Измеритель временных интервалов

союз советсних ЦИАЛИСТИЧЕСНИХ СПУБЛИН(51) 4 С ГОСУД ДРСТВЕННЫИ ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕ МИТЕТ СССтений и Отнът БРЕТЕНИЯ ОПИСАНИЕ ИЗО АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(71) Киевский ордена Ленина политехиический институт им.50-летия Великой Октябрьской социалистической револвции(57) Изобретение может быть использовано в измерительной и вычислительной технике, автоматике и приборостроении для измерения временных параметров импульсных сигналов. Цельк изобретения является повышение точности измерений. Устройство содержит генератор 1 счетных импульсов, блок 2 грубого измерения, содержащий элемент И 3 и счетчик 4 грубого измерения, блоки 5 и 6 устранения неоднозначности, каждый из которых со-держит. триггеры 7 (8), 11 (12) и1241185 17 (18), элементы И-НЕ 9 (10), 13(14) и 19(20); блоки 21 и 22 точного измерения каждый из которых содержитУтриггеры 23 (24), преобразователье 25 (26) масштаба времени, элемент И 27 (28) и счетчик 29 (30); микро" ЭВМ 31 ;элемент 32 запрета, формирователи 33-35 импульсов, элемент НЕ 36, блок 37 формирования эталонных интервалов, содержащий элемент И 38,1Изобретение относится к радиоизмерениям и может быть использовано дляизмерения временных параметров импульсных сигналов в измерительной ивычислительной технике, автоматике и 5приборостроении.Цель изобретения - повьппение точности измерения временных интервалов.На фиг.1 приведена структурная схе 0ма измерителя временных интервалов;на,фиг.2 " временные диаграммы работыизмерителя соответственно в режимекалибровки и в режиме измерения.Измеритель временных интерваловсодержит генератор 1 счетных им 15пульсов следующих с периодом Го,блок 2 грубого измерения, содержащий элемент И 3 и счетчик 4 грубогоизмерения, блоки 5, 6 устранения не 20однозначности, каждый из которых содержиттриггер 7 (8), элемент И-НЕ9 (1 О), триггер 11 (1.2), элементИ-НЕ 13 (14), элемент И 15 ( 16),триггер 17 (18) и элемент И-НЕ 19(20),"25блоки 21,22 точного измерения, каждый из которых содержит триггеры 23(24), преобразователь 25 (26) масштаба времени, элемент И 27(28) исчетчик 29 (30); микроЭВМ 31, элемент 32 запрета, формирователи 33, 3034 и 35 импульсов, элемент НЕ 36,флок 37 формирования эталонных интервалов, содержащий. элемент И 38,делитель 39 частоты, триггер 40,элемент И 41, умножитель 42 частоты 35и счетчики 43, Д 4; элементы ИЛИ 45,46.Выход генератора 1 подключен кпервым входам элемента И 3, микроЭВМ 31, элементов И 27,2838, эле-. 40 делитель 39 частоты, триггер 40,элемент И 41, умножитель 42 частотыи счетчики 43, 44; элементы ИЛИ 45,46. МикроЭВМ 31 осуществляет коррекцию результатов измерения отрезкавремени между интервальным и выделенным счетным импульсами и выдает ис-.комое значение временного интервала,.что обеспечивает повышение точностиизмерения. 4 з"п. ф-лы, 2 ил. 2.ментов И-НЕ 19,20, к вторым .входам . элементов И-НЕ 9, 10 и входу умножи теля 42 частоты, выход которого соеа динейс первым входом элемента И 41, второй вход которого подключен к вы-, ходу триггера 40, а выход - к входу счетчика 43, входы разрядов.которого соединены с выходами разрядов счетчика 44, счетный вход которого соединен с выходом счетчика 43, 1 -входом триггера 40, и вторымивходами элемен. тов ИЛИ 45, 46, первые входы которых подключены соответственно к выходам формироваг.