УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ МАЛОГО ВРЕМЕННОГО ИНТЕРВАЛА Российский патент 2002 года по МПК G01S7/28 

Изобретение относится к области импульсной техники и может быть использовано в измерительных приборах.

Известно устройство измерения малого временного интервала, входящее в устройство, изложенное в патенте 2084918. Устройство дискретного измерения времени радиолокационной станции / Часовской А.А., 1997. В нем малый временной интервал между импульсом с источника эталонного импульса, являющимся датчиком начала интервала, и импульсом с приемника, являющимся датчиком конца интервала, определяется с помощью специального индикаторного устройства и устройства автоматического съема информации с экрана индикатора. Однако устройство требует применения громоздкой и сложной аппаратуры и плохую разрешающую способность из-за инерционности при отображении разных пар импульсов. Известно устройство измерения малого временного интервала, изложенное в патенте 2007742. Устройство дискретного измерения временного интервала радиолокационной станции / Часовской А.А., 1993. В нем малое временное рассогласование между двумя импульсами определяется без применения громоздкой и сложной аппаратуры и хорошая разрешающая способность при следовании одна за другой пар импульсов с разными характеристиками. В нем имеются узлы, формирующие эталонный импульс, которые представляют из себя датчик начала интервала, узлы, формирующие сигнал с блока обнаружения, которые представляют из себя датчик конца интервала. Эталонный импульс поступает в блок последовательно соединенных линий задержки. Выход каждой линии задержки соединен с соответствующим элементом совпадения блока элементов совпадения, на другой вход которых поступает импульс с блока обнаружения. Длительность первого импульса ограничена временем его задержки. В зависимости от величины временного интервала между двумя импульсами в какие-то моменты начнут срабатывать друг за другом элементы совпадения. Каждому временному интервалу соответствуют определенные номера сработанных элементов совпадения. Дешифратор временных интервалов выделяет эти номера и выдает временной интервал в виде десятичного кода в блок преобразования десятичного кода в двоичный код, которые поступают в узлы, осуществляющие дальнейшую обработку, представляющие из себя блок обработки. Однако при увеличенной длительности импульсов невозможно определить величину интервала без усложнения узлов.

С помощью предлагаемого устройства определяется величина малого интервала, в том числе и при увеличенной длительности импульсов без усложнения узлов. Достигается это благодаря тому, что вводится вместо дешифратора временных интервалов блок инверторов и второй блок элементов совпадения, а также вводится отдельный инвертор и линия задержки, при этом выход датчика конца интервала через линию задержки, через отдельный инвертор соединен с отдельным входом первого блока элементов совпадения, имеющий групповой выход, соединенный с первым групповым входом второго блока элементов совпадения, и соединенным через блок инверторов с вторым групповым входом этого второго блока элементов совпадения, имеющего групповой вход, соединенный с групповым входом блока преобразования десятичного кода в двоичный.

На фиг.1 и в тексте приняты следующие обозначения.

1 - блок обработки;
2 - блок преобразования десятичного кода в двоичный;
3 - блок элементов совпадения;
4 - блок инверторов;
5 - блок элементов совпадения;
6 - блок последовательно соединенных линий задержки;
7 - отдельный инвертор;
8 - линия задержки;
9 - датчик начала интервала;
10 - датчик конца интервала, при этом выход датчика начала интервала 9 соединен с входом блока последовательно соединенных линий задержки 6, групповой выход которого соединен с групповым входом блока элементов совпадения 5, имеющего групповой выход, соединенный с первым групповым входом блока элементов совпадения 3, и через блок инверторов 4 со вторым групповым входом этого блока элементов совпадения 3, групповой выход которого соединен через блок преобразования десятичного кода в двоичный 2, с групповым входом блока обработки 1, а отдельный вход блока элементов совпадения 5 соединен через отдельный инвертор 7, через линию задержки 8 с выходом датчика концы интервала 10.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Датчик начала интервала 9 выпадает импульс в блок последовательно соединенных линий задержки 6. Выходы каждой линии задержки соединены с соответствующим элементом совпадения блока элементов совпадения 5. Датчик конца интервала 10 выдает импульс через линию задержки 8 в инвертор 7, выход которого соединен со вторыми входами всех элементов совпадения вышеупомянутого блока 5. Количество линий задержки и элементов совпадения зависит от величины интервала. Выходы элементов совпадения блока элементов совпадения 5 соединены с соответствующими входами инверторов блока инверторов 4 и с соответствующими элементами совпадения блока элементов совпадения 3. Следовательно, этот элемент совпадения блока 3 сработает в том случае, если на соответствующих выходах двух рядом находящихся элементов совпадения блока 5 - на одном будет отсутствовать сигнал, а на другом присутствовать, причем последний является крайним из ряда стоящих рядом элементов с присутствующими на выходе сигналами. Поэтому из всех элементов блока элементов совпадения 3 сработает только один элемент и на выходе будет иметь место десятичный код, характеризующий длительность измерения временного интервала.

