Измеритель временных интервалов

737915 О П" и.6 А Н Й Е Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ИЗОБРЕТЕН МЯ,+.(23) Приоритет Опубликовано 30.05.80. Бктллетень У 20 ао делом изобретений и атерытий(53) УДК 681.325 (088,8) Дата опубликования описания 30;05.80 ем и , И а ио ьеаеаейааъсмамаоаоииааеийиао,Изобретение относится к радиотехнике, в частности к импульсной технике, и предназна. чено для измерения временных интервалов Между импульсами конечной последовательности импульсов (пачки импульсов). Известны устройства для измерения времен. ных интервалов между импульсами конечной последовательности импульсов, состоящие из пус. ковой схемы, представляющей собой генератор переменной задержки с внешним запуском, сое. диненной с входом цифрового измерителя, измеряющего временную задержку, и схемы цифровой индикации результата измерения.,ПЛя измерения временного интервала необходимк:осциллограф. Изменяя задержку синхроимпульса измеряемой пачки импульсов генератором пере. менной задержки, совмещают задержанный син. хроиМпульс с первым импульсом измеряемой пачки импульсов. Незадержанный синхроим. пульс запускает цифровой измеритель, а задери жанный синхроимпульс останавливает его, Значение временной задержки, равное временному интервалу между задержанным и цезадержан .н ным сйнхроймт 1 ульсамсй" ,высведФается на таб. во иидикации схемы цифровой иидикации.Недостатками этого измерителя временных интервалов являются низкая точность измерения, сложность процесса измерений и требование обязательного наличия синхроимпульса, опережающего пачку импульсов.Из известных устройств для измерения вре. менных интервалов между импульсами конечной последовательности импульсов наиболее близ ким по технической сущности к предлагаемому является цифровой измеритель временных ин. тервалов, содержащий последовательно соединен. ные пусковую схему, цифровой измеритель исхему цифровой индикации, причем пусковая Ыема выполнена в виде схемы выделения по. следнего импульса, запоминающего устройства, счетного триггера и последовательно соединен. них счетчика импульсов, схемы выделения первого импульса, формирователя пусковых сигна. лов, причем первый вход счетчика импульсов, второй вход схемы выделения первого импуль са, первый вход схемы выделения последнего импульса, первый вход запоминающего устрой.3 7379 ства и второй вход формирователя пусковых сигналов объединены и подключены к первому входу устройства, второй вход счетчика импульсов вход триггера и третий вход формировате ля пусковых сигналов также,рбъединены и5 подключены к второму входу устройства, при этом первый выход триггера соединен с тре. тьим входом схемы выцеления первого импульса и с вторым входом схемы выделения последнего импульса, второй выход триггера 10 подключен к второму входу запоминающего устройства, третий вход которого соединен с третьим входом схемы выделения первого импульса, с третьим входом схемы выделения последнего импульса и с выходом счетчика им. 15 пульсов, а выход запоминающего устройства подключен к четвертому входу выделения по. следнего импульса, выход которой соединен с четвертым входом формирователя пуско вых сигналов, 2 аЭтот измеритель временных интервалов работает на основе выделения импульсов, ограни. чиваюших измеряемый интервал. Для этого измеряемая пачка импульсов йросчитывается счетчиком и производится выделение с помощью 25 схем выделения импульсов, соответствующих началу и концу измеряемого интервала, Далее выделенные импульсы через формирователь пусковых сигналов запускают цифровой изме. ритель, сигнал которого поступает на схему Зо цифровой индикации, где высвечивается результат измерения.Для нормальной работы рассматриваемого известного устройства необходимо наличие внешнего опережающего или отстающего от иф меряемой пачки импульсов (не смешанного с пачкой) синхроимпульса, которым осуществля. ется синхронизация всех узлов устройства. Это является недостатком известного устройства, так как на практике часто встречаются сиг 4 о налы в виде пачек импульсов, которые не имеют указанного синхроимпульса, при этом задача измерения временных интервалов для этих пачек импульсов является весьма важной. К таким сигналам, например, относятся пачки импульсов, 45 излучаемые радиомаяками, которые являются многоимпульсными кодами; их соответствиеинтервалов требуется определять с высокой точностью.