лей 34 и 35 соответственно, первые входы которых объединены и соединены с выходом элемента НЕ 36, вход которого подключен к первым входам элементов И-НЕ 13, 14, второму входу элемента И 38 и выходу микро- ЭВМ 31, второй, третий, четвертый и ,пятый входы которой соединены с выходами соответственно счетчика 4, счетчика 29, счетчика 30 и формирователя 33 импульсов, вход которого подключен к выходу элемента 32 запрета, . первый вход которого соединен с выходом преобразователя 25 и вторым входом элемента И 27, выход которого соединен с входом счетчика 29, второй вход элемента 32 запрета подключен к выходу преобразователя 26 и второму входу элемента И 28, выход которого подключен к входу счетчика .30, выход элемента ИЛИ 45 подключен к 5 -входам триггеров 7 и 23,5 -входы триггеров 7 и 8 объединены и подключены к С -входу триггера 40 и выходу делителя 39, вход которого соединен с выходом элемента И 38, выход элемента ИЛИ 46 подключен к Я -вхо 1241185И-НЕ 9 и О, через которые первые прошедшие импульсы (фиг.2 к) с генератора 1 переключают триггеры 11 и 12 в состояние (фиг.2 л), при котором сигналы с выходов элементов И-НЕ 13 и 14 (фиг.2 м) открывают эле. менты И 15 и 16. Соответственно последующий импульс с генератора 1, про. шедший через элементы И-НЕ 9 и 10, И 15 и 16, переключает триггеры 17 и 18 в состояния, при которых сигналы с выходов триггеров (фиг.2 о) открывают элементы И-НЕ 19 и 20 и. закрывают (фиг.2 п) элемент И ЗПер 15 выми импульсами с генератора 1, прошедшими через элементы И-НЕ 19 и 20 (фиг.2 р), триггеры 23 и 24 переключаются в исходное состояние, заканчивая формирование интервалов 2 О длительностью Сз и С.Импульсы длительностью СГ и сформированные триггерами 23 и 24 (фиг.2 с), преобразовываются в К раз преобразователями 25 й 26 и запол няются счетными импульсами с генератора 1, прошедшими через элементы И 27 и 28. Число импульсов на ин/ тервалах длительностью КС и КС фиксируются счетчиками 29 и 30 емкостью ЗК. По окончании действия импульсов/КС и КС закрываются элементы И 27 и 28, а через элемент 32 запрета и формирователь 33 импульса в микроЭВМ 31 поступает импульс (фиг.2 ш) обес 35 печивающий перепись результатов измерений из счетчиков 4,29 и 30 в микро- ЗВМ 31 и установку в исходное состояние триггеров 7, 8, 11, 12, 17, 18, 23, 24 и 40 а также счетчиков 4, 29 40 и ЗО.С приходом следующего импульса с делителя 39 частоты переключаются триггеры 7, 8 и 40, при этом сигнал с последнего открывает элемент И 41,ф 45 который пропускает импульсы с умножителя 42 на счетчик 43. После того как в счетчике 43 код станет равным А+1 (А=1), поступающему по шинам управления со счетчика 44, он выработает импульс (фиг.2 э), который уста 50 новит триггер 40 в нулевое состояниеа счетчик 44 - в состояние на едини-цу больше предыдущего, а также, пройдя через элементы ИЛИ 45 и 46, переключит триггеры 23 и 24. СформированГоо ные импульсы С -- и С -- преоб 5 и Г и разовываются в К раз преобразователями 25 и 26, а счетчики 29 и 30 зафиксируют количество импульсов, прошедших через элементы И 27 и 28 за ин" тервалы времени длительностью К(С - -. ) и К (С -, - ). По оконЯ Гои ичании преобразований через элемент 32 запрета и формирователь 33 в микро- ЭВМ 31 поступает импульс, обеспечива" щий перепись результатов измерений из счетчиков 4, 29 и 30 в память мик. роЭВМ 31 и установку в исходное состояние триггеров 7, 8, 11, 12, 17, 18, 23, 24 и 40, а также счетчиков .4, 29 и 30. Процесс калибровки будет продолжаться до тех пор, пока состояние счетчика 44 не станет равным 2 п. По окончании калибровки нулевым потенциалом, приходящим с микроЭВМ 31 через элемент НЕ 36, открываются формирователи 34 и 35 интервальных импульсов, и через элементы И-НЕ 13 и 14 - элементы И 15 и 16, после чего измеритель временных интервалов готов к измерению временных интервалов, ограниченных "Старт" и Стоп импульсами.