Измеритель временных интервалов Советский патент 1987 года по МПК G04F10/04 

1307443

нести, блоков 7 и 8 интерполяции,, менные диаграммы,поясняющие их раблокс 9 сложения, блока 12 калибров- боту, приведены вописании изобретеки нуля, блока 14 управления и вре- ния. 3 з.п. ф-лы,И ил.

1

Изобретение относится к области радиоизмерений и может быть использовано для измерения временных параметров импульсных сигналов в измерительной и вычислительной технике, автоматике и приборостроении.

Цель изобретения - повышение точности и быстродействия измерений.

На. фиг. 1 приведена структурная схема, измерителя временных интерва- лов; на фиг. 2-7 - схемы функциональных блоков измерителя; на фиг. 8 - временная диаграмма работы измерителя в режиме калибровки коэффициента преобразования блока интерполятора в стартовом (стоповом) канале; на фиг. 9 и 0 - временная диаграмма работы устройства в режиме калибровки нуля; на фиг. 11 - временная диаграмма работы устройства в режиме из мерения.

Измеритель временных интервалов (фиг. 1) содержит генератор 1 счетны импульсов (геи), следующих с периодом frр , счетчик 2 грубого измерения, элемент И-НЕ 3, блок 4 калибровки коэффициента преобразования (ВКК), блоки 5 и 6 устране ия неоднозначности (БУРО, блоки 7 и 8 интерполяции соответственно в стартовом (BHg) и . стоповом (ВМр) каналах, блок 9 сложения (БС), счетчи.к 10 точного измерения стопового канала, счетчик 11 точного измерения стартового канала, блок 12 калибровки нуля (ВК О), блок 13 регистрации-индикации и блок 14 управления. При этом выход генератора 1 подключен к первым входам элемента И-ПЕ 3, блоков 4-6, 9 и 12, выход элемента И-ИЕ 3 подключе к первому входу счетчика 2, второй вход которого соединен с выходом счетчика II, а выходы соединены с первыми входами блока 13, вторые входы которого подключены к выходам счетчика 1 1 и информационир м входам

блока 12, информационные выходы которого подключены к информационным входам счетчика 1i, вход которого соединен с вторым выходом блока 9 сложения, первый выход которого подключен к входу счетчика 10, а второй и третий входы - к выходам соответственно блоков 7 и 8 интерполяции, четвертый,пятый и шестой входы блока 9 сложения подктаочены соответственно к пятому, шестому и седьмому выходам блока 14 управления, восьмой,девятый десятый и одиннаднатый выходы которого подключены соответственно к второму, третьему, четвертому и пятому входам блока 12 калибровки нуля, выход которого соединен с седьмым входом блока 9, восьмой вход которого подключен к выходу счетчика 10 и второму входу блока 14 управления, первый вход которого соединен с третьим выходом блока 4, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам блоков 7 и 8 интерполяции, третий вход блока 7 (8) подключен ко второму входу блока 5 (6) и к второму (третьему) выходу блока 4 управления, четвертьгй вход бло.ка 7 (8) соединен с вторым .выходом блока 5 (6 а пятые входы блоков 7 и 8 объединены и подключены к четвертому выходу блока 14 управлени.ч, двенадцатый выход которого подключен к управляющему входу блока 1.3 регистрации-индикации, а тринадцатью .вход - к входам начальной установки блоков 4-9 и 12 и счетчиков 2,10 и 1.

Блок 4 калибровки коэффициента преобразования ( 2) состоит из последовательно соединенных RS-триг- гера 15, элемента И-НЕ 16, D-триг- гера 17, инверсный выход которого соединен с вторым входом элемента И-НЕ 16,элемента И-НЕ 18, формирователя 19 импульсов, вход которого объединен с входом D-триггера 20, инверсный выход которого соединен с третьим входом элемента И-НЕ 18, элемента НЕ 21, D-триггера 22, инверсный выход которого соединен с D-BXO- дом этого же триггера и С-входом D-триггера 23, линии 24 задержки, элемента И-НЕ 25, второй вход которого соединен с инверсным выходом,D- триггера 26, и элемента И 27, Прямой выход триггера 22 соединен с входом триггера 26, первьй вход элемента И 27, третий вход элемента И-НЕ 16 и первый вход элемента И-НЕ I8 объединены и являются первым входом блока 4, который соединен с выходом генератора 1 счетных импульсов, вход RS-триггера 15 и объединенные нулевые входы триггеров 15,17,20,23 и 26 являются соответственно вторым и третьим входами бло-ка 4, выход формирователя 19 импульсов и выход элемента И 27 являются соответственно первым и вторым выходами блока 4, а вытриггера 41 соединен с выходом элеме та И 40, вход элемента И 40 соединен с выходом элемента И-НЕ 42, причем первый вход элемента И-НЕ 42 и вход

5 элемента И-НЕ 38 являются первым и вторым входами блока 7 (В), вторые входы элементов И 40 и 39 являются третьим и четвертым входами блока 7 (8), вторые входы элементов И-НЁ

О 38 и 42 являются пятым входом блока 7 (8), а третий вход элемента И 39 является входом начальной установки.

На фиг. 5 представлена функцио- J5 нальная схема блока 9 сложения, кото рый состоит,из элемента И-НЕ 44, последовательно соединенных формирователя 45 импульсов, .триггера 46, элемента И-НЕ 47, второй вход которого 20 соединен с выходом элемента НЕ 48, триггера 49 D-типа, С-вход которого объединен, с входом элемента НЕ 50, а R-вход, объединенный с R-входом триггера 46, соединен с выходом элеход элемента НЕ 2 - третьим выходом 25 мента НЕ 51, элемента И-НЕ 52, пер- блока 4.

Схемы блоков 5 и 6 устранения не- однозначности соответственно стартового и стопового каналов (фиг. 3) аналогичны. Блок 5 (6) состоит из линии 28 (29) задержки, ..последовательно соединенных триггера 30 (З) RS- типа, элемента И-НЕ 32-(ЗЗ), триггера 34 (35) D-типа, инверсный выход .которого соединен с вторым входом элемента И-НЕ 32 (33), элемента И-НЕ 36 (37), причем третий вход элемента И-НЕ 32 (ЗЗ) объединен с вторым входом элемента И-НЕ 36 (37) и является первым входом блока 5 (б), который соединен с выходом генератора 1 счетных импульсов, S-вход триггера 30 (31) является вторь м входом блока

вьш вход которого соединен с элементом НЕ 50, а третий вход - с выходом триггера 46, элемента НЕ 53, вход .ко торого объединен с входом элемента

30 И 54, элемента И-НЕ 55, второй вход которого соединен с выходом элемента НЕ 56, элемента И 57, второй вход ко торого соединен с выходом элемента И-НЕ 58, а третий вход - с выходом

j элемента И-НЕ 59,.вход которого, объ единенный с входом элемента НЕ 60, соединен с выходом элемента И 61, вы ход элемента НЕ 60 соединен с вторым входом элемента И 54, вход элемента

40 .НЕ 51 соединен с выходом элемента И-НЕ 44, причем объединенные вход элемента И 61, вход элемента И-НЕ 58 и третий вход элемента И-НЕ 47 являются первым входом блока 9 .сложения,

40 .НЕ 51 соединен с выходом элемента И-НЕ 44, причем объединенные вход элемента И 61, вход элемента И-НЕ 58 и третий вход элемента И-НЕ 47 являются первым входом блока 9 .сложения,

5 (6), объединенные R-входы тригге- второй вход элемента И-НЕ 58, объеди- ров .30 (31) и 34 (35) являются тре- ненный с входом элемента НЕ 48, явля5 (6). Прямой вы50

тьим входом блока

ход триггера 34 в стартовом канале и инверсный выход триггера 35 в стоповом канале являются первыми выходами блоков 5 и 6, Выход линии 28 (29) задержки является вторым выходом блока 5 (6).

Блоки .7 и 8 интерполяции (фиг. 4) собраны по одной схеме и включают в себя элемент И-НЕ 38, элементы И 39 и 40, триггер 41 RS-типа, элемент И- НЕ 42 и преобразователь 43 тупа вре;- мя - амплитуда - время (ВАВ). S-вход

ется вторым входом блока 9, вход формирователя 45 импульсов, объединенный с вторым входом элемента И 6I, является третьим входом блока 9 сложения, третий вход элемента И-НЕ 58, второй вход элемента И-НЕ 59, вход элемента НЕ 56 и четвертый вход элемента И 57 являются соответственно .четвертым, пятым, шестый и седьмым входами блока 9 сложения, вЬсьмь.см входом блока 9 является вход элемента И-НЕ 44, второй вход элемента И-НЕ 44 является входом начальной

триггера 41 соединен с выходом элемента И 40, вход элемента И 40 соединен с выходом элемента И-НЕ 42, причем первый вход элемента И-НЕ 42 и вход

элемента И-НЕ 38 являются первым и вторым входами блока 7 (В), вторые входы элементов И 40 и 39 являются третьим и четвертым входами блока 7 (8), вторые входы элементов И-НЁ

38 и 42 являются пятым входом блока 7 (8), а третий вход элемента И 39 является входом начальной установки.