Кроме того, происходит вйделение и измерениь не для каждой пачки импульсов, а лишь для каждой второй, что обусловлено наличием цикла выделения (измерения) и цикла запоминания. Это является вторым недостатком известного устройства, поскольку на практике большинство радиотехнических систем имеет низкую (порядка единиц. десятков герц) частоту следования информационных пачек импуль. сов, временные интервалы между импульсами 15которых подлежат измерению, и потеря половины из них снижает скорость н объективность измерений.Третьим недостатком известного устройства является невозможность измерения с его по.мощью временных интервалов не только между первым и последним импульсами в пачке импульсов, но и между любыми двумя импульсами измеряемой паЧки импульсов.Четвертым недостатком известного устрой.ства является низкое быстродействие, обусловленное выделением произвольных состояний счетчика импульсов ( в зависимости от число им. пульсов в исследуемой пачке) с помощью схе. мы совпадения, так как при достаточно высокой частоте входных импульсов не все состояния счетчика могут быть выделены без помех. Цель изобретения - измерение временныхинтервалов в пачках импульсов, не имеющих .внешнего синхроимпульса, повышения скорости и объективности измерений, обеспечениевозможности измерения временных интерваловмежду любыми двумя импульсами в пачкеимпульсов, не имеющих внешнего синхроим.пульса, и повышение быстродействия,Это достигается тем, что в измеритель временных интервалов, содержащий счетный триг.гер, первым выходом соединенный с однимиз входов блока выделения первого импульса,другие входы которого соединены с выходамиразрядов счетчика импульсов, а также последо.вательно соединенные блок выделения послед.него импульса, формирователь пусковых сигна.лов, выход которого через цифровой измерительсоединен с блоком цифровой индикации, второйвход соединен с первым входом счетчика им.пульсов и с входной шиной устройства, а тре.тий вход формирователя пусковых сигналовсоединен с выходом блока выделения первого импульса, введены устройство временнойзадержки, блок переписи, блок управления,дополнительный блок переписи дополнительныйсчетчик импульсов, дополнительный счетныйтриггер, первый выход которого подключенк первому входу дополнительного счетчика им.пульсов и к одному из входов блока выделе.ния последнего импульса, другие входы кото.рого соединены с соответствующими выходамиразрядов доло." кительного счетчика импульсов,второй вход которого подключен к входнойшине устройства, третий вход - к выходу до.полннтельного блока переписи, первый входкоторого подключен к второму выходу допол.кительного счетного триггера, первый вход ко.торого объединен с первым входом счетноготриггера, четвертым входом формирователяпусковых сигналов в подключен к выходуустройства временной задержки, вход которо5 73791го соединен с входной шиной устройства, вто-рые входы счетного триггера н дополнительного счетного триггера подключены к выходамсоответственно счетчика импульсов и дополнительного счетчика импульсов, а второй входдополнительного блока переписи объединен спервым входом блока переписи и соединенс выходом блока управления, причем выходблока переписи подключен к второму входусчетчика импульсов, третий вход которого соединен с первым выходом счетного триггера,второй выход которого подключен к второмувходу блока переписи, а выходы блоков выделения первого и последнего импульсов подключены соответственно к четвертому входу счетчика импульсов и четвертому входу дополнительного счетчика импульсов.На фиг, 1 представлена структурная электрическая схема предлагаемого измерителя вре.менных интервалов; на фиг. 2 а, б, в - временные диаграммы, поясняющие его работу.Измеритель временных интервалов содержитсчетчик импульсов 1, блок 2 выделения первого импульса, блок 3 выделения последнегоимпульса, устройство 4 временной задержки,счетный триггер 5, формирователь б пусковыхсигналов, цифровой измеритель 7, схему цифровой индикации 8, блок 9 управления, блок10 переписи, дополнительный блок 11 переписи,дополнительный счетный триггер 12 и дополнительный счетчик импульсов 13,На фиг, 2 изображены диаграммы напряжений, поясняющие работу предлагаемого измери.