Измеритель коротких временных интервалов Советский патент 1990 года по МПК G04F10/04 

задержкой в элементе 47 задержки, осу-с уложившихся во временный интервал

М , II

10

ществляется перезапись информации через группу элементов И 30 с выходов счетчика 35 в регистр 41.

Импульсом опроса счетчика 35 с задержкой в элементе 49 задержки осуществляется обнуление счетчика 35.

Кроме того, по импульсу конца огибающей пакета импульсов в стартовом канале в единичное состояние переклю- 15 чается триггер 17, отпирая элемент И 26 для поступления импульсов с выхода генератора 2 ударного возбуждения на счетный вход счетчика 40.

Таким образом за время с момента 20 поступления импульса Старт до момента формирования импульса конца первой огибающей пакета импульсов в счетчике 34 оказывается записанным число импульсов Nt1 , эквивалентное длнтель- 25 ности первого пакета совпадения в стартовом канале, а в счетчике 55 подсчитано число N,, эквивалентное вре менному интервалу с момента поступления импульса Старт до момента началаЗО формирования огибающей пакета совпадения импульсов„

В результате формирования второго

между Старт и Стоп импульсами

Переключение триггера 52 в еди ное состояние отпирает элемент И для прохождения импульсов с выхо генератора 3 ударного возбуждения на вход счетчика 560

Переключение триггера 16 отпир элемент И 24 для поступления импул сов генератора 3 ударного возбужд на второй вход элемента К 29.

Как и в стартовом, в стоповом нале на выходе элемента И 6 форми ется пакет совпадения импульсов г нератора 3 ударного возбуждения и импульсов генератора 1 опорной ча тоты. Формирователь 8 формирует и пульс огибающей пакета импульсов, формирователи 10 и 12 формируют с ветственно импульсы начала и конц огибающей пакета совпадения импул сов,

По импульсу начала огибающей п та импульсов, формируемому на вых формирователя 10, триггер 52 пере ключается в нулевое состояние и в счетчике 56 оказывается зафиксиро ванным число импульсов N генерат ударного возбуждения, эквивалентн длительности интервала между импу

По импульсу начала огибающей паке - та импульсов, формируемому на выходе формирователя 10, триггер 52 переключается в нулевое состояние и в счетчике 56 оказывается зафиксированным число импульсов N генератора ударного возбуждения, эквивалентное длительности интервала между импуль Пакета импульсов совпадения в счетчике

35 с последующей перезаписью в регистру ссм топ и импульсом начала огибаю- 41 фиксируется число импульсов N, . ЩЈй пакета совпадения (фиг,2г).

По импульсу начала огибающей пакета совпадения в единичное состояние переключается так же триггер 15, отпирающий элемент И 23 для поступления импульсов генератора 3 ударного возбуждения на вход счетчика 36 и первый вход элемента И 29.

По импульсу конца огибающей пакета совпадений, формируемому на выходе формирователя 12, в нулевое состоя-

40

эквивалентное длительности огибающей второго пакета совпадения импульсов в стартовом канале с

Так как триггер 17 переключается по импульсам конца пакета огибающей импульсов совпадения, то в счетчике 40 с последующей перезаписью в регистр 44 будет зафиксировано число им пульсов Np1l эквивалентное длитель- 45 ности интервала между концами двух соние переключаются триггеры 15 и 16, а триггер 18 устанавливается в единичное состояние,

седних пакетов импульсов совпадения,

Запись информации с выхода счетчика 40 в регистр 44 осуществляется по импульсу с выхода счетчика 17, по зад- 50 нему фронту которого формирователем 19 формируется импульс обнуления счетчика 40,

При поступлении импульса Стоп

(фиг„2) запускается генератор 3 удар- „ ного возбуждения (фиг.2г), переключается в нулевое состояние триггер 4 и устанавливаются в единичное состояние триггеры 16 и 52.

уложившихся во временный интервал

М , II

О

между Старт и Стоп импульсами.

Переключение триггера 52 в единичное состояние отпирает элемент И 54 для прохождения импульсов с выхода генератора 3 ударного возбуждения на вход счетчика 560

Переключение триггера 16 отпирает элемент И 24 для поступления импульсов генератора 3 ударного возбуждения на второй вход элемента К 29.

Как и в стартовом, в стоповом канале на выходе элемента И 6 формируется пакет совпадения импульсов генератора 3 ударного возбуждения и импульсов генератора 1 опорной частоты. Формирователь 8 формирует импульс огибающей пакета импульсов, а формирователи 10 и 12 формируют соответственно импульсы начала и конца огибающей пакета совпадения импульсов,

По импульсу начала огибающей паке - та импульсов, формируемому на выходе формирователя 10, триггер 52 переключается в нулевое состояние и в счетчике 56 оказывается зафиксированным число импульсов N генератора ударного возбуждения, эквивалентное длительности интервала между импуль

ние переключаются триггеры 15 и 16, а триггер 18 устанавливается в единичное состояние,

При этом в счетчике 37 и регистре 42 оказьюается зафиксированным число импульсов Nai, эквивалентное длительности огибающей первого пакета совпадений в стоповом канале.