На фиг.2 показана схема взаимодействия узлов, где приняты следующие обозначения:
11÷13 - элементы совпадения блока 3;
14, 15 - инверторы блока 4;
16÷18 - элементы совпадения блока 5;
7 - отдельный инвертор;
8 - линия задержки;
19÷21 - линия задержки блока 6.

Как видно из схемы на фиг.2, элемент совпадения 12 сработает в том случае, если на выходе элемента совпадения 17 будет присутствовать сигнал, а на выходе элемента совпадения 16 - отсутствовать, при работе инвертора 14.

На фиг. 3 показана временная диаграмма, где приняты следующие обозначения:
22÷24 - сигналы с выходов линий задержки;
25 - сигнал с выхода отдельного инвертора 7;
26 - сигнал с выхода элемента совпадения 18;
27 - сигнал с выхода элемента совпадения 17;
28 - сигнал с выхода линии задержки 8.

Время срабатывания элементов совпадения не должно быть менее длительности сигнала 27. Поэтому элемент совпадения 16 не сработает. Десятичный код с выхода блока элементов совпадения 3 преобразуется в двоичный в блоке преобразования десятичного кода в двоичный 2 и далее поступает в блок обработки 1. Блок обработки 1 осуществляет дальнейшую обработку информации в зависимости от назначения системы, в которую входит данное устройство. Пример исполнения узлов, представляющих из себя блок обработки, представлен в описании главного аналога (патент 2007742). Другой пример исполнения обработки при участии величины интервала между двумя импульсами представлены в книге Азаринов Ю.М. Радиотехнические системы, 1990, с.185, где представлен разностно-дальномерный метод. Пример исполнения блока обработки представлен также в описании патента 2071081 фиг.3, Чаковской А.А., 1996, где осуществляется определение длительности сигнала.

Пример исполнения
Пусть импульсы от датчиков 9, 10 следуют с интервалом 20 нc, количество линий задержки равно 40. Величина отдельной линии 8 задержки равна 10 нс. Следовательно, если величина одной линии задержки блока последовательно соединенных линий 6 задержки равна 1 нc, то минимально измеренный интервал составляет 1 нc, а погрешность измерения интервала равна 1 нc, и минимальная длительность импульса, необходимая для срабатывания элемента совпадения, составит 11 нc, а максимальная длительность измеряемого интервала - 40 нс. Точность определения времени интервала зависит от величины задержки линий задержки, от стабильного времени срабатывания элементов, от стабильных климатических условий, и она не зависит от длительности импульсов с датчиков. Величина каждой линии задержки должна быть не менее величины погрешности времени срабатываний элементов.

Предлагаемое устройство может быть использовано в дальномерах для определения длительности сигнала, а также в системах, где необходимо определить малое временное рассогласование между единичными парами импульсов и независимо от их длительности без применения громоздкой измерительной аппаратуры.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в измерительных приборах, в дальномерах для определения длительности сигнала, а также в системах, где необходимо определить малое временное рассогласование между одиночными парами импульсов. Устройство измерения малого временного интервала содержит блок 1 обработки, блок 2 преобразования десятичного кода в двоичный, первый 5 и второй 3 блоки элементов совпадения, блок 4 инверторов, блок 6 последовательно соединенных линий задержки, отдельный инвертор 7, линия задержки 8, датчик начала интервала 9 и датчик конца интервала 10. Достигаемым техническим результатом изобретения является определение величины малого интервала при увеличенной длительности импульсов без усложнения узлов. 3 ил.

Устройство измерения малого временного интервала, состоящее из датчика начала интервала, датчика конца интервала, блока последовательно соединенных линий задержек, первого блока элементов совпадения, преобразователя десятичного кода в двоичный и блока обработки, где выход датчика начала интервала соединен с входом блока последовательно соединенных линий задержек, групповой выход которого соединен с групповым входом первого блока элементов совпадения, групповой выход блока преобразования десятичного кода в двоичный соединен с групповым входом блока обработки, отличающееся тем, что вводится блок инверторов, второй блок элементов совпадения, а также вводится отдельный инвертор и линия задержки, при этом выход датчика конца интервала через линию задержки, через отдельный инвертор, соединен с отдельным входом первого блока элементов совпадения, имеющий групповой выход, соединенный с первым групповым входом второго блока элементов совпадения, и соединенным через блок инверторов со вторым групповым входом этого второго блока элементов совпадения, имеющего групповой выход, соединенный с групповым входом блока преобразования десятичного кода в двоичный.