теля, где: а) измеряемая пачка импульсов;. 6) импульс иа выходе устройства временнойзадеРжки 4; в) импульс на выходе формирователя пусковых сигналов; Тз - время задержки устройства 4 временной задержки,На фиг, 2 приведен пример, когда исслеууемая пачка состоит из четырех импульсов,и измеряется интервал между 2 и 3 импульсами,Измеритель временных интервалов работаетследующим образом.Импульсы исследуемой пачки (фиг, 2 а)поступают на вход устройства 4 временнойзадержки, на первые входы счетчика импульсов 1, дополнительного счетчика импульсов13 и на второй вход формирователя пуско.вых сигналов,50В момент переключения исследуемой пачкиимпульсов первый из пришедших на вход уст.ройства импульс этой пачки запускает устрой.ство 4 временной задержки. Время задержкиТз устройства 4 временной задержки выбира-.ется из условия Тпачка ( Тз ( Тповт гдеТпачки - временной интервал между первыми последним импульсом пачки; Тповт - период повторения пачки),5Выполненно этого условия на практике невызывает затруднений, поскольку период повторения пачек Тповт в современных радиотехнических системах составляет обычно отнескольких десятков до нескольких сотен миллисекунд, а временной интервал между первым и послед.шм импульсаМи пачки обычно лежит в пределах до 2-3 мсек.Устройство 4 временной задержки техническилегко реализуемо, например, в виде ждущего мультивибратора илн счетчика импульсов, кото.юрын с приходом запускающего импульса отсчитывает определенное заданное число импульсов генератора тактовых импульсов, принятыхэа временную шкалу,После того как устройство 4 врсменнойзадержки сформирует свой выходной импульс,который, поступив на третий вход формирова.теля б пусковых сигналов и на первые входысчетного триггера 5 и дополнительного счет.ного триггера 12, схема устройства возвращается в исходное состояние, при котором сигналыс первых выходов счетных триггеров 5 и 12открывают по входам соответственно счетчикнйпульсов 1, блок 2 выделения первого импульса и дополнительный счетчик импульсов 13,блок 3 выделения последнего импульса. Счетчики импульсов 1 и 13 после переполненияформируют на своих выходах импульсы, кото-.рые, поступив на входы соответственно счетноготриггера 5 и дополнительного счетного" триггера12, устанавливают последние в состояние, когдана первых выходах укаэанных триггеров устанавливается состояние логического нуля, а навторых - логической едищщы. Логические едини.цы с вторых выходов счетных триггеров 5 и12, воздействуя на первые входы соответственно блока 10 переписи н дополнительного блока 11 переписи, переписывают соответственнов счетчик импульсов 1 и счетчик импульсов13 информацию о номере выделяемых импульсов исследуемой пачки импульсов, в результате чего к началу просчета импульсов пачкисчетчиками импульсов 1 и 13 в ннх записаны числа, равные разности емкости этих счетчн.ков н номеров соответствующих выделяемыхимпульсов исследуемой пачки импульсов. Вовремя счета импульсов пачки счетчики нмпуль.сов 1 и 13 ведут счет до полного заполнения;т,е. достижения всеми триггерами этих счет.чиков единичных состояний, а блоки 2 н 3Ж .подключены по входам к единичным выходамтриггеров счетчиков 1 н 13, Блоки 2 и 3 вы.ьделения представляют собой схемы совпадения,реализованные, например, на элементах И - Е 1 Е,поэтому на нх выходах в момент заполнениясчетчиков импульсов 1 н 13 появляется низкийуровень сигнала, соответствующий логическомунулю, который, воздействуя нз третьи вхопы5 8Формула изобретенияИзмеритель времеццых интервалов, содержащий счетный триггер, первым выходом соедн.ценный с одним иэ входов блока выделенияпервого импульса, другие входы которогосоединены с выходами раэрядов счетчика импуль.сов, а также последовательно соединенные блоквыделения последнего импульса, формировательпусковых сигналов, выход которого через цифро.ф,вой измеритель соединен с блоком цифровойиндикации, второй вход соединен с первымвходом счетчика импульсов и с входной шинойустройства, а третий вход формирователя пус.ковых сигналов соединец,с выходом блокавыделения первого импульса, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью обеспечения возмож.