Устройство для измерения временных интервалов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 51)4 С 0 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ сшией т счет-, лементы ый элеВоро тели инфровыхО, с.22СССР1985.(54) УСТРОЙС НЫХ ИНТЕРВАЛ (57) Изобрет ВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕВние относится к из ме(088. 8)И, Преобразовэлектронных циЭнергия, 19свидетельствоС О 1 К 25/О тельнои технике и служит длярения функциональных возможноустройства, Устройство содержиный триггер 1, коммутатор 2,И 3 и 4, переменный и постоянменты 5 и 6 задержки, элементформирователь 8 и блок 9 селеВведение коммутатора 10, элемзадержки, переключателя 12 иванне новых функциональных свобеспечивает возможность измевременных интервалов между имми последовательностями как сми, так и с кратными частотамрения. 5 ил. ф ции. нта 11 бразозей ения ульсны" равны- повтоИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения временных интервалов между импульсными последовательностями.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей засчет измерения временных интерваловмежду импульсными последовательностями с кратными частотами следования.На фиг. 1 приведена блок-схемаустройства; на фиг, 2 - взаимнаяфазировка двух последовательностей,сумма которых дает исходный сигнал;на фиг. 3 - спектральные характеристики сигнала с череспериодной временной модуляцией; на фиг.4 - импульсный сигнал с дискретной временноймодуляцией, формируемый на выходе фор"20мирователя 8; на фиг. 5 - спектральные характеристики сигнала, формируемого на выходе формирователя 8.Устройство содержит счетный триггер 1, коммутатор 2, элементы И 3 и 25И 4, переменный элемент 5 задержки,постоянный элемент 6 задержки, элемент ИЛИ 7, формирователь 8, блок 9селекции, коммутатор 10, элемент 11задержки, переключатель 12, входные 30шины 13 и 14,Вход блока 9 селекции через формирователь 8 подключен к вьжоду элемента ИПИ 7, первый вход которого черезпеременный элемент задержки 5 соединен с выходом элемента И 3, первыйвход которого подключен к выходу коммутатора 2, первый вход которогосоединен с входной шиной 14, а второйвход подключен к счетному входу триггера 1, входной шине 13 и первомувходу элемента И 4, выход которогосоединен с входом элемента 6 задержки, выход которого подключен к первому входу переключателя 12, первыйвыход которого через элемент 11 задержки соединен с вторым входом переключателя 12, второй вьжод которогоподключен к второму входу элементаИЛИ 7, а прямой и инверсный выходысчетноготриггера 1 соединены спервыми вторым входамикоммутатора 10,первыйи второй выходы которого подключенык вторым входам соответственно элементов И 4 и 3.Устройство работает следующим образом.Перед началом измерения проводятнастройку устройства на максимальную чувствительность, для чего один из входных сигналов подают на входную шину 13. Коммутаторы 2 и 10 устанавливают в положение, при котором на вторые входы элементов И 3 и 4 поступают сигналы с прямого и инверсного выходов триггера 1, а на первые входы этих элементов подается входной сигнал, Переключатель 12 устанавливается в положение, при котором его нормально-замкнутые контакты разомкнуты, а нормально-замкнутый контакт замкнут. С помощью переменного элемента 5 задержки добиваются нулевого значения амплитуды А составляющей спектра сигнала на выходе формирователя 8, обусловленной наличием разной задержки сигналов в двух каналах устройства. Амплитуда этой составляющей контролируется блоком 9 селекции. В положении переключателя 12, когда нормально-замкнутые контакты замкнуты, а нормально-разомкнутый контакт разомкнут (фиг. 1), сигнал с выхода элемента И 4 через постоянные элементы 6 и 11 задержки поступает на второй вход элемента ИЛИ 7, на первый вход которого поступает сигнал с выхода элемента И 3 через переменный элемент 5 задержки. При этом на входы элемента ИЛИ 7 поступают два сигнала, одинаковые по частоте и сдвинутые один относительно другого на величину Т+ Сэ, где Сэ - время задержки в элементе 11 задержки, выбирается таким образом, чтобы оно было больше максимальновозможного временного сдвига между исследуемыми последовательностями; Т, - период, сигнала с входной шины 13.1На выходе формирователя 8 формируется импульсная последовательность с череспериодной временной модуляцией с периодами Т, и Т , причемТ + Т Т - т оЭтот сигнал можно представить в виде суммы двух импульсных последовательностей; импульсной последовательности Р с неизменным периодом То, длительностью импульса Гц, импульсной последовательности разнополярных импульсов длительностью каждого импульса , сдвинутых один относительногдругого на длительность импульсаи следующих с периодом 2 Т (см.фиг.2).1 41Спектральная характеристика сигналов с черезпериодной временной модуляцией приведена на фиг, 3,Спектр импульсной последовательности с череспериодной временной модуляцией определяется как сумма спектров последовательностей Г и Р.