Устройство для измерения флуктуирующих временных интервалов

,ЯО 105612 СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК А Р 10/00; С Р 23/О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(56) 1. Авторское свидетельство СССР М 488158, кл. С 01 Й 23/00, 1976.2. Авторское свидетельство СССР М 938248, кл. С, 04 Г 10/00, 1980, 54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ФЛЮКТУИРУЮШИХ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ, содержащее два измерительных канала, первый из которых соотоит иэ последовательно включенных ограничителей по верхнему и нижнему уровням, дифференциального трансформатора и усилителя-ограничителя, а второй измерительный канал из последовательно соединенных ограничителей по верхнему и нижнему уровням и дифференциального трансформатора и усилителя-ограничите ля, а также триггер, первый и второй входы которого соединены соответственно с .выходами усилителей-ограничителей первого и второго измерительных кан линию задержки, многоканальный дискриминатор, длительности, включающий секционированную линию задержки и М блоковформирования, каждый из которых состоитиз последовательно включенных сумматора, ограничителя и выходного каскада,выходы каждого из которых соединены ссоответствукщими выходами многоканального дискриминатора длительности, причем вход секционированной линии задереки соединен с входом многоканалвногодискриминатора длительности и подключенк первым входам всех сумматоров блоков формирования, вторые входы которыхподключены к соответствующим выводамсекционированной линии задержки, исчетчик импульсов, входы которого соединены с выходами многоканального дискриминатора длительности, причем вход усилителя-ограничителя второго измерительного канала соединен через переключатель с первым и вторым выходами дифференциальных трансформаторов соответственно второго и первого измерительного каналов,о т д и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью расширения функциональных воэможностей устройства приодновременном повышении быстродействия,в него дополнительно введены элементвычитания, два триггера, элемент совпадения и рециркулятор, состоящий иэ последовательно включенных линии задержки и усилителя, второй вход которого подключен к выходу триггера управления, ф первый вход которого соединен с входом . линии задержки и первым выходом усиюи лителя рециркулигора, причем первый вход элемента совпадения соединен с выходом СЛ триггера, второй вход элемента совпаде - СЬ ния соединен с первым выходом усилителя ф рециркулятора, а выход элемента совпаде Я ния соединен с управляющим входом счет (;ф чика, импульсов, второй выход усилителя рециркулятора подключен к первому входу первого дополнительного триггера, второй вход которого соединен с вторым входом триггера, первым входом второго дополнительного триггера непосредственно и через линию задержки - с вторым входом второго дополнительного триггера, выход которого подключен к первому входу эле. мжта вычитания, второй вход которого подключен к второму входу триггера уп 1 ОЗ 6128ррвления рециркулятора и к выходу пер- элемента вычитания соеаинел с входом много-.еого дополнительного триггера, выход канальноГодискриминаторе плительности.1Изобретение относится к импульснойтехнике.Известно устройство для непрерывногоизмерения периода следования импульсов,содержащее счетчик, генератор эталоннойчастоты, два элемента совпадения, ждущий мультивибратор, триггер и регистрсдвига, выход которого подключен к одному из входов первого элемента совпадения и через ждущий мультивибратор к 10входу счетчика, а через триггер и второй элемент совпадения, второй входкоторой подключен к выходу генератора эталонной частоты, соединен с первымвходом регистра сдвига вторым входомсвязанного с вторым входом триггера 1,Недостатком этого устройства являются отсутствие возможности измеренияфлюктуируюших временных интервалов,низкая точность и быстродействие эасчет усреднения результатов измерениявременных интервалов, отсутствие воэможности измерениядлительности импульсов, а также сложность изготовления 25высокостабильного генератора эталоннойчастоты.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройстводля измерения флюктуаций временных интервалов, содержащее два измерительныхканала, первый из которых состоит изпоследовательно включенных ограничителей по верхнему и нижнему уровням,дифференциального трансформатора и усилителя-ограничителя, а второй из огра 35ничителей по верхнему и нижнему уровням, дифференциального трансформатора,включенных последовательно, и, усилителя-ограничителя, триггер, один вход40которого соединен с выходом усилителяограничителя второго измерительногоканала, первую регулируемую линию задержки, вход которой соединен с выходом усидителя-ограничителя первого иэ- .45мерительного канала, вторую регулируемую линию задержки, вход которой соединен с выходом триггере, два перекдюча,.2теля, многоканальный дискриминатор,длительности, содержащий секционированную линию задержки и М блоков формирования, каждый из которых состоит изпоследовательно включенных сумматора,ограничителя и выходного каскада, выход которого соединен с выходом