С приходом стартового 5 импульса, проходящего через формирователь 34 и элемент ИП 45, переключаются : триг" гер 23, формирующий начало интервала длительностью С , и триггер 7, открывающий элемент Й-НЕ 9. Первый счетный импульс, прошедший через элементы 9 и 15, переключает триггер 17, разрешающий прохождение счетных импульсов с генератора 1 через элементы И 3 и И-НЕ 19 соответственно на счетчик 4 и триггер 23. Последний переключается прошедшим счетным импульсом в исходное состояние, в результате чего заканчивается формирование отрезка С 4, ограниченного стартовым и счетным импульсами. Преобразованный в К раз преобразователем 25 отрезок времени С заполняется счет 5ными импульсами, следующими с генера. тора 1 через элемент И 27, которые фиксируются счетчиком 29 емкостью ЗК. Аналогично, с приходом стоповогоимпульса, проходящего через формирователь 35 и элемент ИЛИ 46, происходят процессы по выделению отрезка(времени С , с той лишь разницей, что переключение триггера 18 закрывает, элемент И 3, прекращая прохождение счетных импульсов на счетчик 4. Выделенный интервал длительностью й., преобразуется в К раз преобразователем 2 б, а затем заполняется счетными импульсами с генератора 1, прошедшими через элемент И 28, которые фиксируются счетчиком 30 емкостью ЗК.Поокончании преобразования отрезков. й и С с преобразователей 25 26 через, элемент 32 запрета и форми рователь 33 разрешения коррекции в микроЭВМ 31 поступает импульс, обеспечивающий перепись результатов изменрений из счетчиков 4, 29 и 30 в память микрОЭВМ 31 и установку В исхОД- ное состояние триггеров 7, 8., 11, 12 17 и 18. Затем микроЭВМ 31 осуществляет коррекцию резульата измерения . отрезка времени между интервальным и выделенным счетным импульсами в ка-. нале стартового и стопового импульсов, для этого выбираются по полученным значениям кода измеренного отрезка времени коды двух ближайщих значений измеренных эталонных интер- р 5 валов, один из которых меньше, а другой больше полученного значения кода, определяет произведение разности полученного значения кода и выбранного меньшего значения кода измеренного эталонного интервала и частного от разности двух выбранных ближайших кодов эталонных интервалов и разности соответствующих значенийизмеренных этих эталонных интервалов,суммирует полученный результат с выбранным меньшим значением кода эталонного интервала, а также суммируетскорректированное значение результата измерения отрезка времени в каф 40нале стартового импульса с резуль"татом грубого измерения и вычитает из полученного результата скорректированное значение результата измерения отрезка времени в канале. сто.пового импульса и выдает искомое45значение временного интервала.Формула изобретения1. Измеритель временных интервалов, содержащий генератор счетных импульсов, выход которого соединен с первым входом блока грубого измерения и первыми входами первого и второго блоков точного измерения, о т - 55 л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьппения точности измерения, в него введены элемент запрета, три формирователя импульсов, блок форми рования эталонных интервалов, элемент НЕ, микроЭВМ, два блока устранения неоднозначности и два элемента ИЛИ, причем выход генератора счетных импульсов соединен с первыми входами обоих блоков устранения неоднозначности и блока формирования эталонных интервалов и микроЭВМвторой вход которой соединен с. выхо- дом блока грубого измерения, а третий и четвертый входы подключены к первым выходам соответственно первого и второго блоков точного измерения, вторые выходы которых подключены к инверсному и прямому входам соответственно элемента запрета, выход которого через первый формирователь импульсов соединен с пятым входоммикрОЭВМ, выход которой соединен с вторыми входами обоих блоков устранения неоднозначности и блока формиРования эталонных интервалов непосредственно и через элемент НЕ - с первыми входами второго и третьего формирователей импульсов, вторые входы которых соединены соответственно с шинами Старт и Стопи, выходы второго и третьего формирователей импульсов соединены с первыми входами соответственно первого и второго элементов ИЛИ, вторые входы которых объединены и соединены с первым выходом блока формирования этат лонных интервалов, второй выход которого соединен с третьими входами блоков устранения неоднозначности, выход первого элемента ИЛИ соединен.