Спектр импульсной последовательности Р имеет видБ - вдпхмР о соз,й Г Е (1о ч м о,Спектр импульсной последовательности Гц определяется путем использования теоремы о сдвиге колебаний во временисао, Е "а)где Б - спектр импульсной последовательности Р- длительностью импульса Г, периодом 2 То и амплитудой А(ч С,ь - +- - величина сдвига импульс 1 ф 2 2са длительностью о вправо;/ Гг Ьц Сс = ---- величина сдвига импуль. Аед 2 2сов длительностью 3 влево;(6) а также составляющие Ам10А = - 3 дпт фц мм о) Отношение этих составляющих Ао 2 АЕ . хо А- То 2 То(10) Н30 35954и = 1,3,5, амплитуды которых пропорциональны времени задержки в линиизадержки 11А, 2 Ас2 То п: 2 То соз 2 Ф 2 Е, (3) 3 -к. -Еххо ц Го опИ=В -"- - дискретная частота.2 ТСпектр Б , учитывая, что Р сс Тимеет вид Подставляя значения Б-х"сщРсАе хИв выражение (2), получим 1. БздпТ, соз 2 ФЕ, (4)2 А 7 . Г Гам Т " 2 и оо:с оОбщий спектр импульсной последовательности с череспериодной временной модуляцией определяется как сумма спектров Б, и БМс ЬМздпп - ,соз 2 о-у Е, (5) где А - амплитуда импульсовТ - длительность импульсов;То - период импульсного сигнала;временной сдвиг между сигэналами в двух каналах устройства.В спектре Б щ присутствуют сосГо тавляющие Лс частотами ви, где Величину Е вычисляют путем измерения блоком 9 селекции отношенияамплитур А/А на выходе формирователя 8.При измерении временного сдвига 35между импульсными последовательностями и одинаковой частотой повторения .их подают на входные шины 13 и14, При этом коммутатор 2 устанавли вается в положение, когда на первыйвход элемента И 3 поступают импульсыс входной шины 14, В этом случаевыражение (9) принимает вид где Е М + Е - алгебраическая сумма временного сдвига между исследуемыми и импульсными последовательностями и времени задержки ЕЭ в элементе 11 задержки.Измеряя блоком 9 селекции отношеАние амплитуд - = 8 при известномАмзначении длительности импульсовна выходе формирователя 8, определяют значение временного сдвига между исследуемыми импульсными последова- тельностями+, я- з 1 п в Го"чсоз 211, Ро ф1 ф 111здп 11 - Г соз 211 -, (13) З 511 1 11 А" ии 0664 Ас кт В спектре (13) присутствуют составляющие А с частотами в ,и, ампли- .40 туды которых пропорциональны разности времени распространения сигнала по двум каналам ввиду наличия линии ,задержки 11 и временнрго сдвига между исследуемым последовательностями 45 4 Аех , Я сцА. = 1 Т 1 п 2 и 1,т )о о(15) Отношение этих составляющих А 11 4 Асхх 1 ьцщ -- зп - и х А, 1 с Т 2 1 сто 555 14135г-.6 Е С- С., = (о-Я), (12)Если величина ЛО, то это означает, что импульсная последовательность на шине 13 задержана отно сительно импульсной последовательности на шине 14 на величину ЬС,Если Ь йО, то импульсная последовательность на шине 13 опережает импульсную последовательность на шине, 14 на величину 6 1.Если дС = О, то исследуемые импульсные последовательности совпадают.При измерении временного сдвига15 между импульсными последовательностями с частотами повторения, равными величине К, коммутатор 10 устанавливается в положение, при котором выходы триггера 1 отключены от входов элементов И 3 и 4. При измерении следует более высокую частоту подавать на шину 13.В этом случае на выходе формирователя 8 формируется импульсный сигнал с дискретной временной модуляцией, представленной на фиг. 4.На фиг. 5 представлены спектральные характеристики этого сигнала,Его спектр с учетом вывода для выражения (5) для кратных частот имеет30 вид 95 6Для инкесов п близких значению Ио 0-- и индексом ш близких зна 2 ЧТо чению - = - (где Я = -- скваж"11 ность) выражение (16) упрощается(17)К 1 11откуда (18)11На выходе формирователя 8 с помощью блока 9 селекции измеряют величинуА 1,- и вычисляют временной сдвиг ЬС Авмежду исследуемыми импульсными последовательностямик "ь. (19)Преимуществом изобретения является возможность измерения временных интервалов между импульсными последовательностями как с равными, так и с кратными частотами повторения.Формула изобретенияУстройство для измерения временных интервалов, содержащее первую и вторую входные шины, счетный триггер, первый коммутатор, два элемента И, первый переменный и второй постоянный элементы задержки, элемент ИЛИ, формирователь и блок селекции, вход которого через формирователь подключен к выходу элемента ИЛИ, первый вход которого через переменный элемент задержки соединен с выходом первого элемента И, первый вход которого подключен к выходу первого коммутатора, первый вход которого соединен с первой входной шиной, а второй вход подключен к объединенным счетному входу триггера, второй входной шине и первому входу второго элемента И, выход которого соединен с входом второго элемента задержки, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет измерения временных интервалов между импульсными последовательностями с кратными частотами следования, в устройство дополнительно введены второй коммутатор, переключатель и третий элемент за держки, причем прямой и инверсный выходы счетного триггера соединены с первым и вторым входами второго1413595 Фи тпрр кад У коммутатора соответственно, второйвыход второго коммутатора подключенк второму входу первого элемента И,первый выход второго коммутаторасоединен с вторым входом второго элемента И, а выход второго элемента задержки подключен к первому входу переключателя, первый выход которогочерез третий элемент задержки соединен с вторым входом переключателя,второй выход которого подключен квторому входу элемента ИЛИ,1413595 4 т АпФие. б Составитель Ю, ШишкинТехред А.Кравчук Корректор Н. Король Редактор О, Спесивых Тираж 373 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Иосква, -35, Раушская наб., д, 4/5