На фиг. 5 представлена функцио- нальная схема блока 9 сложения, который состоит,из элемента И-НЕ 44, по следовательно соединенных формирователя 45 импульсов, .триггера 46, элемента И-НЕ 47, второй вход которого соединен с выходом элемента НЕ 48, триггера 49 D-типа, С-вход которого объединен, с входом элемента НЕ 50, а R-вход, объединенный с R-входом триггера 46, соединен с выходом элемента НЕ 51, элемента И-НЕ 52, пер-

вьш вход которого соединен с элементом НЕ 50, а третий вход - с выходом триггера 46, элемента НЕ 53, вход .которого объединен с входом элемента

И 54, элемента И-НЕ 55, второй вход которого соединен с выходом элемента НЕ 56, элемента И 57, второй вход ко торого соединен с выходом элемента И-НЕ 58, а третий вход - с выходом

элемента И-НЕ 59,.вход которого, объединенный с входом элемента НЕ 60, соединен с выходом элемента И 61, выход элемента НЕ 60 соединен с вторым входом элемента И 54, вход элемента

НЕ 51 соединен с выходом элемента И-НЕ 44, причем объединенные вход элемента И 61, вход элемента И-НЕ 58 и третий вход элемента И-НЕ 47 являются первым входом блока 9 .сложения,

второй вход элемента И-НЕ 58, объеди- ненный с входом элемента НЕ 48, явля

ется вторым входом блока 9, вход формирователя 45 импульсов, объединенный с вторым входом элемента И 6I, является третьим входом блока 9 сложения, третий вход элемента И-НЕ 58, второй вход элемента И-НЕ 59, вход элемента НЕ 56 и четвертый вход элемента И 57 являются соответственно .четвертым, пятым, шестый и седьмым входами блока 9 сложения, вЬсьмь.см входом блока 9 является вход элемента И-НЕ 44, второй вход элемента И-НЕ 44 является входом начальной

51307443. 6

установки блока 9 сложения, выходтом состоянии первьй контакт соединен элемента И 54 является первым выхо-с вторым, последнир соединен с кордом блока 9 сложения, вторым выходомпусом, а третий контакт соединен с которого является выход элементаS-входом триггера 89. Вход элемента И 57, 5И-НЕ 91 соединен с выходом элемента

На фиг. 6 представлена функцио-И-НЕ 71, а вход элемента И-НЕ 72 - с

нальная схема блока 12 калибровки ну-выходом элемента И-НЕ 73. В переклюля, который состоит из последова-чателе 74 калибровки коэффициента

тельно соединенных элементов И-НЕ 62,преобразования стопового канала в

один из входов которого соединен с нормально замкнутом состоянии первый

выходом элемента НЕ 63, триггера 64контакт соединен С вторым контактом,

RS-типа, элемента И-НЕ 65, триггератретий контакт - свободный, четвер66 D-типа, элемента И-НЕ 67, второйтый соединен с пятым, последний - с

вход которого соединен с прямым выхо- корпусом, шестой контакт соединен

дом триггера 64,счетчика 68 емкостью объединенными вторыми входами элеК, установочньй вход которого соеди-ментов И-НЕ 91 и 72, седьмой с

нен с выходом элемента И 69, а ин--восьмым, девятый - свободньй, десяформадионные выходы - с входами блокатый -контакт роединен с корпусом и

70 элементов И, причем первый входодиннадцатым контактом, двенадцаэлемента И-НЕ 65, объединенный с пер-20 р свободньй, тринадцатый контакт

вым входом элемента И-,НЕ 67, являетсясоединен с четырнадцатым контактом,

первым входом блока 12 калибровки ну-.последний - с корпусом, причем втоля, вторые входы блока 70 являютсярой контакт переключателя 74 соединен

вторым входом блока 12, а вход эле- первым контактом переключателя 75

мента И 69, третий вход элемента И-НЕкалибровки коэффициента итерполяции

65 и S-вход триггера 64 являются со-стартового, канала, в котором в норответственно третьим, четвертым и пя- замкнутом состоянии первьй

тым входами блока 12 калибровки нуля,контакт соединен с вторым контактом,

объединенные Второй вход элементатретий контакт - свободньй, четверИ 69 и нулевой вход триггера 66 яв 0 „,,j, „,,, последний ляются шестым входом блока 12, выход корпусом, шестой контакт соедиэлемента И-НЕ 67, объединенньй с вхо- шестьм контактом перекяючате- .

дом элемента НЕ 63, является выходом. 4, седьмой контакт переключателя

блока 12, .выходы блока 70 являются„ объединенный с корпусом, соедивыходной информационной шиной данных, эз, восьмым контактом, который соеНа фиг. 7 представлена функцио-динен с восьмым контактом переключа- нальная схема блока 14 управления,теля 74, девятый контакт переключате- который состоит из элементов И-НЕ . 75 свободен, десятый контакт, объ- 73, переключателей 74-76, последова- 40единенный с одиннадцатьпл контактом тельно соединенных элемента НЕ 77,переключателя 74, соединен с один- элемента И-НЕ 78, второй вход которо-надцатым контактом переключателя 75, го соединен с выходом линии 79 за-двенадцатый контакт - свободный. В держки и входом элемента И-НЕ 80,-переключателе 76 калибровки нуля в линии 81 задержки, элемента И 82, 45«оР ально замкнутом состоянии первьй второй вход которого соединен с выхо- контакт соединен с вторьп -, третий дом юрмироватепя 83 импульсов и вхо-контакт - с объединенными входами дом линии 84 задержки, и линии 85 за-элементов И-НЕ 71 и 73, чствертьй держки. Выход элемента И-НЕ 80 соеди-контакт, объединенный с вторьм входом нен с входом одновибратора 86, выход 50элемента И-НЕ 71, соединен с пятым которого соединен с входом формирова- контактом, п естой контакт - свобод- теля 87 импульсов, выход которого™й, седьмой контакт, объединенный соединен с входом одновибратора 88, вторым входом элемента И-НЕ 73, выход которого соединен с вторым вхо-соединен с восьмым контактом, девя- дом элемента И-НЕ 80. Вход формиро- контакт - свободньв, десятый кон- вателя 83 соединен с прямым выходомтакт, объединенньй с корпусом , триггера 89, R-вход которого соединенсоединен с одиннадцатью контактом, с пер)вым контактом переключателя 90последний соединен с первым контактом Пуск, в котором в нормально замкну-переключателя 74, двенадцатый контакт переключателя 76 - свободный. Первым входом блока 14 управления является второй контакт переключателя 76, вход линии 79 задержки является вторым входом блока 14 управления, а третьим и четвертым входами блока 14 управления являются пятый и восьмой контакты переключателя 76, выход линии 84 задержки является переложения (фиг. 5) держат в закрытом состоянии элементы И-НЕ 47 и 52. Ну- левыми потенциалами, подаваемыми с переключателей 74 и 75 (фиг. 7) через замкнутые тринадцатый-четырнадцатый и десятый-одиннадцатый контакты соот- ветственно, закрыт элемент И-НЕ- 59

(фиг. 5), а через элемент НЕ 56 открыт элемент И-НЕ 55. Элемент И 61 и вым выходом блока 14 управления, вы- Ю элемент И-НЕ 58, управляемые преобра- ходы элементов И-НЕ 91 и 72 являются зователями ВАВ 43 блоков 7 и 8, завторым и третьим выходами блока 14 управления, седьмой контакт переключателя 74 является четвертым выходом блока 14, пятнадцатый и тринадцатый f5 контакты переключателя 74 и одиннад- цатый контакт переключателя 75 являют -, ся пятым, шестьм и седьмым выходами блока 14 управления, выход линии 85 задержки, второй контакт переключателя 75, объединенный с входом элемента НЕ 77, одиннадцатый контакт переключателя 76 и выход формирователя 87 импульсов, являются соответственно восьмым, девятым, десятым и одиннадцатым выходами блока 14 управления, выход одновибратора 86, являющийся двенадцатым выходом блока 14 управления, соединен с управляю20

25

крыты, в блоке 12 калибровки нуля (фиг. 6) триггер 66 держит в закрытом состоянии элемент И-НЕ 67. Нулевыми потенциалами, подаваемыми с переключателей 75 и 76 через зa ж нyтыe первый-второй и десятый-одиннадцатый контакты (фиг. 7), закрыты соответст- но элементы И 69 и И-НЕ 65, а элемент И-НЕ 78 открыт через элемент НЕ 77 (фиг. 7). На D-входы триггеров ,17, 20, 23, 26, 34, 35, 49 и 66 по- стоянно подан уровень 1,

Работа измерителя временных интервалов основана на интерполяционном методе Uj обеспечивающем высокую точность измерений в широком динамищим-входом блока 13 регистрации-инди- 30 ческом диапазоне, в котором времен- кации, тринадцатым выходом блока 14 «ой интервал tj,, ограниченный стартовьш и стоповым импульсами,имеряет- ся грубо (где N - количество

управления является выход элемента И 82.

Устройство работает следующим образом.