с четвертым входом первого блока.уст. ранения неоднозначности и вторым входом первого блока точного измерения, третий вход которого подключен к первому выходу первого блока устранения неоднозначности, второй вы-ход которого соединен с вторым входом блока грубого измерения, выход второго элемента ИЛИ соединен с четвертым входом второго блока устранения неоднозначности и вторым входом второго блока точного измерения, третий вход которого подключен к первому выходу второго блока устранения неоднозначности, второй выход которого подключен к третьему входу блока грубого измерения.2. Измеритель по п.1, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что каждый блок устранения неоднозначности со 1241185 10держит три триггера, три элемента И-НЕ и элемент И, фпричем выход первого триггера подключен к первому входу первого элемента И-НЕ, второй вход которого является первым вхо" дом блока и "соединен с первым входом второго .элемента И-НЕ, выход которо-, го является первым восходом блока, а второй вход, подключенный к выходу второго триггера, является вторым выходом блока, второй вход которого соединен с первым входом третьего элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом третьего триггера, авыход подключен к первому входу элемента .И, второй вход которого подключен к С -входу третьего триггера и выходу первого элемента И-НЕ, а выход элемента И соединен с С -входом второго триггера, третий и четвертый входы блока соединены соответственно с С - и 5 -входами первого триго гера, Д -входы всех триггеров обьединены и подключены к шине логической "1".3. Измеритель по п.1, о т л и,ч а ю щ и й с я тем, что блок формирования эталонных интервалов содержит два элемента И, делитель частоты, триггер, два счетчика и умно- житель частоты, первый вход блока подключен к пе 1 вому входу первого элемента И непосредственно и через умножитель частоты к первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом триггера, а выход в .со счетным входом первого счетчика, входы разрядов которогосоединены с выкодами разрядов второго счетчика., а выход подключен ксчетному входу второго счетчика,первому выходу блока и К-входу триг-.гера, Я -вход которого соединен свторым выходом блока и выходом де-лителя частоты, вход которого подключен к .выходу первого элемента И,второй вход которого соединен с вторым входом блока.41 Измеритель по п.1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, каждыйблок точного измерения содержит триггер, счетчик импульсов, преобразователь масштаба времени и элемент И,причем первый вход блока соединен спервым входом элемента И, второй що вход, которого подключен к второмувыходу блока и выходу масштабногопреобразователя, а выход - к входусчетчика импульсов, выход которогоявляется первым выходом блока, вто рой и третий входы которого соедине-ны соответственно с 3 и К -входамитриггера, выход которого подключен квходу преобразователя масштаба времени.5. Измеритель по п.1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что блок грубого измерения содержит счетчик импульсов и элемент И, первый, второйи третий входы которого являются со:ответственно, первым, вторым и треть-.им входами блока, а выход соединенс входом счетчика, выход которого яв-ляется выходом блока.Тираж 338Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 дписно роизводственно-полигра 4 ическое предприятие,г.ужгород,ул.Проект