Способ измерения временных интервалов между импульсами Советский патент 1989 года по МПК G04F10/04 

Изобретение относится к цифровой измерительной технике и может быть использовано в измерительной аппаратуре, аналого-цифровых преобразователях и устройствах обработки информации .

Цель изобретения - увеличение точности измерений.

На фиг. 1 изображены временные диаграммы процесса измерения временных интервалов между импульсайи известным счетно-импульсным и предлагаемым способами; на фиг. 2 - схема устройства синхронизации для случая

на фиг. 3 - временная диаграмма работы устройства синхронизации для случая на фиг. 4 - схема устройства синхронизации для случая произвольных значений К и Р при синхронизации начала и конца измеряемого интервала со спадом эталонных (тактовых) импульсов; на фиг. 5 - схема измерителя однократных временных интервалов; на фиг. 6 - схема измерителя непрерывных последовательностей временных интервалов.

Процесс измерения временных интервалов между импульсами входной послесл

:о

4

3151

довательностн счетно-импульсным способом показан на фиг, 1 (диаграммы а-е), где даны эталонные импульсы (диаграмма а), импульсы входной последовательности, интервалы между которыми измгеряются (диаграмма б), эталонные импульсы, попадающие в из- меряемьае временные интервалы (диаграммы в, г), и результаты измерения (диаграммы д, е) в зависимости от соотношения времени переключения измерителя (минимальной длительности эталонного импульса, при которой он изменяет состояние счетчика измерителя) и интервалов t,

Atj опшбок. дискретизации.

В тг1бл, 1 приведены результаты и погрешности измерения временных интервалов известным счетно-импульс- ным спс собом для всех возможных вариантов положения начала и конца измеряемых временных: интервалов относительно эталонных импульсов.

При совпадении начала или конца измеряб .мых временных интервалов по- следовс.тельности импульсов с эталон- HbiM импульсом в зависимости от соотношения: времени переключения измерителя t,, и величин л, , л о (фиг. 1 диaгpa мы в, г) может произойти либо двойной счет эталонного и myльca в калодом из интервалов при t , , л с, либо пропуск эталонного импульса при ьо, 5 i o.j . При суммировании результатов измерения длительности следуюпрнх друг за другом интервалов погрешность суммы составит

«akc

(С - 1)Т,

ма КС )

где а „|j.(,- опшбка измерения отдельного интервала (

На фиг. 1, а также в табл. 1-3 через , и ,, обозначены ми- нималь ::ое и максимальное значения измереЕ:ной длительности временного интервала.

Процесс измерения временных интервалов- предлагаемым способом при синхронизации начала и конца временного

интервала с фронтом эталонных импуль сов показан на фиг. 1 (диаграммы ..ж, з), а в табл. 2 приведены результаты и ошибки измерения для всех возможных вариантов положения начала и конца измеряемого временного интервала относительно эталонных импульсов.

Процесс измерения временных интервалов предлагаемым способом при син

5

10

15

202530

35

40

45

50

55

хронизации начала и.конца измеряемого временного интервала со спадом эталонных импульсов показан на фиг. Д (диаграммы и, к), а в табл. 3 приведены результаты и ошибки измерения для всех возможных вариантов положения начала и конца измеряемого интервала относительно эт 1лонных импульсов.. Во всех случаях ошибка измерения отдельного интервала времени предлагаемым способом не превьшает +Тд - периода эталонных импульсов (фиг. 1, табл„ 1 и 2). Кроме того, поскольку при измерении предлагаемым способом отсутствуют явления двойного счета или пропуска эталонньк импульсов при совпадении начала или конца временного интервала с эталонным импульсом, то при суммировании длительности С следующих друг за другом интервалов погрешность с:уммы остается равной

+т

Устройство синхронизации начала и конца измеряемого временного интервала с фронтом эт;1лонного импульса для случая . 1 (фиг. 2) содержит RS-триггеры 1-3 и элементы И-НЕ 4-7. Временная диаграмма работы устройства показана на фиг. 3. При установке на тактовом входе устройства, инвертора оно обеспечивает синхронизацию со спадом эталонного и шyльca. 1

Устройство синхронизацрш начала и конца временного интервала со спадом эталонного импульса для случая произвольных К и Р (фиг о 4) содержит устройство 8 синхронизации для случая (фиг. 2), RS-триггер 9, двоичнь: й счетчик 10, элементы И-НЕ 11 и 12, инвертор 13j тактовый 14, измерительный 15 входы и вход 16 Сброс. Входы элементов И-НЕ Ц и 12 соединены с прямыми выходами разрядов, счетчика 10 с номерами, равными номерам едиш-гчных разрядов в двоичном представлении чисел (Р-1) и (К-1) соответственно, и инверсными вь:1ходами остальных разрядов . Смена информации на выходах счетчика 10 - по фронту импул:ьса на счетном входе.,На выходах 17 и 18 элементов И-НЕ 11 и 12 формируются импульсы, синхронные с Р-й и К-й паузами между эталонными импульсами, полностью coвпaдaющи и с измеряемым временным интервалом.