последовательного счета, а отрезки времени tg(tp ) между стартовым (стоповым) импульсом и последующим счетВ исходном состоянии двоично-десятичные счетчики 11 и 10 точного из мерения стартового (емкостью К) и О.м импульсом - с помощью преобразо- стопового (емкостью ЗК) каналов уста- вателя масштаба времени типа ВАВ. новлены в нуль, а двоично-десятичньш Погрешность интерполяционного изме- счетчик 2 грубого измерения емкостью рителя враменньгх интервалов обуслов- (7 состояние 9...9997 . Пере- лена мультипликативной и аддитивной ключатели 74-76 находятся в нормаль- составляющими. Появление мультипли- но замкнутом состоянии. Триггеры 15, кативной составляющей связано с не-- 17,20,23 и 26 блока 4 калибровки ко- равенством реального значения коэфэффициента (фиг. 2) установлены в ну- фициента преобразования отрезков вре- левое состояние. В блоках 5 и 6 уст- мени t (t p) блока интерполятора номи- ранения неоднозначности (фиг. 3) Q нальному значению из-за неточности триггеры 30 и 31, 34 и 35 держат в начальной установки либо в результа- закрытом состоянии элементы И-НЕ 32 те действия дестабилизирующих факто- и 33,36 и 37 соотв етственно. В блоках ров. Появление аддитивной составляю- 7 и 8 интерполяции (фиг. 4) триггеры щей вызвано задержками при прохожде41 установлены в нулевое состояние. нии всего тракта старт-, стоп-импуль- Элементы И-НЕ 38 и 42 закрыты, нулевым сами, а также счетными импульсами, потенциалом, поступающим через замк- с целью уменьшения мультипликатив- нутые контакты пepe cлючaтeлeй 74 и. 75 ной составляющей погрешности в изме- (фиг. 7). Триггеры 46 и 49 блока 9 , ритель временных интервалов вводится.

еложения (фиг. 5) держат в закрытом состоянии элементы И-НЕ 47 и 52. Ну- левыми потенциалами, подаваемыми с переключателей 74 и 75 (фиг. 7) через замкнутые тринадцатый-четырнадцатый и десятый-одиннадцатый контакты соот- ветственно, закрыт элемент И-НЕ- 59

f5 -,

0

крыты, в блоке 12 калибровки нуля (фиг. 6) триггер 66 держит в закрытом состоянии элемент И-НЕ 67. Нулевыми потенциалами, подаваемыми с переключателей 75 и 76 через зa ж нyтыe первый-второй и десятый-одиннадцатый контакты (фиг. 7), закрыты соответст- но элементы И 69 и И-НЕ 65, а элемент И-НЕ 78 открыт через элемент НЕ 77 (фиг. 7). На D-входы триггеров ,17, 20, 23, 26, 34, 35, 49 и 66 по- стоянно подан уровень 1,

35

счетных импульсов на временном интервале tjj , Од - период следования счетных импульсов) с помощью метода

последовательного счета, а отрезки времени tg(tp ) между стартовым (стоповым) импульсом и последующим счет.м импульсом - с помощью преобразо- вателя масштаба времени типа ВАВ. Погрешность интерполяционного изме- рителя враменньгх интервалов обуслов лена мультипликативной и аддитивной составляющими. Появление мультипли- кативной составляющей связано с не-- равенством реального значения коэф91307443

калибровка коэффициента преобразования. Для этого в режиме калибровки коэффициента преобразования подается эталонный временной интервал, равный

мо пе пр мо

Тд, который вырабатывается блокам 4 калибровки коэффициента.

Режим калибровки коэффициента преобразования блока 7 интерполяции стартового канала (фиг. 8). Режим калибровки, содержащий два цикла, обеспечивается нажатием кнопки переключателя 75 Калибровка Kg (фиг.7) При этом счетчик 2 устанавливается в состояние 9...97, а счетчики 10,11 и 68 - в состояние О, через замкнутые пятый и шестой контакты переключател Я 75 подается уровень О на элементы И-НЕ 91 и 72 блока 14 управления, запрещая прохождение через них стартового и стопового импульсов 5 а через замкнутые восьмой и девятый контакты в блок 7 (8) интерполяции на элементы И-НЕ 38 и 42 (фиг. 4) подается уровень 1. В блок 9 сложения (фиг. 5) на элемент НЕ 56 через замкнутые одиннадцатый и двенадцатый контакты переключателя 75 (фиг, 7) подается уровень Г . Через замкнутые второй и третий контакты на элемент НЕ 77 блока 14 управления подается уровень ,

В первом цикле калибровки коэффициента преобразования с нажатием кнопки переключателя 90 Пуск (без фиксации) на выходе триггера 89 (фиг. 7) появляется положительный перепад напряжения Uj , после чего формирователь 83 импульсов формирует отрицательный импульс U длительность Т, привязанный к перепаду 0/1 сиг- который поступает через элемент И 82 в качестве импульса Uj начальной установки прибора в исходное состояние во все блоки устройства.

( нала и

Импульс и с выхода формирователя 83, задержанный линией 84 задержки на величину больше 4 С(,5 в качестве импульса начапа калибровки U поступает в блок 4 калибровки коэффициента на единичный вход триггера 15 (фиг, 2). С приходом импульса U триггер 15 устанавливается в единичное состояние (Uy), разрешающее прохождение счетных импульсов Ug с генератора 1 через элемент И-НЕ 16. В результате того, что им:пульс U асинхронен со счетными импульсами и может прийти, в любое время, на выходе элемента И-НЕ 16

10

может появиться неоднозначность, т.е. первьм из счетных импульсов, который проходит через элемент И-НЕ 16 (U), может иметь амплитуду или длительность, недостаточную для срабатывания последующих устройств. Поэтому первый прошедший через элемент И-НЕ 16 счетный импульс (U ) отрицательной полярности, поступая на счетньм вход

триггера 17 D-типа по перепаду 0/1, устанавливает его в единичное состояние, а нулевой потенциал с инверсного выхода триггера закрывает элемент И-НЕ 16, при этом единичный потенциал

с прямого выхода (Ug) открывает элемент И-НЕ 18. В результате на выход элемента И-НЕ 18 проходит импульс.- длительность и амплитуда которого не зависят от фазы прихода импульса U,

С вьгкода элемента И-НЕ 18 импульс U поступает на формирователь 9 и на счетный вход триггера 20 D-типа, в результате чего триггер перебрасывается по перепаду 0/1 сигнала UQ,

закрывая элемент И-НЕ 18, Рмпульс и,.(, с выхода формирователя 9. который является началом вре;-5енного интервала t, подается в блок 7 (8) интерполяции на элемент И-НЕ 42 ,

(фиг. 4). Кроме ТОГО; импульс U.j поступает челлез элемент НЕ 2 на счетный вход триггера 22 (U ), при этом в зависимости от исходного состояния триггера 22 на прямом и инверсном его выходах появляется перепад напряжения U,, ., J,,, , в результате, чего один из триггеров 23 и 26 В-типа переключается в единичное состояние.

При переклк1чении триггера 23 сигнал (перепад 1/0) с его инзерско- го выхода задерживается линией 24 задержки относ йтельно перепада 1 /О сигнала U,Q на величину не более 2 и не менее 1,5 С .. С выхода линии 24 за

держки сигнал 25

U.

,5 через элемент И-НЕ постукает на элемент И 27 ( ) и открывает ег о. В результате через элемент И 27 начинают проходить счетные импульсы (llfj ), Первый из прошедших счетных икггульсов является концом временного интервала t, которь;й поступает в блок 7 (8) интерполяции на вход элемента И-НЕ 38, Так обеспг- чивается формирование временного ин- тервала 6, , Импу чьсь: начала и конца временного интервала Ь(и,-, ,U.,7 проходят через открытые элементы И-НЕ 42 и 38 (фиг. 4) и элементы И

11

40 и 39 соответственно на единичный и нулевой входы триггеры 41, Сформированный временной интервал t с выхода триггера 41 U,q (U ) поступает на преобразователь 43 блока 7, кото- рый обеспечивает увеличение в К раз длительности отрезка времени t. С выхода преобразователя 43 блока 7 импульс длительностью KtU,, ( ) поступает на второй (третий) вход блока 9 сложения (фиг. 5).

Импульс и2 с выхода преобразователя 43 блока 7 открьшает элемент И-НЕ 58, разрешая прохождение счетных импульсов Ug с генератора 1 чере элемент И-НЕ 58 ( ) и элемент И 57 (Uj) на счетчик 11 точного измерения стартового канала. При этом число импульсов N Kt/ 6 Q на интервале Kt фиксируется счетчиком 11 емкостью К импульсов. В результате в данном режиме на вход счетчика 11 проходит число счетных импульсов, соответствующее длительности преобразованного в преобразователе 43 блока 7 стартового канала временного интервала t.

Импульс с выхода преобразователя 43 блока 7 открьшает элемент И 61 (Ujj), разрешая прохождение счетных импульсов Ug с генератора 1 через элемент НЕ 60 и элемент И 54 (Uj,. ) в счетчик 10 точного измерения стопового канала. Кроме того, с выхода преобразователя 43 блока 8 импульс 1/22 поступает формирователь 45 J, формирующий импульс длительностью , привязанный к заднему фронту импульса U , с выхода

25 те в первом цикле (,,), за исключением того, что из триггеров 23 и 26 происходит переключение триггера, не переключавшегося в первом цикле (Ujo ), При переключении триггера 26

30 сигнал U,g с его инверсного выхода через элемент И-НЕ 25 поступает на вход элемента И 27 (U,g ), открывая его. В результате через элемент И 27 начинают проходит счетные импульсы

35 И пульсы начала и конца временного интервала (U,o и U,-, ) проходят через открытые элементы И-НЕ 42 и 38, и элементы И 40 и 39 (фиг.4) соответственно на триггер 41 формикоторого поступает на единичный вход 40 Рования временного интервала tтриггера 46. В результате этого триггер 46 переключается (), открьтая элемент И-НЕ 47, При этом (в случае отсутствия запрета с элемента НЕ 48,

О

который поступает на преобразователь , 43. Преобразователь обеспечивает увеличение в К раз длительности отрезка С его выхода импульс длитель

t--,

имеющего-место во время действия им- 5 ностью K(t- co) и () поступает пульса Uj, ) начинается прохождение счетных импульсов через элемент И-НЕ 4.7 (U,(j ) на счетный вход триггера 49 D-типа и через элемент НЕ 50 на элев блок 9 сложения (фиг. 5).

