Устройство для измерения времени задержки импульсов в разночастотных каналах Советский патент 1987 года по МПК G04F10/04 

Изобретение отноеится к импульсной технике и может быть иегюльзовано при измерении времени задержки сигнала в пассивных ;);1ектрических пенях.

Цель нзобретенни новынгение быстро- действня.

На чертеже представлена функциональная схема устройства для измерения вре- MeiHi задержки импульсов в разночастот- ных каналах.

ycTpoiicTBO содержит первый генератор 1 имнульзсов, нервый элемент ИЛИ 2, второй 1 енератор 3 имнульсон, иервый блок 4 задержки имнульсов, б.ток 5 стробирования им- нульсов, нервый т)иггер (i, счетчик 7 имнульсов, второй триггер 8, нервый и второй элементы И 9 и 10, третий генератор II имнульсов, вгорой блок 12 задержки имнульсов, третий элемент И 13, второй элемент ИЛИ 14, тину 15 для нодключения исследуемого тракта, блок 16 из.мерения разности не- риодов прямою и отраженно|-о имнульсов, включающий реверсивный счетчик 17, блок 18 нерениси и индикатор 19.

Генератор 1 имнульсов, элемент ИЛИ 2, | енератор 3 импульсов, блок 4 задержки имиул1)Сов и б. юк 5 стробирования имнульсов соединены носледовательпо. Выход блока 4 задержки имнульсов нодключен к Н1ине 15 для нодключения исследуемого тракта. Второй выход блока 4 задержки соединен с вто- входом блока 5 стробирования и.мнуль- сов. В|)1ход генерат()|)а 1 нмпульсов подключен к первым входам счетчика 7, вт(рогч) трип-ера 8, блока 16 измерения разности нериодов нрямо1 о и отраженного имнульсов и через второй блок 12 задержки импульсов к второму входу блока 16. Выход генератора 3 имнульсов соединен с вторым входом счетчика 7 и иервым входом первого триг- I efKi 6, выход счетчика 7 импу.1ьсов иод- к. 1ючен к второму входу первого тригг е)а 6 и к второму входу второго триггера 8. К гретьему входу первого триггера 6 подключен первый Б1)1Х()д второго триггера 8.

Выход первого триггера 6 неносредствен- но нодключен к третьему входу блока 5 стробирования, к первому входу элемента И, 1И 14 и через нервый элемент И 9 к суммируюн1ему входу блока 16. Второй выход BTopoi o три| гера 8 непосредственно подключен к второму входу элемента ИЛИ 14 и через второй элемент И 10 к вычитаю- П1ему входу б,л()ка 16.

Выходы блока 5 стробировання н второго элемента ИЛИ 14 подключены соответственно к первому и второму входам третьего элеменга И 13, выход кот(.)рого подключен к нервому входу первого э,1емента ИЛИ 2. Вторые входы первого н второго э.гемен- гов И 9 и 10 нодключены к выходу третьего генератора 1 1 имнульсов. Блок 5 строби- рининия ностроен по припнину работы элемента И.

Устройство работает следующим образом.

Импульс генератора 1 устанавливает исходное состояние счетчика 7, триггера 8 и счетчика 17 блока 16. Кроме того, импульс генератора 1 проходит через элемент ИЛИ 2 и занускает генератор 3. Задержанные импульсы генератора 3 через блок 4 задержки ностунают на тину 15, распространяются но исс,:1едуемому каналу. Отражаясь от его разомкнутого выхода, импульс возврангается на вход тракта и ноглошается выходным сонротивлением блока 4 задержки. Таким образом, на выходе блока 4 задержки импульсов образуется нара импульсов - падающий (прямой) и отраженный, которая гю- 5 ступает на первый вход блока 5 стробирования.

В этот момент iia вход блока 5 стробирования постунает стробируюн1ий падающий импульс, а на третий вход - строб с выхода первого три1тера 6. С выхода блока 5 0 отраженный нмпульс через элементы И 13 и ИЛИ 2 занускает генератор 3. В это время на вто)ом входе элемента И 13 находится разрен1аюн1ий сигнал, который постунает на нею с выхода триггера 6 через элемент 14. Далее процесс новто)яется.