ности измерения временных интервалов междулюбыми двумя импульсами в пачке импульсов, не имеющих внешнего сицхроимпульса,и повышения быстродействия в него введеныустройство времейцой задержки, блок переписи,блок управления, дополнительный блок переписи, дополнительный счетчик импульсов, до.полнительцый счетный триггер, первый выходкоторого подключен к первому входу допол.нительного счетчика импульсов и к одномуиз входов блока выделения последнего импуль.са, другие входы которого соединены с соответствующими выходами разрядов дополнительного счетчика импульсов, второй вход кото.рого подключен к входной шине устройства,третий вход - к выходу дополнительного бло.ка переписи, первый вход которого подключенк второму выходу дополнительного счетноготриггера, первый вход которого объединен спервым входом счетного триггера, четвертымвходом формирователя пусковых сигналов иподключен к выходу устройства вреМеннойзадержки, вход которого соединен с входнойшиной устройства, вторые входы счетноготриггера и дополнительного счетного триггераподключены к выходам соответственно счет.чика импульсов и дополнительного счетчикаимпульсов, а второй вход дополнительногоблока переписи объединен с первым входомблока переписи и соединен с выходом блока Э 5 управления, причем выход блока переписиподключен ко второму входу счетчика импуль.сов, третий вход которого соединен с первымвыходом счетного триггера, второй выход ко.торого подключен к второму входу блока переписи, а выходы блоков выделения первого ипоследнего импульсов подключены соответ. ственно кчетвертому входу счетчика импуль. сов и четвертому входу дополнительного счетчика импульсов,хъ .,ф 73791счетчиков импульсов 1 и 13, приводит к эа.крытию последних по входу. Одновременно/сигналы с выходом блоков 2 и 3 выделенияпервого и последнего импульсов поступают напервый и четвертый входы формирователя пус.ковых сигналов, работа которого в предлагае.мом устройстве не отличается от известного:пройдя через элемент ИЛИ, вхоляший в составформирователя пусковых сигналов, выходныесигналы блоков 2 и 3 выделения поступают Она первый вход элемента И, входящего в состав формирователя пусковых сигналов, на вто.рой вход которого подаются импульсы с вхо.да устройства, с выхода указанного элемента Исигналы поступают ца счетный вход триггера, 15входящего в состав формирователя пусковыхсигналов, и далее с выхода этого триггерана выход формирователя пусковых сигналов,Блок 9 управления реализуется в виде обыч.ных переключателей, блоки 10 и 11 переписи эОв виде набора элементов И - НЕ, выходы каж.дого иэ которых управляют по устайовочномувходу одним триггером соответствующего счет.чика 1 и 13 импульса, последние представляютсобой обычные двоичные счетчики с последовательным переносом, реализованные, например,на Д-триггерах.Таким образом, введение устройства времен.ной задержки позволяет измерять временныеинтервалы в пачках импульсов, не имеющих Э 0дополнительного внешнего синхроимпульса,таккак роль внешнего синхроимпульса выполняетвыходной импульс устройства 4 временнойзадержки, которое запускается импульсамиисследуемой пачки.Введение блока управления, блоков перепи.сй, дополнительного счетного триггера, дополни.тельного счетчика импульсов позволяет выделятьна выходах блоков вьщеления первого и по:леднего импульсов любые импульсы исследуе пьвй йачки импульсов путем предварительной.установки счетчиков импульсов, Вьщеление па.ры импульсов в предлагаемом измерителе происходит (в установившемся режиме) в каж.дой проходящей пачке, т,е. нет потери информации, обеспечена большая скорость и объективнзвсть измерений,6Быстродействие блоков выделения возрос ло более чем в три раза, поскольку на счетчиках импульсов ие вьщеЪяются состояния,которым предшествуют длительный переносиз разряда в разряд счетчика импульсов, а выделяется состояние достижения всеми разрядами единичных состояний, котор 6 е можетбыть выделено беэ помех с малой задержкойпрохождения сигналов,737915 Составитель М. На Техред Н.Бабурка Тираж 482 ЦНИИПИ Государственно по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Рауш/5 д, ул, Проектная,Филиал ППП Патент Редактор Е. Карауло го комитет и открмтии ская наб.,Корректор В.Бутяга