Импульс и с выхода преобразователя 43 блока 7 открывает элемент И-НЕ 58, разрешая прохождение счетных иммент И-НЕ 52 ( ). Триггер 49 пере- 50 пульсов U через элемент И-НЕ 58

ключается (Uj, ) перепадом 0/1 - пер- (Uj,) и И 57 (U) на счетчик 11.

вым прошедшим счетным импульсом Ugg ,

разрешая прохождение импульсов

через элемент И-НЕ 52 (U) и элемент

И 54 ( ) в счетчик 10 емкостью ЗК ее сируется счетчиком 1 1 емкостью К имдо полного его заполнения. После это- пульс ов. В результате в данном режиме

го импульс переполнения со счет- на вход счетчика 1I

чика 10 устанавливает триггеры 46 и

49 в нулевое состояние, запрещающее

При этом число импульсов N./j; K(t-C.,)/ C . на интервале K(t- , фикпрохоцит число счетньгх импульсов, соотве.тствующее длительности преобразованного в пре

дальнейшее прохождение счетных им- пульсчэв через элементы И-НЕ 47 и 52. Кроме того, импульс переполнения поступает в блок 14 управления (фиг.7) на линию 79 задержки, с выхода которой импульс и , задержанный на 3 v.j,, проходит через элемент И-НЕ 80 (. ) и запускает одновибратор.86, формирующий импульс длительностью (и). С выхода одновибратора .86 импульс поступает в блок 13 регистрации-индикации и обеспечивает перепись результата измерения временного интервала со счетчиков 2 и 11 в регистры индикации.

Во втором цикле калибровки коэффициента преобразования с нажатием кнопки переключателя 90 пуск

(фиг. 7) осуществляется начальная установка всех элементов измерителя аналогично описанному для первого цикла. Работа блока 4 (фиг. 2) во время второго цикла аналогична работе в первом цикле (,,), за исключением того, что из триггеров 23 и 26 происходит переключение триггера, не переключавшегося в первом цикле (Ujo ), При переключении триггера 26

сигнал U,g с его инверсного выхода через элемент И-НЕ 25 поступает на вход элемента И 27 (U,g ), открывая его. В результате через элемент И 27 начинают проходит счетные импульсы

И пульсы начала и конца временного интервала (U,o и U,-, ) проходят через открытые элементы И-НЕ 42 и 38, и элементы И 40 и 39 (фиг.4) соответственно на триггер 41 форми О

который поступает на преобразователь , 43. Преобразователь обеспечивает увеличение в К раз длительности отрезка С его выхода импульс длитель

t--,

При этом число импульсов N./j; K(t-C.,)/ C . на интервале K(t- , фикна вход счетчика 1I

прохоцит число счетньгх импульсов, соотве.тствующее длительности преобразованного в преобразователе 43 стартового канала временного интервала t- og.

Импульс и,2 с выхода преобразователя 43 блока 8 открьюает элемент И 61 (Ujg-), разрешая прохождение счетных импульсов U с генератора

)

через элементы 60 и 54 () в счетчик 10 точного измерения стопового канала. Кроме того, с выхода преобразователя 43 блока 8 импульс U,, поступает на формирователь 45, формирующий имггульс и длительностью vT , привязанный к заднему фронту им

пульса 3 с выхода которого посту пает на единичный вход триггера 46. В результате этого триггер 46 переключается (Ujg ), открывая элемент И-НЕ 47. При этом (в случае отсутствия запрета с элемента НЕ 48, имею щего место во время действия импульса (и, ) -начинается прохождение счетных импульсов через элемент И-НЕ 47 (Uj ) на счетный вход триггера 49 D-типа и через элемент НЕ 50 на зле- мент И-НЕ 52 ()- Триггер 49 переключается (и5, ) перепадом 0/1 - первым прошедшим импульсом (счетным) 5 разрешая- прохождение импульсов Ujo через элементы И-НЕ 52 (U) и элемент И 54 ( s счетчик 10 емкостью ЗК до полного его заполнения Далее импульс переполнения Llgj с это ,го счетчика устанавливает триггеры

46и 49 в нулевое состояние, запрещающее дальнейшее прохождение счетных импульсов через элементы И-НЕ

47и 52. Кроме того,импульс переполнения поступает в блок 14 управления

(фиг. 7) на линию 79 задержки, с выхода которой импульс и 5 задержанный на З ь д, проходит через элемент И-НЕ 80 (Ujj) и запускает одновиб- ратор 86, формирующий импульс длительностью 5(о (из5)-.С выхода од- новибратора 86 импульс поступает на блок 15 регистрации-индикации и обеспечивает перепись результата измерения временного интервала t- c o со счетчиков 2 и 11 в регистры индикации.

При этом если разность результатов преобразования временных интервалов в первом цикле t и во втором цикле t- S Q отлична от величины tTg , производится подстройка коэффициента преобразования с помощью резистора в преобразователе 43 блока 7.

744314

После окончания калибровки коэффициента преобразования стартового канала переключатель 75 возвращается в исходное положение и производится калибровка коэффициента преобразования блока 8 интерполяции стопового канала.

Режим калибровки коэффициента преобразования блока 8 интерполяции стопового канала (фиг. 8). Резким обеспе10

чивается нажатием кнопки переключателя 74 Калибровка К- (фиг. 7). При этом через замкнутые пятый и шестой контакты переключателя 74 подается

уровень О на элементы И-НЕ 91 и 71, запрещая прохождение через них ста- торного и стопового импульсов, через за.мкнутые восьмой и девятый контакты в блок 8 (7) интерполяции на элементы И-НЕ 38 и 42 (фиг. 4) подается уровень 1. В блок 9 сложения (фиг. 5) на элемент НЕ 56 подается уровень 1 через замкнутые одиннадцатый и двенадцатый контакты переключателя 74. Через замкнутые второй и третий контакты на элемент НЕ 77 блока 14 управления (фиг, 7) и на элемент И 69 блока 65 калибровки нуля (фиг. 6) подается уровень ,.уровень О подается через замкнутые четырнадцатый и пятнадцатый контакты переключателя 74 (фиг. 7) в блок 9 сложения (фиг. 5), запрещая прохождение счетных -лмиупьсоБ на элемент

И-НЕ 58.

40

45

В первом цикле калибровки коэффициента прёобразозания с нажатием кнопки переключателя 90 Пз ск на выходе триггера 89 (фиг. 7) появляется положительный перепад напряжения U,- , после чего формирователь 83 импульсов формирует отрицательный импульс и длительностью 2 о,|,, привязанньй к перепаду 0/1 сигнала iJ, , которьм поступает через элемент И 82 з качестве импульса начальной установки в исходное состояние прибора Uj во все блоки устройства. Импульс U с выхо Q да формирователя 83, задержанный линией 84 задержки на 4 t-, в качестве импульса начала калибровки U поступает в блок 4 калибровки коэф{3)ицк- еНта (фиг. 2). Работа блока 4 в режи ме калибровки коэффициента преобраинтерполяции стоповозования блока 8

го канала и в первом,, и во втором циклах аналогична работе этого блока в режиме калибровки коэффициента

преобразования блока 7 интерполяции стартового канала .( ). Ямпульсы начала и конца временного интервала t (U,jj и -J ) проходят через открытые элементы И-НЕ 42 и 38 (фиг. 4) и элементы И 40 и 39 соответственно на единичный и нулевой входы триггера 41. Сформированный временной интервал t с выхода триггера 41 1 (U(cj ) удлиняется преобразо1вателем 43 в К раз и поступает в блок 9 сложения (фиг. 5). С выхода преобразователя 43 импульс Uj2 длительностью Kt открывает элемент И 61 () разре-- шая прохождение счетных импульсов Ug с генератора 1 через открытые элементы И-НЕ 59 и 57 в счетчик 11 точного измерения стартового канала (U ). При этом число импульсов на интервале Kt фиксируется счетчиком I1.

Во втором цикле калибровки коэффициента преобразования-импульсы начала и конца временного интервала

Ш

15

20

либровки нуля, обеспечивающий цифровую коррекцию аддитивной составляющей погрешности. В этом режиме на входы Старт Стоп осуществляется подача одного и того же импульса калибровки, что означает измерение временного интервала нулевой длительности.