1

Измеритель одиночнь1х .временных интервалов (фиг, 5) с разделительными входами пуска и останова содержит элемент ИЛИ-НЕ t9, устройство 20 синхронизации для случая (фиг. 2), инвертор 21, счетный триггер 22, генератор 23 эталонных импульсов, элемент И 24 и счетчик 25, входы Пуск 26, Стоп 27, Сброс 28 и выход 29.

Измеритель работает следзпощим образом.

В исходном состоянии триггер 22 и счетггик 25 сброшень. На прямом выходе триггера 22 - нулевой сигнал. Пуск-импульс поступает через зле- мент ИЛИ-НЕ 19 на вход устройства синхронизации, на выходе которого формируется импульс, синхронный с первой паузой, полностью попадающей в измеряемый временной интервал, который переключает триггер 22, на прямом выходе которого появляется единичный сигнал, разрешающий прохождение эталонньгх импульсов через элемент И 24 на счетный вход счетчика 25, который осуществляет их подсчет, Стоп-импульс поступает через элемент ИЛИ-НЕ 19 на вход устройства 20 синхронизации, формирующего на выходе импульс, синхронный с первой паузой после окончания измеряемого интервала, который возвращает триггер 22 в исходное состояние. Процесс измерения окончен, В процессе измерения осуществляется синхронизация начала и конца измеряемого интервала со спадом эталонных импульсов.

Измеритель непрерывных последовательностей временных интервалов (фиг. 6) содержит устройство 30 синхронизации (фиг. 4), генератор 31 эталонных импульсов, RS-триггер 32, элемент И 33, устройство 34 регистрации и счетчик 35.

Измеритель работает следующим образом.

Последовательность импульсов, определяющих начало и конец временных интервалов последовательности, поступает на вход 36 устройства 30 синхронизации. При поступлении очередного входного импульса устройство 30 синхронизации в К-ю паузу между эталонными импульсами, полностью совпадающую с очередным временным интервалом, формирует импульс отрицатель4

ной полярности, сбрасывающий счетчик

35в исходное состояние, при котором в него записано число К-Р, и переключает триггер 32, у которого на выходе прямого плеча появляется единичный сигнал, разрешающий прохождение эталонных импульсов через элемент И 33 на счетный вход счетчика 35,

который их считает. При поступлении следующего входного импульса на вход

36устройство 30 синхрош зации в Р-ю паузу между эталонными импульсами, полностью совпадающую со следующим

очередным временным интервалом, формирует импульс отрицательной полярности, который возвращает триггер 32 в исходное состояние, запрещая прохождение эталонных иьшульсов через элемент И 33 на счетньш вход счетчика 35. Этим же импульсом запускается устройство 34 регистрации, которое за время последующих тактов К-Р регистрирует результат измерения

с выходов счетчика 35. Далее процесс измерения повторяется для каждого очередного временного интервала.

30

Формула изобретения

Способ измерения временных интервалов между импульсами, заключающийся в формировании периодической Последовательности эталонных импульсов с периодом Tjj и подсчете числа эталонных импульсов за время длительности интервалов между импульсами измеряемой последовательности, о т личающийся тем, что, с целью увеличения точности измерений, формируют вспомогательную последовательность импульсов, синхронную с периодической последовательностью

эталонных импульсов, задерживая импульсы измеряемой последовательности до ближайшего эталонного импульса, подсчитывают число N эталонных импульсов в интервале времени между

К-м и Р-м (KfcP) эталонными импульсами, считая соответственно от начала и конца интервала вспомогательной последовательности импульсов, соответствующего данному интервалу измеряемой последовательности импульсов, причем результат измерения длительности данного интервала измеряемой последовательности вычисляют по формуле (N+K-P)Т.

4t

Jtz4i

ГдДАГС

r#e;ff

Тнчн

lTJl rLriJtUl

нлкс

Тнин

hJoj-uhlh

-й-гц-ъп

rLTLn

rij-LrTth h

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения длительности временных интервалов между импульсами в последовательности прямоугольных импульсов. Цель изобретения - увеличение точности измерений. Способ измерения временных интервалов между импульсами заключается в формировании периодической последовательности эталонных импульсов с периодом Т₀ и подсчете числа эталонных импульсов за время длительности интервалов между импульсами вспомогательной последовательности импульсов, синхронной с периодической последовательностью эталонных импульсов. Причем вспомогательную последовательность импульсов формируют, задерживая импульсы измеряемой последовательности до ближайшего эталонного импульса. Подсчитывают число N эталонных импульсов в интервале времени между К-м и Р-м (К≥Р) эталонными импульсами, считая соответственно от начала и конца интервала вспомогательной последовательности импульсов, соответствующего данному интервалу измеряемой последовательности импульсов. Результат измерения длительности данного интервала измеряемой последовательности вычисляют по формуле (N+K-P) Т₀. 6 ил., 3 табл.

Тиакс

и

JHUH I

Тнаке

тг

гаг л

лг

Тнакс

Тнин

/HJ-IKHIFI

Щ-тЙН

VStfJfOff

щиг.з

п JlJ

-irv.

Стоп 77

e Z3

Фиг.У

Редактор И. Шулла

Составитель Р. Сукачев Техред Л.Олийнык

Заказ 6077/46

Тираж 363

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям ггри ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-ЗЗ, Раушская наб., д. 4/5

вх.и

Фиг. If

37 CSpoc

Фиг. в

Корректор Л. Бескид

Подписное