Измеритель временных интервалов Советский патент 1983 года по МПК G04F10/04 

(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано в экспериментальной физике радиолокации, лазерной дальнометрии. Известен измеритель одиночных временных интервалов, содержащий рециркулятор, входной формирователь, линию задержки, схему вьщеления бинарного сигнала, дифференцирующие цепи и блок упра ления С13 Это устройство характеризуется низко точностью измерений из-за погрешности хранения и корреляции потоков сигналов динамической памяти с сигналами опорного генератора и погрешности хранения дшшмической памяти (связанной с неста бшпьностью частоты циркулирующих сигналов). Наиболее близким по технической сущ ности к предлагаемому является измеритель однократных интервалов времени, содержащий генератор опорной частоты, первый и второй генераторы ударного возбуждения, первые входы которых являются входами устройства, первый счетчик, второй счетчик и схему сошадения 2. . Однако такой измеритель временньпс интервалов обладает низкой точностью измерения из-за значительной величины дискретности квантования измеряемого временного интервала и ограниченного значения разрешающего времени применяемой схемы совпадений. Цель изобретения -повышение точности измерений. Поставленная цель достигается тем, что в измеритель временных интервалов, содержащий генератор опорной частоты, выход которого подключен к первому входу селектора импульсов, первый и второй генераторы ударного возбуждения, первые входы которьрс подключены к шинам старт- и стоп-импульсов соответ ственно, первый счетчик, вход которого подключен к выходу селектора импульсов, вход второго счетчика соединен с выходом второго генератора ударного возбуждения. введены два блока синхронизации, два . блока считывания, запоминающее устройст во и арифметический блок, причем второй вход селектора импульсов соединен с пер вым входом первого генерат $)а ударного возбуждения,третий вход селектора импульсов соединен с выходом второго счетчик и вторыми входами обоих генераторов ударного возбуждения, а выход подключен к первым входам двух блоков синхронизации, второй вход первого блока синхронизации подключен к выходу первого ген& ратора ударного возбуждения, а его выход к первому входу первого блока считывания, второй вход второго блока синх ронизации подключен к выходу второго генератора ударного возбуждения, а его выход соединен с первым входом второго блока считывания, выход первого счетчи са подключен к вторым, входам пер вого и второго блоков считывания, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам запоминающего устройства, выход которого соедине с входом арифметического блока. Такое построение измерителя позволяет увеличить точность за счет усреднения результата измерения одиночного временного интервала по ряду частных измерений, осуществляемых при последовательном равномерном сдвиге зафиксированного измеряемого интервала относительно импульсов опорного генератора. На фиг. 1 приведена структурная измерителя временных интервалов; на фиг. 2 - временная диаграмма, поясняющая ПР1ШЦИП его работы. Измеритель содержит шины 1 и 2 старт и стоп-импульсов соответственно, генератор 3 опорной частоты, генераторы 4 и 5 ударного возбуждения, счетчик 6, селектор 7 импульсов, блоки 8 и 9 синхронизации, счетчик 10, блоки 11 и 12 считътания, запоминающее устройство 13, арифметический блок 14. Измеритель работает следующим образом. Сигнал Старт измеряемого интервала времени 4 поступает на шину 1 (фиг. 2 cs() и включает селектор 7 им.пульсов непрерьгоно работающего генератора 3 опорной частоты (фиг. 2 Э), с выхода которого начинают поступать на вход счетчика 10 импульсы с периодом следования Т. Одновременно сигнал Старт запускает генератор 4 ударного возбуждения, формирующий последовательность импульсов с периодом Т, где Тз TO (фиг. 2 Б). По сигналам генер&тора 4 ударного возбуждения осуществляется занесение текущих значений кода N счетчика 10 через блок 11 считьтания вг запоминающее } стройство 13. С целью устранения сбоя из-«а триггер-ного щума счетчика 10 сигналы СЧКРЫвания, поступающие с генератора 4, предварительно синхронизируются блоком 8 синхронизации к импульсам, поступаю- . щим на вход счетчика 10. Сигнал Стоп измеряемого интервала времени поступает на щину 2 (фиг. 26) и запускает гене-, ратор 5 ударного возбуждения частотой 1/Т-1 (фиг. 2г), по сигналам которого С ПОМОЩЬЮ блока 9 синхронизации и блока 12 считывания осуществляется занесение текущих значений кода М| счетчика lO в запоминающее устройство 13. Остановка генераторов 4 и 5 ударного возбуждения и выключение селектора 7 импульсов осуществляется сигналом переполнения, который формируется при поступлении на вход счетчика 6 п импульсов reiiepaTopa 5, Число п определяет степень усреднения результата измерения и устанавливается из условия последовательного смещения с шагом (Тэ-Т) на весь период TQ зафиксированного генераторами 4 и 5 измеряемого интервала времени -fc относительно сигналов генератора 3 опорной частоты -TO Запоминающее устройство 13 фиксирует п первых значений кодов N и п начений кодов N , с помощью которых рифметический блок 14 по формуле 4CviT3-r)r:(Nt-M) находит результат измерения временного интервала t. С целью устранения составляющей погрещности измерения, возникающей из-за неидентичности старт- и стоп-каналов измерителя, устройство позволяет осуществлять калибровочное измерение нулевого интервала времени с дальнейщим учетом его значения при определении результатов измерений временных . интервалов в арифметическом блоке 14. Предлагаемое устройство дает возможность повысить точность измерения, что выгодно отличает его от известного. В настоящем измерителе отсутствуют составляющие погрещности, обусловленные фазовьпи сдвигом, свойственным нониусным методам. В то же время погреш ность дискретизации уменьшена в v раз по сравнению со счетно-импульсным методом. Формула изобретен Измеритель временных интервалов, содержащий генератор опорной частоты, выход которого подключен к первому вхо селектора импульсов, первый и второй генерато1эы ударного возбуждения, первые входы которых подключены к шинам старт- и стоп-импульсов соответственно, первый счетчик, вход которого подключен к выходу селектора импульсов, вход второго счетчика соединен с выходом второг генератора ударного возбуждения, о т личающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены два блока синхронизации, два блока считывания, запоминаюшее устройство и арифметический блок, причем второй вход селектора импульсов соединен с первым входом первого генератора 1 001 , ударного возбуждения, третий вход селек 1-ора импульсов соединен с выходом uvoрого счетчика и вторыми входами обоих генераторов ударного возбуждения, а вы-ход подключен | первым входам двух блоков синхронизации, второй вход первого б7юка синхронизации подключен к вы ходу первого генератора ударного возбуждения, а его выход - к первому входу первого блока считьтания, второй вход второго блока синхронизации подключен i к вьхходу второго генератора ударного возбуждения, а его выход соединен с первь1м входом второго блока считывания, выход первого счетчика подключен к вторым входам первого и второго блоков считывания, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам запоминающего устройства, выход которого соединен с входом арифметического блока. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 508775, кл. ( 04 F 10/04, 1973. 2,Авторское свидетельство СССР № 456250, кл. G, 04 F 10/О4, 1972.