Режим калибровки нуля (фиг. 9 и 10). На фиг.9 и 10 показаны напряжения на выходах соответствующих блоков Включение режима обеспечивается нажатием кнопки переключателя 76 Калибровка Кр (фиг. 7). При этом блок 4 калибровки коэффициента подключен через замкнутые второй и третий контакты переключателя 76 и через элементы И-НЕ 71, 9 и 73, 72 к блокам 5,7 и 6,8 соответственно. Через замкнутые одиннадцатый и двенадцатый контакты переключателя 76 на элемент И-НЕ 69 блока 12 калибровки нуля (фиг. 6) подается уровень 1, Стар.t- o (и,о ,и„ ) проходят через открытые 25 стоповые импульсы на элемен- элементы И-НЕ 42 и 38 (фиг. 4) и эле- ™ ™ 7 и 73 не подаются, так как

менты И 40 и 39 соответственно на входы триггера 4. Сформированный временной интервал t- Tj, с выхода триггера 41 (U, ) удлиняется преобразователем 43 в К раз и поступае в блок 9 сложения (фиг. 5). С выход преобразователя 43 импульс длительностью K(t- cr(j) заполняется счетными

импульсами (Ujj J и через открытые

элемент И-НЕ 59 и элемент И 57 пост

пает в счетчик 11 (U); При этом

число импульсов на интервале K(

фиксируется счетчиком II. В резуль

тате в данном режиме на вход счетчи- 0 пряжения U, после чего формирователь

ка 11 проходит только число счетных импульсов 5 соответствующее длительности преобразованного преобразователем 43 стопового канала временного интервала. Результат индицируется, и если разность в результатах преобразования временных интервалов в первом цикле t и во втором цикле t- i

производится.

о

отлична от величины t-,

о

,83 импульсов формирует импульс 1}, который поступает через элемент И 82 в качестве импульса начальной установки в исходное состояние Uj приборе ра во все блоки устройства. При этом счетчик 2 устанавливается в состояние 9...97, а счетчики 10,1 (фиг.1) и 68 (фиг. 6) - в состояние О, Импульс и, задержанный линией 85 заподстройка коэффициента преобразова- сп держки на , в качестве импульса

ния с помощью резистора (не показан) в преобразователе 43. После окончания калибровки коэффициента преобразования стопового канала пёрёключапереписи результата калибровки нуля U37 Хфиг. 9) поступает в блок 12 калибровки нуля на счетчик 68 (фиг. 6), разрешающий перепись результата катель 74 возвращается в исходное сое- « либровки нуля в режим измерений в

тояние и производится калибровка нуля,

В измерителе временных интервалов реализован режим автоматической касчетчик 11, а импульс IU с выхода формирователя 83 (фиг. 7), задержа ный линией 84 задержки на 4 t (,j в честве импульса начала калибровки

5

0

либровки нуля, обеспечивающий цифровую коррекцию аддитивной составляющей погрешности. В этом режиме на входы Старт Стоп осуществляется подача одного и того же импульса калибровки, что означает измерение временного интервала нулевой длительности.

Режим калибровки нуля (фиг. 9 и 10). На фиг.9 и 10 показаны напряжения на выходах соответствующих блоков. Включение режима обеспечивается нажатием кнопки переключателя 76 Калибровка Кр (фиг. 7). При этом блок 4 калибровки коэффициента подключен через замкнутые второй и третий контакты переключателя 76 и через элементы И-НЕ 71, 9 и 73, 72 к блокам 5,7 и 6,8 соответственно. Через замкнутые одиннадцатый и двенадцатый контакты переключателя 76 на элемент И-НЕ 69 блока 12 калибровки нуля (фиг. 6) подается уровень 1, Стар

четвертый и пятый, седьмой и восьмой контакты переключателя 76 (фиг. 7) разомкнуты. Уровнем 1, поступающим через замкнутые одиннадцатый и двенадцатый контакты, открьшается элемент И 69 в блоке 12 калибровки нуля (фиг. 6), разрешая прохождение импульса начальной установки прибора на двоично-десятичный счетчик 68 ем

С нажатием кнопки переключателя 90 Пуск на выходе триггера 89 (фиг. 7) появляется положительный перепад пряжения U, после чего формирователь

,83 импульсов формирует импульс 1}, который поступает через элемент И 82 в качестве импульса начальной установки в исходное состояние Uj приборе ра во все блоки устройства. При этом счетчик 2 устанавливается в состояние 9...97, а счетчики 10,1 (фиг.1) и 68 (фиг. 6) - в состояние О, Импульс и, задержанный линией 85 запереписи результата калибровки нуля U37 Хфиг. 9) поступает в блок 12 калибровки нуля на счетчик 68 (фиг. 6), разрешающий перепись результата касчетчик 11, а импульс IU с выхода .. формирователя 83 (фиг. 7), задержан- i ный линией 84 задержки на 4 t (,j в качестве импульса начала калибровки U,

17

поступает на второй вход блока А калибровки коэффициента (фиг, 2).

С приходом импульса U триггер 15 устанавливается в единичное состояние (Uj), разрешающее прохождение счетных импульсов Ug с генератора 1 через элемент И-НЕ 16. Первый прошед ший через элемент И-НЕ 16 счетный импульс (UY) задним фронтом устанавливает триггер 17 в состояние, при котором нулевой потенциал с инверсного вьпсода триггера закрывает элемент И-НЕ 16, а единичный потенциал с прямого выхода (Ug) открывает элемент И-НЕ 18. С выхода элемента И-НЕ 18 импульс поступает на формирователь 19 и на счетный вход триггера 20, в результате чего триггер перебрасывается, закрьшая элемент И-НЕ 18. С выхода формирователя 19 импульс U,p инвертируется элементом НЕ 21 и в качестве импульса калибровки нуля U,, подается в блок 14 управления (фиг. 7) через замкнутые второй и третий контакты переключателя 76 на элементы И-НЕ 71 и 73. С выходов элементов И НЕ 71 и 73 импульс калибровки нуля проходит через открытые элементы И-НЕ 91 и 72 на второй, третий входы в блоки 5,7 и 6,8 соответственно. Поступление в эти блоки одного и того же импульса калибровки нуля означает подачу на вход устройства временного интервала нулевой длительности.

Поступление импульса калибровки нуля и„ на единичный вход триггера 4 через элемент И 40 (фиг. 4) обеспечивает формирование начала времен- .ного интервала t3(U,q ), а на единичный вход триггера 30 (фиг. 3) вьще ление первого счетного импульса. Переключение тригг .ра 30 (Ujg ) под воздействием импульса и,, калибровки нуля открывает элемент И-НЕ 32. Первый из счетных импульсов, следующих с периодом ) с генератора 1 , прошедший через элемент И-НЕ 32 (U ), перек.шочает задним фронтом триггер 34. При этом сигналом с инверсного выхода триггера 34 элемент И-НЕ 32 закрьюается, что делает невозможным дальнейшее прохождение через него счетшзгх импульсов. Сигнал с прямого выхода триггера 34 (U4o ) открывает элемент И-НЕ мент И-НЕ-36

(и.

3 (фиг. 1, и, ) и эле 1 1 разрешая прохождение через них счетных импульсов соответственно на первый вход счетчи

10

f520

7443

J VJ

ка 2 грубого измерения (U, ) и через линию 28 задержки в блок 7 интерполяции (и) на элемент И 39. Первьш из счет ных импульсов, прошедши;р; через элемент И 39 на R-вход триггера 41, заканчивает формирование временного интервала длительностью tg. Сформированный временной интервал tg с триггера 41 поступает на преобразователь 43 (U,,j ), который обеспечивает увеличение в К раз длительности отрезка времени t. С выхода преобразователя 43 импульс длительностью УЛ(и ) открывает элемент И-НЕ 58 в блоке 9 сложения (фиг. 5), разрешая прохождение счетных импульсов с г.енератора 1 через элемент И-НЕ 58 (и,., ) и элемент И 57 (tf ) на счет 23 - V-g

чик 11 точного измерения стартового канала. При этом число импульсов на интервале Ktg фиксируется счетчиком 1 емкостью К импульв счетчике I1

сов. В случае возникает импульс переноса, который поступает на второй вход счетчика 2 грубого измерения, в котором и фиксируется.

Аналогично с приходом импульса ка- нбровки нуля и,, через элементы И-НЕ 73 и ,72 (фиг. 7) на единичный вход триггера 31 (фиг. 3) и единичный вход триггера 41 через элемент И 40 (фиг. 4) осуществляются процессы по выделению отрезка времени tp(U -U ), за исключением того, что переключение триггера 35 закрывает элемент И-НЕ 3 (U((7). В результате счетные импульсы не. проходят через элемент И-НЕ 3 на первый вход счетчика 2, т.е заканчи- вается измерение отрезка времени t. Величина времени задержки t, линиями 28 и 29 задержек выбирается из условия Itoal t y. Ъ,,,,„ «it, t.

