выход которого является выходом блока,20Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Электронные методы ядерной физики.Под ред. Л. А. Маталина, М., "Атомиздат",1973, с. 255,2. Климов А, И, и др. Временной кодиров.щик наносекундного диапазона с малой дифференциальной нелинейностью, - "Приборыи техника эксперимента", 197 б, Уф 3, с, 95,