В результате формирования второго пакета импульсов- совпадения в счетчике 36 с последующей перезаписью в регистр 42 фиксируется число импульсов N

гг, эквивалентное длительности

огибающей второго пакета совпадения импульсов в стоповом канале о

В счетчике 38 фиксируется число импульсов эквивалентное временному интервалу, ограниченному импульсами концов первого и второго пакетов совпадений в стоповом канале

По импульсу с выхода триггера 18 информация с выхода счетчика 38 переписывается в регистр 43, а импульсом, сформированным формирователем 20 по : заднему фронту импульса с выхода триг гера 18 обнуляется счетчик 38„

По импульсу, формируемому на выхо- де формирователя 20, заканчивается цикл и формирование результата измерения временного интервала между импульсами Старт и Стоп.

Длительность измеряемого временного интервала определяется зависимостью с

Ч

tu,+ t,

+ t

2

01

Т. т -

А Л

число импульсов до середины пакета совпадения импульсов в стартовом канале;

период следования импульсов генератора 2 ударного возбуждения ;

период следования импульсов генератора 1 опорной частоты.

35

40

де tU| - временной интервал, опреде 25 ляемый целым числом импуль- сов генератора опорной час- тоты, укладывающимися в измеряемый интервал;

t - временные интервалы, изме- 30 ряемые в стартовом и стоповом каналах.

При этом величины 11 и t, опредеяются как

fci e nei(T, - Т0), де п

причем Т, 7 Т0,

- г noi(T о Т),

J принимает отрицате указывает на то, ч опережает один из и 50 и t - отрицательно

где п02 - число импульсов до середины пакета совпадения импульсов в стоповом канале; Т4 - период следования импульсов генератора 3 ударного возбуждения, причем Т07Тг. 5 пакетов совпадений

При этом величи ляются в результат импульсов совпадени стоповом каналах до

Так как длительность импульса паке та совпадения эквивалентна импульсу одиночного совпадения, то отсчет момента совпадения осуществляют по центТогда из зависим

ПЈ1

NP,

Тв

ральному импульсу совпадения Для з-ого величины п

01

и пс2 определяют из

зависимости

п01 N,,-N,i/2 + N;

N4t N2l/2 + NJ,

0

5

0

где N

и

N

и

N

21

N

11

N 0

N

5

0

количество импульсов в первом и втором пакетах совпадений в стартовом канале (фиг о 26);

количество импульсов в первом и втором пакетах совпадений в стоповом канале (фиг.2д); количество импульсов, подсчитанное за временный интервал от стартового импульса до импульса начала пакета совпадения; количество импульсов, подсчитанное за временной интервал от сто нового импульса до импульса начала пакета совпадения.

Nf 1. N 11 В случае, когда и

при и величины t, и t равны нулю и результат измерения определяется результатом подсчета счетчиком 39, т„е. величиной t4.

При измерении возможны также фазовые соотношения потоков импульсов в стартовом и стоповом каналах, при ко торых (фиг„268в) пакет совпадений полностью не реализуется, но и число импульсов в реализовавшейся ч&Јтиг пакета, не равно или Мц/2.

Для импульса на фиг.2

N ,Nji и

а для импульса 8 N

Ј ;

Nil

и п

01

и 2

принимает отрицательное значение, что указывает на то, что стартовый импульс опережает один из импульсов потока и t - отрицательно.

пакетов совпадений

пакетов совпадений

При этом величины t, и t определяются в результате наблюдения потоков импульсов совпадения в стартовом и стоповом каналах до появления новых

Тогда из зависимостей

Тв

Npi

tl

тг

п

определяют значения .-T./N. и t

n M VNp.

-n 01-T0/N0

1 Oi-io P« Ч ft

где Np, pNpa - количество импульсов, соответствующее периодам разностных частот в стартовом и стоповом ка- налах

Таким образом, благодаря организа ции пакетов импульсов совпадений точность измерения временных отрезков t1 и tj определяется не длительностью импульсов, действующих в процессе совпадения, а разностно-периодным квантом ДТ, что позволяет повысить точ- ность измерения.