дискриминатора длительности, причем выходсекционироВанной линии задержки соединен с вторым входом дискриминаторадлительности, первый вход которого подключен к первым входам всех сумматоров, вторые входы которых подклеенык выходам секционированной линии эадержки и счетчик импульсов, входы которогосоединены с выходами дискриминаторадлительности, дополнительный вход которого через вторую регулируемую линиюзадержки соединен с выходом триггера,второй вход которого через первый переключатель соединен с выходом усидителя-ограничителя первого измерительного канала и выходом первой регулируемой динии задержки, а вход усилителя-ограничителя второго измерительного канала через второй переключательс соответствующими выходами обоих дифференциальных трансформаторов Г 2Однако диапазон работы этого устройства ограничен. Оно,обеспечиваетизмерение флюктуаций временных интевалов, максимальная длительность которых не превышает времени задержкииспользуемой регулируемой линии эадерж"ки, и не обеспечивает измерения длительности флюктуирующих временных интервалов,Целью изобретения является расширение функциональных воэможностейустройства при одновременном повышениибыстродействия за счет обеспечениявозможности измерения различных временных интервалов.Поставленная цель достигается тем,что в устройство, содержащее два юмерительных канала, первый из которыхсостоит иэ последовательно вкабченныхФаннчителей по верхнему и нижнему1056128 3уровням, дифференциального трансформатора и усилителя-ограничителя а второй - из последовательно соедиеннных ограничителей цо верхнему и нижнему уровням и дифференциального трансформатора, а также усилителя-ограничителя, триггер, первый и второй входы которого , соединены соответственно с выходами усилителей-ограничителей первого и второго измерительных каналов, линию задержки, многоканальный дискриминатор длительности, содержащий секционированную линию задержки и й блоков формирования, каждый из которых состоит из последовательно включенных сумматора, ограничителя и выходного каскадавыходы каждого иэ которых соединены с соответствующими выходами многоканаль ного дискриминатора длительности,причем вход секционированной линии задерж-ки соединен с входом многоканального дискриминатора длительности и подключен к первым входам всех сумматоров блоков формирования, вторые входы которых псдключены к соответствующим выводам секционированной линии задержки, и счет л чик импульсов, входы которого соединены с выходами многоканального дискриминатора длительности, причем вход усили, теля-ограничитепя второго измерительного канала соединен через переключатель с первым и вторым выходами обоих ди ференциалвных трансформаторов соответственно второго и первого измерительных каналов, в него дополнительно введены элемент вычитайия, два триггера, элемевРсовпадения и рециркупятор, состоящий из. последовательно включенных линии за, держки и усилителя, второй вход которогоподключен к выходу трщтера управления, первый вход которого соединен с вхо 40 дом линии задержки и первым выходом усилителя рециркупятора, причем. первыйвход элемента совпадения соединен с выходом трщтера, второй вход элементасовпадения соединен с первым выходомусилителя рециркулятора, а выход элемента совпадения соединен с управляющимвходом счетчика импульсов, второй выходусилителя рециркулятора подключен к пер вому входу первого дополнительного трщ 1 50 гера, второй вход которого соединен свторым входом триггера, первым входом второго дополнительного триггера непосредственно и через линию задержки свторым входом второго дополнительноготриггера, выход которого подключен к первому входу элемента вычитания, вто рой вход которого подключен к второму 4входу триггера управления рециркулятора и к выходу первого дополнительного триггера, выход элемента вычитания соединен с входом многоканального дискриминатора длительности,На чертеже представлена функциональ ная схема устройства дпя измерения фпфФтуирующих временных интервалов. Устройство содержит два измерительных канала 1,2, каждый из которых состоит из последовательно включенных ограничителя Р по верхнему уровню,ограничителя 4 по нижнему уровню, дифференциального трансформатора 5 и усилителя-ограничителя 6, а также, триггер 7, элемент совпацения 8, счетчикимпульсов 9, рециркулятор 10, в которыйвходяг линии задержки 11, усилитель 12и трщтер 13 управления, два дополнительных трщтера 14, 15, линию задержки 16,элемент вычитания. 17 и многоканалный дискриминатор длительности 18,включающий в себя секционированнуюлинию задержки 19, Й блоков 20 формирования, каждый из которых включаетсумматор 21, ограничитель 22 и выходеной каскад 23, переключатель 24, входные шины 25. и 26, причем два измерительных канала 1 и 2,первый из которых состоит иэ последовательно включенных ограничителей по верхнему 3 и нижнему 4 уровням, дифференциального траноформатора 5 и усилителя-ограничителя 6,триггер 7, входы которого раздельносоединены с выходами усилителей-ограничнтелей 6 первого и второго измерительных каналов, линию задержки 11,вход которой соединен.