а. g о злэге зnэг) Д да - величина аддитивной погрешности. Импульс длительностью tp(U2(, ), сформированный триггером 41 (фиг. 4). поступает на преобразователь 43 блока 8, где преобразуется в импульс

длительностью Ktf(ll, ). С его выхода импульсU i поступает в блок 9 сложения (фиг. 5) на формирователь 45, а также разрешает прохождение счетных импульсов через элемент И 61 (Uj)

и элемент НЕ 60 на элемент И 54 и далее в счетчик 10 точного измерения стопового канала (). При этом число импульсов N ip-Ktp/ cp на интервале

импульсов , -о

Ktp фиксируется счетчиком. 10 ем1913

костью ЗК и 1пульсов. с выхода формирователя 45 импульс и,, (фиг, 10) длительностью -сТ, привязанньш к заднему фронту импульса Ktp(U,), поступает на единичный вход триггера 46. По окончании действия импульса Kt с преобразователя 43 блока 7 через элемент НЕ 48 снимается запрет элемента И-НЕ 47, по окончании импульса

Kt с преобразователя 43 блока 8 переключается триггер 46 ( ). в

После окончания . сложения отрезков времени, т.е. в момент переполнения счетчика 10, импульс переполнения ( ) этого счетчика поступа ет в блок 14 управления (фиг. 7) на

линию 79. задержки, с выхода которой

результате чего открывается элемент

И-НЕ 47 и начинается сложение числа„„ т,

импульс и,л , задержанный на -3 о , . импульсов, соответствующего отрезку . „р Ц элемент И-НЕ 80 (

воемени Kt. -3K-Kt. с числом импуль- ot

и запускает одновибратор об, формиKt . Так

.Ktg И Ktp

20

времени Kt -3K-Ktp, с числом импуль сов, зарегистрированных в счетчике 1, соответствующим отрезку времени как окончание импульсов

не синхронизировано с последовательностью счетных импульсов, то может возникнуть неоднозначность, которая устраняется благодаря тому, что первый из счетных импульсов с вы- хода; элемента И-НЕ 47 (U2, ) переключает триггер 49 (Uji ). В результате этого открывается элемент И-НЕ 52, на который поступают импульсы с элемента И-НЕ 47 через элемент НЕ 50 (Цдо)- Таким образом, через элемент И-НЕ 52 проходит лищь последующей счетный им пульс, т.е. устраняется неоднозначность. Последовательность счетных импульсов с выхода И-НЕ 52 ( ) начинает одновременно поступать через элемент НЕ 53, элемент И-НЕ 55 и эле- 35 мент И 57 в счетчик 11 (1)24) и через . элемент И 54 в счетчик 10 () до момента переполнения счетчика 10 (изз) после чего триггеры 46 и 49 через элемент И-НЕ 44 и элемент НЕ 51 возвращаются в исходное состояние, закрывая элементы. И-НЕ 47 и 52. Таким образом, в счетчик 11 проходит

.- 30

рующий импульс длительностью (). С выхода одновибратора 86 импульс U gпоступает в блок 13 регистрации-индикации и обеспечивает перепись результатов измерений временного интервала нулевой длительности в регистры индикации. Импульс поступает также на формирователь 87, 25 формируюпщй импульс длительностью оо(и gjj),который в качестве импульса начала калибровки нуля подается в блок 12 (фиг. 6) на единичный вход триггера 64 и переключает его. При 1этом сигналом с прямого выхода триг

40

гера б4 (Ug, ) открывается элемент И-НЕ 65. Первый из счетных импульсов поступающих с генератора 1, прошедший через элемент И-НЕ 65 () устанавливает триггер 66 в единичное состояние (Ug), и элемент U57 открывается. В результате этого начинается одновременное прохождение счетных импульсов (Uj ) на вход счетчика 68 через элемент И 57 (фиг. 5) и на вход счетчика 11. На входы элемен та И-НЕ 62 передаются состояния всех декад счетчика 11. Процесс одновременного подсчета числа счетных им- .

гера б4 (Ug, ) открывается элемент И-НЕ 65. Первый из счетных импульсов поступающих с генератора 1, прошедший через элемент И-НЕ 65 () устанавливает триггер 66 в единичное состояние (Ug), и элемент U57 открывается. В результате этого начинается одновременное прохождение счетных импульсов (Uj ) на вход счетчика 68 через элемент И 57 (фиг. 5) и на вход счетчика 11. На входы элемен та И-НЕ 62 передаются состояния всех декад счетчика 11. Процесс одновременного подсчета числа счетных им- .

число счетных импульсов, недостающее у счетчиках 68 и 11 происхо до полного заполнения счетчика 10. - Так как емкость счетчика 10 составляет число импульсов, соответствующее

дит до момента досчета счетчика 11 до состояния 0...0. При состоянии счетчика 11 9...9 на входах элемен та И-НЕ 62 происходит совпадение уровней 1 и очередной счётный импульс (Ugj), прощедщий через элемент И-НЕ 62, переключает триггер 64 в состояние (и5, ), запрещающее прохождение счетных импульсов через элемен- fc ТЫ И-НЕ 65 и 67. При этом в счетчике 68 оказывается записанным в десятичном коде число, соответствующее аддитивной составляющей погрешности. В режиме измерений временных интерваотрезку времени ЗК,,, то после измерения отрезка времени Ktp число счет- ных импульсов, недостающее до полного заполнения этого счетчика, соответствует отрезку времени Ktj., т.е. и составляет количество импульсов N4,p Ktp/ trp .

В результате на счетчик 11, емкость которого составляет число импульсов, соответствующее отрезку времени К€,, в общей сложности прохо20

0

дит число счетных импульсов, соответствующее отрезку времени Ktg+Ktp (Uj). Возникающие при этом импульсы переноса с выхода- счетчика 11 поступают на второй вход счетчика 2 грубого измерения,

После окончания . сложения отрезков времени, т.е. в момент переполнения счетчика 10, импульс переполнения ( ) этого счетчика поступает в блок 14 управления (фиг. 7) на

линию 79. задержки, с выхода которой

„„ т,

импульс и,л , задержанный на -3 о , . . „р Ц элемент И-НЕ 80 (

20

- 35. ,

30

рующий импульс длительностью (). С выхода одновибратора 86 импульс U gпоступает в блок 13 регистрации-индикации и обеспечивает перепись результатов измерений временного интервала нулевой длительности в регистры индикации. Импульс поступает также на формирователь 87, 25 формируюпщй импульс длительностью оо(и gjj),который в качестве импульса начала калибровки нуля подается в блок 12 (фиг. 6) на единичный вход триггера 64 и переключает его. При 1этом сигналом с прямого выхода триг40

гера б4 (Ug, ) открывается элемент И-НЕ 65. Первый из счетных импульсов, поступающих с генератора 1, прошедший через элемент И-НЕ 65 () устанавливает триггер 66 в единичное состояние (Ug), и элемент U57 откры вается. В результате этого начинается одновременное прохождение счетных импульсов (Uj ) на вход счетчика 68 через элемент И 57 (фиг. 5) и на вход счетчика 11. На входы элемента И-НЕ 62 передаются состояния всех декад счетчика 11. Процесс одновременного подсчета числа счетных им- .

у счетчиках 68 и 11 происхо -

у счетчиках 68 и 11 происхо

дит до момента досчета счетчика 11 до состояния 0...0. При состоянии счетчика 11 9...9 на входах элемента И-НЕ 62 происходит совпадение уровней 1 и очередной счётный импульс (Ugj), прощедщий через элемент И-НЕ 62, переключает триггер 64 в состояние (и5, ), запрещающее прохождение счетных импульсов через элемен- ТЫ И-НЕ 65 и 67. При этом в счетчике 68 оказывается записанным в десятичном коде число, соответствующее аддиi тивной составляющей погрешности. В режиме измерений временных интерва21

лов данное число хранится в счетчике 68 и перед каждым очередШ)м измерением после момента установления всех элементов в исходное состояние в параллельном коде переписьшается в декады счетчика I1.

После окончания калибровки нуля переключате-пь 76 возвращается в исходное состояние, в результате чего подача импульса калибровки нуля на входы элементов И-НЕ 71 и 73 (фиг.7) счетных импульсов на вход элемента И-НЕ 65 (фиг. 6) и импульса начальной установки через элемент И 69 (фиг. 6) в. счетчик 68 прекращается.

По окончании режимов калибровки коэффициентов преобразования стартового и стопового каналов и калибровки нуля устройство готово к измерению временных интервалов, ограниченных старт-5 стол-импульсами.

Режим измерения (фиг. 11). На фиг. показаны напряжения на выходах соответствующих блоков. С нажатием кнопки переключателя 90 Пуск (фиг. 7) появляется положительный перепад напряжения U{, после чего формирователь- 83 формирует импульс и, который поступает через элемент И 82 в качестве импульса начальной установки прибора U, во все блоки

устройства. При этом счетчик 2 устанавливается в состояние 9,..,97, счетчики 10 и II - в состояние О. Импульс и з , задержанный линией задержки 85 на -ЗС,, поступает в блок 12 калибровки нуля (фиг, 6) на сборку блока 70 (Uj-, ) и обеспечивает перепись из счетчика 68 в счетчик 11 числового кода, попученного в режиме калибровки нуля. После этого прибор готов к измерению«

Стартовый и столовый импульсы

ограничивающие временцой интервал, на входы Старт и Стоп (фиг. 7) и далее через замкнутые четвертый-пятый и седьмой-вос мой контакты переключателя 76 и эл1

(UsJ

менты И-НЕ 71; 91 и 73, 72 соответственно на вторые и третьи входы в блоки 5, 7 и 6, 8 на триггер 30 и элемент И 40 соответственно (фиг. 3 и 4).

Поступление стартового импульса через элемент И 40 на единичный вход триггера 41 вы зывает его переключение и формирование начала временного

интервала

Приход старт-им,

- 307443 22

пульса на триггер 30 (фиг. 3) переключает его ( ),в результате чего открывается элемент Й-НЕ 32. Так как фаза прихода старт-импульса относи5 тельно последовательности счетных: импульсов неизвестна, то на выходе элемента И-НЕ 32 может возникнуть неоднозначность. Поэтому первый прошедший через элемент И-НЕ 32 счетfO ный импульс (и ), поступая на счетный вход триггера 34, устанавливает его в единичное состояние. При этом нулевой потенциал с инверсного выхода триггера закрывает элемент И-НЕ

5 32, а единичный потенциал с прямого выхода (Гад ) открывает элемент И-НЕ 36„ В результате на выход элемента И-НЕ 36 ( ) первым проходит импульс, следующий за импульсом, кото20 рый мог иметь амплитуду или длительность, недостаточную для срабатывания последующих устройств.