Таким образом, в петле обратной связи автогенератора, coдepжaн el o |-енератор 3, б.:1ок 4, исследуемый тракт, блок 5, элементы И 13, ИЛИ 2 циркулируют отраженные имнульсы, нериод Т( которых определяется соотношением

0

Г,( + Т, + 2тг;.

-Т.1 + Т13,

(1

5

где Т2, TI, Т4,

ттр, т-,, ты -времена задержки элемента ИЛИ 2, генератора 3, блока 4, нсс, 1едуемого тракта, блока 5 и элемента 13 соответственно. (.четчик 7 считает количество отраженных HMHy. ibcoB, циркулирующих в автогенераторе. Ири поступлении «-го импульса счетчик 0 7 формирует на своем выходе импульс переполнения, который ностуцая на соответствующие входы триггеров 6 и 8, перебрасывает их в нротивоноложные состояния. При этом на выходе триггера 6 фо|)мируется логический «О, а на выходе т)иггера 8 лог и- ческаи «1.

На этом заканчивается нервый цикл работы устройства. В нервом цикле тактовые им- пу,1ьсы генератора 1 1 постунают на вход прямого счета б,пока 16 измерения разности Q (реверсивного счетчика 17).

Количество Дм имнульсов, поступаюнщх на вход нрямого счетчика 17, равно

.V, %Ь,

ITMT

(2)

где Гтакг -- нериод такт(.1вых импульсов генератора 11.

Во втором цикле работы на третий вход блока Г) стробирования постунает логический

«О. На выходе блока 5 стробирования при сутствуют как отраженный так и падаю щий импульсы, которые через :). 1ементы И и ИЛИ 2 поступают па вход генератора Г1рп :(том на втором входе э. к-мента И I. находится ра:фе111ак)1ипй сигнал, которы;: по ступает на него с выхода триггера 8 чс)е: элемент ИЛИ 14. Принцип построепия гене ратора 3 выб)ан таким, что при выпо.1пе

НИИ УС. ЮВИЯ

где Tii- время задержки генератора 3,

генератор запускается только первыми им- нульса.ми из нары, постунаюни й на его в.ход, т. е. только надаюнхимн импульсами. Поэтому задержка генератора ,3 выбирается заведомо бо,пьн1е ве.личины 2ттр. Указанная особенность запуска генератора является типичной для больп1инства стандартных генераторов.

Таким образом, во втором цикле в автогенераторе циркулируют To.ibKO 1адаюпи1е импульсы. Это означает, что в кольцо автогенератора не в.холиг исс:1ед ем1 1Й TjiaK i- Териод Tj следования импу. 1ьсо1 автогенератора во вгором цикле ()П)еделяе с л отношеннем

Г.т, + т

ГГ,+ Т|

Во втором цикле тактовые импу, 1ьсы le- нератора II гкк тупают па обратись о счета блока 16 изме|)епия разности (вход «-I реверсивного счетчика 17). Количество . Vv импульсов, постунаюши.х на вход обратного счета счетчика 17, равно

пГ,

. 2

(41

После окончания второго цикла на вы.хо- да.х триггеров 6 и 8 устанавливаются .логические «О. Поэтому па вы.ходе элемента И.ПИ 14 и на втором в.ходе элемента И 13 устанавливается сигнал, запрещающий прохождение ИМНуЛЬСОГ, циркулирующих в ,iiiTOгенераторе.

К окончанию цик.ла на () ;; . CHBtiOM счегчике 17 записывается . I - .Vj. которое переписывается в ип.щка- тор импульсов опроса, поступающим с выхода блока 12 задержки импульсов. Пос.ле следующего импульса генератора 1 указанные два цик.ла повторяются и показания индикатора ()бно.-1Яютс51.

С учетом выражений (2) и (4) показание ;V индикатора И) соответствует числу

;V.Vi . (Г| Т,).(5)

У Til к 7

Подставляя в (5) соотношения (Г) и (3), п(). 1 чают

Л ;

/ гакг

Ттр.

Таким образом, показания индикатора 19 пропорциональпы времени задержки исследуемого тракта.

При необходим1)сти получения истинного

с значения измеряемой величин1 1 с учетом мас- нп аба Гыкт деление чис.ла .V на 2 осуше- ств,1яется нутем переноса занятой на один разряд при передаче числа с выхода реверсивного счс тчика 17 через блок 18 пе1 еписи в инднкатр И).