с выходом усилителя-ограничителя 6 первого измерительного канала, многоканальный дискриминатор длительности 18, содержащийсекционированную линию задержки 19и М блоков 20 формирования, каждый изкоторых состоит. иэ последовательно включенных сумматора 21, ограничителя 22и выходного каскада 23, выходы формирователя соединены с выходами дискриминатора длительности, причем вход секционированной линии 19 задержки соединен с входом дискриминатора длительности 18 и подключен к первым входамвсех сумматоров 21, вторые входы которых подключены к выходам секционированной линии задержки 19, переключатель 24 и счетчик импульсов 9, входыкоторого соединены с выходами дискриминатора длительности 18, причем входусилителжграничителя 6 второго иэме 1056рительного канала 2 соединен черезпереключатель 24. с соответствующимивыходами обоих дифференциальных трансформаторов 5, элемент совпадения 8,один вход которого соединен с выходомтриггера 7, рециркулятор 10, содержащий усилитель 12 и триггер управле. ния 13, при этом вход усилителя 12соединен с одним входом триггера управления 13, а выход усилителя 12 1 Озамкнут со вторым входом элемента совпадения 8, выход которого соединен сдополнительным входом счетчика импульсов 9, два дополнительных триггера 14 и 15, первые входы которых сое динены с выходом усилителя-ограничителя 6 второго измерительного канала 2,а второй вход первого дополнительноготриггера 14 с вторым выходом усилителя 12 рециркулятора 10, второй вход 2 Отриггера управления 13 которого соединен с выходом первого дополнительноготриггера 14, между первым и вторымвходами второго дополнительного триггера 15 включена дополнительная линия 25задержки 16, а между первым дополнительным триггером 14 и многоканальным дискриминатором длительности 18включен элеменг вычитания 17, к второ,му входу которого подклкиен выход второго дополнительного триггера 15.Время выдержки линий задержки 11,16,19 одинаковое.Принцип работы устройства заключается в следующем,Временные интервалы. в импульснойпоследовательности, длительность которых (1 щ) необходимо измерить на заданном уровне, подаются с шин 25 и 26на вход ограничителей 3, Ограниченные 4 Одо заданного уровня импульсы подаютсяна ограничители 4. Уровень ограниченияснизу выбирается таким, чтобы на выходеограничигеля 4 получались практическипоямоугольные импульсы с длительностью ,4равной длительности входных импульсовна заданном уровне измерения. Этиимпульсы подаются на трансформагоры 5с двумя вторичными обмотками, с которых снимаются разнополярные импульсы.Импульсы с первой выходной обмотки .-трансформатора 5 подаются на усилительорраничитель 6 первого измерительного канала 1, с помощью которого выделяетсяимпульс, соответствующий переднему55фронту импульса измеряемого временногоинтервала. Этот импульс поступает навход триггера 7, опрокидывая его в новое устойчивое состояние и на вход 1286усилителя 12 рециркулагора 10 через линию задержки 11. Этот же импульс поступает на разрешающий вход триггера управления 13 рециркулятора 10, оп рокидывая его в новое устойчивое состочние. Разрешающее напряжение с выхода триггера 13 обеспечивает отпирание усилителя 12, на вход которого поступает задержанный им 1 гульс пермнего фронта измеряемого временного интервала. Усиленный усилителем 12 этот импульс подается на вход элемента совпадения 8 и через линию задержки 11 вновь поступает на вход усилителя 12. Таким образом на выходе рециркулятора 10 появляются импульсы с периодичностью, определяемой линиейзадержки 11. С выхода рециркулятора 10 эти импульсы поступают на вход элемента совпадения 8 и на первый вход первого дополнительного триггера 14.Импульсное напряжение с второй обмотки трансформатора 5 канала 1 (обратной по лярности) подаегся через переключатель 24 на усилитель-ограничитель 6 второго измерительного канала 2, с помощью которого выделяются импульсы обратной полярности, соответствующие заднему фронту импульса (либо переднему фронту импульсной последовательности в зависимости от положения переключателя 24). Эти импульсы поступают на второй вход триггера 7, опрокидывая его в исходное состояние. Сформирован-.ный триггером 7 импульс, длительность которого равна длительности измеряемого временного интервала, подаются на разрешающий вход элемента совпадения 8, на выходе которого появляются импуль-, сы с дискретностью во времени а 7, ко- личество которых прямо пропорцибйально длительности измеряемого временного интервала, длительность которого, с погрешностью, не превышающей периода рециркуляции, определяется выражением1 р = 1,р 1 ргде ьр- количество иьщульсов на выходе элемента совпадения 8, определяемое длительностью импульса, сформирован- наго триггером 7 (равного длительности измеряемого временного интеРвала), количество которых считается счетчиком 9 на дополнительном его входе.С дополнительного выхода усилителя-ограничителя второго измерительного канала 2 импульсы, соответствующие заднему фронту измеряемого временного интервала, поступают на второй входПодписиа СССР 9302/39 Тираж 411ВЙИИПИ Государственного комитетно делам изобретений и открытий13;3035, Мосюва, Ж 338; Раушскаи наб., д. 48 фидиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Составитель В. ЙуаярШандор Техреду ВЯалексрей . Корректор А.Озя