Сигнал с прямого выхода триггера 34 (, ) также открывает элемент

И-НЕ 3, разрешая прохождение через него счетных импульсов на первьй вход счетчика 2 грубого измерения Первый из счетных импульсов, прошедший через элемент И-НЕ 36, линию 28 за30 держки (фиг. 3) и элемент И 39

(фиг. 4) на нулевой вход триггера 41, переключает его в нулевое состояние и заканчивает форм/1рование временного интервала длительностью t(U,g ).

-g ч

35 Сформированный временной интервал

5

(и,о ) удлиняется преобразователем- 43 блока 7 в К раз, Вь ходной импульс преобразователя 43 блока 7 длительностью Ktg(U2, ) открывает элемент 40 И-НЕ 58 в блоке 9 сложения (фиг. 5), разрешая прохождение счетных импуль- сов через элемент И-НЕ 58 () элемент И 57 (U,24 счетчик П, При этом число импульсов W -Ktg/TQ на интервале K tg фиксируется счетчиком I 1 емкостью К ; -1мпульсов, В случае в счетчике II возникает импульс переноса,которьш поступает на второй вход счетчика 2 грубого

45

50

55-и.

измерения.

Аналогично с приходом стоп-г-гмпуль- са на триггер 31 происходят процессы по выделению отрезка времени tp( за исключением того,, что переключение триггера 35 закрьшает элемент И-НЕ 3 ( результате счетные импульсы не проходят через элемент И-НЕ 3 на первьй вход счетчика 2

41

т.е. заканчивается измерение

(и

отрезка времени.

Импульс длительностью tp(Ujj, ), сформированный триггером 41, удлиняется преобразователем 43 блока 8 в К раз (и,). Выходной импульс U преобразователя 43 блока 8 длительностью Kt поступает в блок 9 сложения (фиг. 5) на формирователь 45, а также разрешает прохождение счетных импульсов через элемент И 61 () и элемент НЕ 60 на элемент И 54 и далее в счетчик 10 (Ujg). При этом число импульсов N,1 -Kt на интерI р О

вале Kt фиксируется счетчиком 10 емкостью ЗК импульсов. С выхода формирователя 45 импульс Ujj длительностью Ср, привязанный к заднему фронту импульса Kt, поступает на единичный вход триггера 46 и переклю чает его в единичное состояние ( По окончании действия импульса Ktg с преобразователя 43 блока- 7 через элемент НЕ 48 снимается запрет с элемента И-НЕ 47 f в результате чего последний открывается. , Так как окончание импульсов Ktg и Kt не синхронизировано с -последовательностью счетных импульсов, то может возникнуть неоднозначность, которая устраняется благодаря тому, что первый из счетных импульсов с выхода элемента И-НЕ 47 (Ujg ) переключает триггер 49 (из, ).

В результате этого открывается элемент И-НЕ 52, на который поступают импульсы с элемента И-НЕ 47 через элемент НЕ 50 (Ujo)- Таким образом, через элемент 52 проходит лишь. последующий счетный импульс. Последовательность счетных импульсов с выхода элемента И-НЕ 52 ( ) начинает одновременно поступать через элемент НЕ 53, элемент И-НЕ 55 и элемент И 57 в счетчик И ( и через элемент И 54 в счетчик 10 (U-,.) до мо;/.О . .

мента переполнения, счетчика 10 (U )

После этого триггеры 46 и 49 импульсом переполнения через элемент И-НЕ 44 и элемент НЕ 51 возвращаются в исходное состояние, закрывая эле- .менты И-НЕ 47 и 52. Таким образом, в счетчик 11 проходит число счетных импульсов, недостающее до полного заполнения счетчика .10. Так как емкость счетчика 10 составляет число импульсов, соответствующее отрезку., времени , то после измерения о трезка времени Kt число счетных HFM- пульсов, недостающее до полного заполнения этого счетчика, соответствует отрезку времени Kt, т.е. Ktp 5 -Ktp , и составляет количество импульсов N{; Ktp /TO .

В результате на счетчик 11, емкость которого составляет число импульсов, соответствующее отрезку, времени K tTg, в общей сложности проходит число счетных импульсов, соответстующее отрезку времени Kt +Ktp(U24). озникающие при этом импульсы переоса и,5 с выхода счетчика 11 постуают на второй вход счетчика 2 грубого измерения, в котором они и фиксиуются.

Признаком окончания измерения является импульс, переполнения (U,, ) со счетчика 10, поступающий в блок 14 уп- равления (фиг. 7) на линию 79 задержки. Уровень 1 на одном из входов элемента И-НЕ 80 (U ) разрешает

прохождение импульса U,, задержанного линией 79 задержки на ЗТ , на

одновибратор 86 (U

3

С выхода одновибратора 86 импульс U длительнос- тью поступает в блок 13 регистрации-индикации для разрешения переписи результатов измерений со счетчиков 2 и 11 в регистр регистрации и индикации. Импульс U поступает также на формирователь 87, формирующий импульс длительностью- €1(115 ), , который запускает одновибратор 88 (и, ). Одновибратор 88 регулирует время индикации значения результата измерения временного интервала и запрещает прохождение импульсов конца измерения U.. через элемент И-НЕ 80.

Уровень О, поступающий с пере- е ключателя 76 второго контакта, после инвертирования на элементе НЕ 77, обеспечивает уровень 1 на одном из входов элемента И-НЕ 78, что дает возможность прохождения через элемент И-НЕ 78 импульса U, с лиНии 79 за50

держки на линию 81 задержки. Импульс

и

34

задержанный линией 81 задержки

5

на величину более 5 c(, проходит через элемент И 82 и вновь обеспечивает начальную установку устройства (и) и перепись (Uj- ) из блока 12 ка- либровки нуля в счетчик 11 числового , кода, полученного в результате калибровки нуля.

ормула

и

25 э о б р

13

е т е н и я

Измеритель временных интервалов, содержавдй генератор счетных импульсов 5 выход которого подключен к первым входам блоков устранения неоднозначности стартового и стопового каналов и элемента И-НЕ, выход которого соединен с первым входом счетчика грубого измерения, выходы которого подключены к первым входам блока регистрации-индикации, вторые входы которого соединены с вьпсодами счетчика точного измерения стартового канала, счетчик точного измерения стопового канала, блоки интерполяции стартового и стопового каналов и блок уп- равлепия, отличающийся тем, что, с целью повьппения точности измерения и быстродействия, в него введены блок сложения, блок калибровки нуля и блок калибровки коэффициента преобразования, первые входы которых соединены с выходом генератора счетных импульсов, второй вход блока калибровки коэффициента преобразования соединен с первым выходом блока управления, а первьй и второй выходы блока калибройки коэффициента преобразования соединены соответственно с первыми и вторыми входами блоков интерполяции стартового и стопового каналов, третий выход соединен с первьп-f входом блока управления, вторые входы блоков устранения неоднозначности стартового и стопового каналов соединены с третьими входами блоков интерполяции соответственно стартового и стопового каналов и со- ответственно с вторым и третьим выходами блока управления, первые выходы блоков устранения неоднозначности стартового н стЬпового каналов соединены соответственно с вторым и

третьим входами элемента И-НЕ, вторые 5 и три элемента И-НЕ, причем S-вход выходы, блоков устранения неоднознач- RS-триггера подключен к второму вхок

кости соединены с четвертыми входами соответствующих блоков интерполяции, пятые входы которых объединены- и соединены с четвертым выходом блока управления, ВЕ)1ходы блоков интерполяции стартового и стопового каналов соединены соответственно с вторым и третьим входами блока сложения, четвертый, пятый и шестой входы которого соединены соответственно с пятым, шестым и седьмым выходами блока управления , седьмое блока сложения

ду блока, а его прямой выход - к первому входу первого элемента И-КЕ, выход которого соединен с С-входом

50 первого D-триггера, инверсный выход которого соединен с вторым входом первого элемента И-НЕ, третий вход которого подключен к первому входу блока и первым входам второго элемен55 та И-НЕ и элемента И, выход которого является вторым выходом блока, прямой выход первого D-триггера соеди-. нен с вторым входом второго элемен1307443

26

соединен с выходом блока калибровки нуля, а восьмой вход соединен с выходом счетчика точного измерения стопового канала и вторым входом блока управления, первый и второй выходы блока сложения соединены с входами счетчиков точного измерения соответственно стопового и стартового каналов, в.торой,третий, четвертый и пятый

5

0

входы блока калибровки нуля соединены соответственно с восьмым, девятью, десятым и одиннадцатым выходами блока управления, входная информационная шина данных счетчика точного измерения старто вого канала соединена с информационным выходом блока калибровки нуля, информационный вход блока калибровки нуля соединен с выходами счетчика точного измерения стартового канала, второй вход счетчика грубого измерения соединен с выходом счетчика точного измерения стартового канала, третий и четвертый входы блока управления соединены соответ5 ственно с входами Старт и Стоп, двенадцатый выход блока управления соединен с управляющим входом блока регистрации и индикагдии, а тринадцатый выход блока управления соединен с

0 входами начальной установки блока калибровки коэффициента преобразования, блоков устранения неоднозначности стартового и стопового каналов 5 блоко в интерполяции стартового и стопового кана5 лов, счетчиков точного измерения стопового и стартового каналов, счетчика грубого измерения, блока слолсений и блока калибровки нуля.