10

)(рм11ли njon/tL гения

Устройство Д.1Я измерения времени задержки HMiiy.;ibco i в разночастотных кана i i i. содержащее нервый генератор импу.ль- сов, первый э.лемент ИЛИ. второй гчмк ра- тор импульсок, первый блок задержки имиульсов, блок стробировапия импу.1ьсов, выход первого генератора импу. па ов через первый э.лемет ИЛИ подк.чючеп к вх(.1ду

второго генератора импульсов, вы.ход которого соединен с входом первого б.|ока задержки пмпу.льсов. i;epHi)i)i )П)Г() с(К дипен с nepiibiM входом блока ровампя имну.чьсос, а )ой выход 11одк, 1К)чеп к второму в.ходу б, 1ока ст обированпя импульсов, первый выход первого б.кжа .ta- держки импульсов яв.-и сч я .о;1ной шипо устроисги;. у;.1ичан1п( тем, что, с целью HOBiiinieiuiH Гч 1сгродейс1 -;ия измерепи. в неге; внедеи.м счс Тчик импч.чьсов. б.-иж измерения разное ()дои .-рчмого и отражен- имну.льсов, вг(;рой ( i.ioK з,-1держки импульсов, ei epaii)p .1ьс)в. нервый т)иггер, то|1ой тригге), i epBbiii, )й и третий элементы И, второй элемент ПЛИ, при этом выход первого генератора импу.льеов

подключен соответственно к первым входам счетчика им 1ульсов, блоку измерения разности периодов п)ямого и отражеино() имну, 1ь- сов второго триггера, а через BTO|)oii б.юк задержки имп мьсов к нто)ому ихо.чч 6,i(i- ка измере|1 1и разности периодов 1рямо;(| и

отрал е) 1мпу.льсов, ыход второго ратора ,;ibcui . сое.линеп с .1м входом счетчи а импу.пч в i входом виго . счегчика .льсо1 подк, к rvropoMy hxo.iy nepBOi o и ьтг р Ому зходу BTopoi O riMir; cfia, ii pВЫЙ ((,; Г,ТОрОГ() ЦИГТ Сра ОД1, к

третьему lixo.iy е)вого rp iii4 pa, выход iep- вого ,1 соеди е 1 с трегьим входом б,пока ( Г;Ь)ОИГ ОР,.,, .M |4ХОДОМ

BTopoi o j. ii-Mi-:i ; а ПЛИ , )iM входом э. 1. в:)ол ,)|)(Ч ) ()дк. 1ю- чеп к входу суммиро ання б. юка и.змере- ния разност 1ериодов прямого отраже 1- пого импу.льеов. второй выход второго три1 rejia подключен к вторь м входам вторых элемер тов И. ПЛИ и выход noc.ie;uiero сое- динен с входом вычитания блока измере1:ия разп()С1И 1е)1одов прямого и отраже11; 01 о импульсов. В)1ход блока стробировапия i выход вто)ого элемента И,Ч И :

1337881 56

первым и вторым входами третьего элемен-ды первого и второго элементов И подклюта И, выход которого подключен к второму чены к выходу третьего генератора им- входу первого элемента ИЛИ, вторые вхо-пульсов.

Изобретение предналиачсно ;.;i4 повышения б|.1строде( нзмере шя времени задержки. Устройство содержит генераторы 1 и 3 импу.тьсов, элемент ИЛИ 2, 6:i( к 4 задержки импульсов и блок 5 строо рова- ПИЯ им||ульс(:В, Введение триггеров 6 и 8, (.ч.пчпка 7 им1 льеои ,1ементов И 9, И) и 1., генератор; И импульсов, блока 12 з: .д1 ,;жки имн. 1Ь,ч)в, .темента ИЛИ 14, б. ю- ка l(i измерения разности периодов прямого и от| а --;еппог() импул :ов, 1.клк)чаюи1его ре- верспвнмй счетчик ГЛ блок 18 переписи и иидикамр 19. а также образование иовых (j)ynKiuii i альнмх п)зво,1яет достичь iiocTaBJi NiHvio . 1 ил. со оо оо оо