2, Измеритешь по п. I , о т л и - чающийся тем, что блок калибровки коэф4)ициента ггреобразования содержит RS-триггер, пять D-тригге- ров, элемент НЕ, элемент, задержки, элемент И, формирователь импульсов

0

к

ду блока, а его прямой выход - к первому входу первого элемента И-КЕ, выход которого соединен с С-входом

50 первого D-триггера, инверсный выход которого соединен с вторым входом первого элемента И-НЕ, третий вход которого подключен к первому входу блока и первым входам второго элемен55 та И-НЕ и элемента И, выход которого является вторым выходом блока, прямой выход первого D-триггера соеди-. нен с вторым входом второго элемен271307443

та И-НЕ, третий вход которого подключен к инверсному выходу второго D-триггера, а выход - к С-входу этого же триггера, и входу формирователя импульсов, выход которого являет- 5 ся первым выходом блока и через элемент НЕ подключен к третьему выходу блока и С-входу третьего D-триггера, D-вход которого подключен к своему же инверсному выходу и С-входу чет- О вертого D-триггера, инверсный выход которого через элемент задержки подключен к первому входу третьего элемента И-НЕ, второй вход которого под28

подключен к второму входу первого элемента И-НЕ и через четвертьш элемент НЕ к второму входу второго элемента И-НЕ, третий вход которот О соединен с прямым выходом RS-триггера и третьим входом третьего элемента И-НЕ, третий вход блока подключен к второму входу первого элемента И и через формирователь импульсов к S-входу RS-триггера, R-вход которого подключен к Н-входу D-триггера и выходу пятого элемента НЕ, вход которого соединен с выходом шестого элемента И-НЕ, первый и второй входы котоключен к прямому выходу пятого В-триг- 5 рого являются соответственно восьмым

гера, а выход - к -второму входу элемента И, С-вход пятого D-триГгера соединен с прямым выходом третьего D-триггера, Н-входы всех триггеров объединены и подключены к входу начальной установки блока.

3, Измеритель по п. 1, о т л и - чающийся тем, что блок сложения содержит RS-Tpnrrep, D-триггер, шесть элементов И-НЕ, шесть элементов НЕ, три элемента И и формирователь . импульсов , причем первый вход блока подключен к первым входам первого элемента И, первого и второго элементов И-НЕ, выход последнего из которых подключен к С-входу D- триггера и через первый элемент НЕ к первому входу третьего элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с прямым выходом D-триггера, а выход - с перйьм входом второго элемента И непосредственно и через второй элемент НЕ с первым входом четвертого элемента И-НЕ, выход которого подключен к первому входу третьего элемента И, второй и третий входы которого соединены с выходами соответственно первого и пятого элементов И-НЕ, а четвходом и входом начальной установки блока, четвертый вход-которого соединен с третьим входом первого элемента И-НЕ, а шестой вход через-шес20 той элемент НЕ подключен к второму входу четвертого элемента И-НЕ.

4. Измеритель по п. I, о т л и- чающийся тем, что блок калиб- .ровки нуля содержит три элемента

И-НЕ, элемент И, блок элементов И, счетчик, элемент НЕ, RS- и D-тригге- ры, причем первый вход блока подключен к первьм входам первого и второго элементов И-НЕ, выход последнего из

30 которых является выходом блока и соединен со счетным входом счетчика непосредственно и через элемент НЕ с первым входом третьего элемента И-НЕ, остальные входы которого подключены

35 к информационным входам блока, а вы- . ход - к R-входу RS-триггера, S-вход которого соединен с пятым входом блока, а прямой выход - с вторыми входами первого и второго элементов И-НЕ, 40 третий вход последнего соединен с

прямым выходом D-триггера, С-вход которого соединен с выходом первого элемента И-НЕ, третий вход которого является четвертым входом блока, тре- вертый вход подключен к седьмому вхо- 45 тий вход которого соединен с первым ду блока, выход третьего элемента И входом элемента И, второй вход которого, подключен к R-входу D-триггера и входу начальной установки блока, а выход подключен к установочному 50 входу счетчика, выходы которого подключены к информационным входам блока элементов И, управляющий вход которого соединен с вторым входом блока, а

является вторым выходом блока, первым выходом которого является выход второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента НЕ, вход которого подключен к выходу первого элемента И и первому входу пятого элемента И-НЕ, второй вход которого подключен к пятому входу блока, второй вход которого

выходы являются информационными вьгхо- 55 дами блока.

3

28

подключен к второму входу первого элемента И-НЕ и через четвертьш элемент НЕ к второму входу второго элемента И-НЕ, третий вход которот О соединен с прямым выходом RS-триггера и третьим входом третьего элемента И-НЕ, третий вход блока подключен к второму входу первого элемента И и через формирователь импульсов к S-входу RS-триггера, R-вход которого подключен к Н-входу D-триггера и выходу пятого элемента НЕ, вход которого соединен с выходом шестого элемента И-НЕ, первый и второй входы котовходом и входом начальной установки блока, четвертый вход-которого соединен с третьим входом первого элемента И-НЕ, а шестой вход через-шестой элемент НЕ подключен к второму входу четвертого элемента И-НЕ.

4. Измеритель по п. I, о т л и- чающийся тем, что блок калиб- ровки нуля содержит три элемента

И-НЕ, элемент И, блок элементов И, счетчик, элемент НЕ, RS- и D-тригге- ры, причем первый вход блока подключен к первьм входам первого и второго элементов И-НЕ, выход последнего из

которых является выходом блока и соединен со счетным входом счетчика непосредственно и через элемент НЕ с первым входом третьего элемента И-НЕ, остальные входы которого подключены

к информационным входам блока, а вы- . ход - к R-входу RS-триггера, S-вход которого соединен с пятым входом блока, а прямой выход - с вторыми входавыходы являются информационными вьгхо- 55 дами блока.

, I

I ---I Ua iSA

,-, LLU l,,r

sj

lK-M/

-fln

JJL-... Ц

д.и-и

JMJ

«4f йцт

НОУ.у em.

l,,r

lK-M/3

L-... Ц

.и-и

JMJ

«4f йцт

.J

t/it3

Hav.ycm.

Uf

33

bgiff

6KKtf

вт

%

w

1

w

«j

(/2Г

Г5

I...

tputJ

(jOt/e, Ц

syi f

n

.J

i&- - Sa.uuHi, G

1-й цикл

{гг1Л,-агш-.-П-. ..-.-Г).х|етл.. -П-пл... .пл. .п.

2-й uuKfl

Vui.t

rUinjinnrL - JinJLrLnmb--JirLrUirLrLrUirLn.

j :

anju TJir- trulP: 1Л/ .IMSLTL.

- JглJгJглJгr,J J-uгпллJгл-rLr lJlЛJтгlллл--.-гшллпшг/гпл.

Vui.9

Vui.t

HifS l/ifS UkJ UlS UfS USB USf U5S US3 U5

Uss

--Minnr ПJ JгшшJгc J JlJиглJlJ ллJlГ тлг ТП::зитги и пг1

Фи§.Ю

ur

1„Г

jT/injiTLruiJiJirLn-nгиингплллллппл.- .лялллл.

TJiATuLnj-Lar

-ЩЛЛПГШЛ-ШГ

nmtrm.

Фи§.Ю

ЕЖГ:

IT

ЛШ1ЛJin.. - ш ггиг-™.

шгшппг irmjir-

игг

гш.

C. « V

TJ

Изобретение относится к области радкоизмерений и может быть использовано для измерений временных параметров импульсных сигналов в измерительной и вычислительной технике, автоматике и приборостроении. Целью изобретения является повышение быстродейс. -. ВИЯ измерений. Для достижения постав- ленной цели в измеритель временных интервалов дополнительно введены блок 9 сложения, блок 2 калибровки нуля и блок 4 калибровки коэффициента преобразования. Кроме того, устройство содержит генератор 1 счетных импульсов, счетчик 2 грубог о измерения, элемент И-НЕ 3, блоки 5 и 6 устранения неоднозначности, блоки 7 и 8 интерполяции, счетчики 10 и II точного измерения стопового и .стартового каналов соответственно, блок 13 регистрации и индикации, блок 14 управления. Функциональные схемы блока 4 калибровки коэффициента преобразования, бло.ков 5 и 6 устранения неоднозначС2 S СО О 4 оа

i mcrommte

ulшшдг, ШJmГLлллялг ЕМОДШИ:. .Tj JTJiJ J i iJT umr

ЖЖ тгиггигиигг цтшгппл, гй:: талллг1Л щ- - тлллплг

С

GB««- f

Составитель Л. Плетнева Редактор А. Огар Техред И.Попович Корректор С,, Черни

Заказ 1630/48 371Подписное

ВНИШИ Государственного комитета СССР

по делам изобре ген{1:й и открытий I 13035,, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5

Производстве1гио-полнграфическос . ггредприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

GB««- f

Корре