Формула изобретения

Измеритель коротких временных интервалов, содержащий два генератора Ударного возбуждения, три элемента К, ва формирователя огибающей пакета (импульсов, два триггера, два счетчи- tca, три элемента задержки, две группы .элементов И, причем выходы перво- fo и второго генераторов ударного возбуждения соединены с первыми входайи соответственно первого и второго Элементов И, а информационные выходы йервого и второго счетчиков подключены к первым входам соответственно первой и второй групп элементов И, вторые входы-первой группы элементов И объединены и соединены с выходом Первого элемента задержки, а вторые Йыходы второй группы элементов И объединены между собой и соединены с выхо, Дом второго элемента задержки, отличающийся тем, что, с це- Лью повышения точности измерения, в Него дополнительно введены пять RS- Триггеров, два триггера со счетным входом, два формирователя импульсов начала огибающей пакета импульсов, два формирователя конца огибающей.; Пакета импульсов, десять элементов И, семь счетчиков импульсов, четыре регистра, две группы элементов И, два формирователя задних фронтов импуль-- сов, три элемента задержки, генератор опорной частоты, причем выход генератора опорной частоты соединен с вторыми входами первого, второго и шестого элементов И, первый вход последнего из которых подключен к прямому выходу третьего триггера, единичный вкод которого соединен с единичными

15

JQ

, 047212

входами четвертого и пятого триггеров, с шиной Старт и входом первого генератора ударного возбуждения, выход которого подключен к первому входу третьего элемента И, выход которого соединен со счетным входом третьего счетчика, а второй вход третьего элемента И подключен к прямому выходу четвертого триггера, нулевой вход которого соединен с выходом первого формирователя импульсов начала огибающей пакета импульсов и с единичным входом первого триггера, нулевой вход которого подключен к выходу первого формирователя импульсов конца огибающей пакета импульсов, нулевому входу пятого триггера, счетному входу первого счетного триггера и входу

20 первого элемента задержки, выход которого через четвертый элемент задержки соединен с установочным входом первого счетчика, счетный вход которого подключен к выходу четверто25 го элемента И, первый вход которого соединен с прямым выходом первого триггера, а второй вход подключен к выходу первого генератора ударного возбуждения и первому входу пятого

30 элемента.И, второй вход которого соединен с прямым выходом первого счетного триггера и через пятый элемент задержки с первыми входами третьей группы элементов И, вторые входы каждого из которых подключены к соответствующим информационным выходам четвертого счетчика, счетный вход которого соединен с выходом пятого элемента И, а вход установки в О через

40 первый формирователь импульса заднего фроюга подключен к выходу пятого элемента задержки, причем выходы первой и третьей групп элементов И соединены с информационными входами соответ- .

45 ственно первого и второго регистров, выход первого элемента И через первый формирователь огибающей пакета импульсов подключен к входам первых формирователей начала и конца огибающей

50 пакета импульсов, счетный вход третьего счетчика подключен к выходу третьего элемента К, а счетный вход шестого счетчика импульсов соединен с выходом седьмого элемента К, первый

55 55°Д которого подключен к выходу чет вертого элемента И, а второй вход подключен -к выходу восьмого элемента И, первый вход которого соединен с выходом первого генератора удар35

него возбуждения, а второй вход подключен к прямому выходу пятого триггера, шина Стоп подключена к единичным входам шестого и седьмого триггеров, нулевому входу третьего триггера и входу второго генератора ударного возбуждения, а прямой выход шестого триггера соединен с первым входом девятого элемента И, выход которого под ключей к счетному входу седьмого счетчика импульсов, а второй вход девятого элемента И соединен с первым входом второго элемента И, выход которого подключен к входу второго формирователя огибающей пакета импульсов нулевой вход шестого триггера подключен к единичному входу второго триггера и выходу второго формирователя импульса переднего фронта огибающей пакета импульсов, вход которого соединен с выходом второго формирователя огибающей пакета импульсов и входом второго формирователя импульсов заднего фронта огибающей пакета импульсов, выход которого подключен к нуле- вому входу седьмого триггера, счетному входу второго счетного триггера, входу второго элемента задержки и ну левому входу второго триггера, прямой выход которого соединен с первым входом десятого элемента И, второй

,вход которого подключен к первым вхо- дам одиннадцатого и двенадцатого

0

5

элементов Кик выходу второго генератора ударного возбуждения, выход десятого элемента И соединен со счетным входом второго счетчика и первым входом тринадцатого элемента И, выход которого подключен к счетному входу восьмого счетчика, а второй вход соединен с выходом двенадцатого элемента И, второй вход которого подключен к прямому выходу седьмого триггера, информационные входы третьего регистра соединены с соответствующими выходами второй группы элементов И, вторые объединенные входы которого соединены с выходом второго элемента задержки и через третий элемент задержки подключены к входу обнуления второго счетчика, информационные входы четвертого регистра соединены с соответствующими выходами четвертой группы элементов И, первые входы которых подключены к соответствующим выходам девятого счетчика, а вторые объединенные входы элементов И четвертой группы соединены через шестой элемент задержки с выходом второго счетного триггера и с вторым входом одиннадцатого элемента И, а через второй фор- 0 мирователь заднего фронта импульса подключены к входу обнуления девятого счетчика, счетный вход которого подключен к выходу одиннадцатого элемента И о

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в информационно-измерительных системах. Целью изобретения является повышение точности измерения путем определения момента совпадения разностно-периодным квантом. Цель достигается введением в измеритель коротких временных интервалов генератора 1 опорной частоты, триггеров 4, 13, 16, 51 и 52, формирователей 9 и 10 импульсов начала огибающей пакета импульсов, формирователей 11 и 12 импульсов конца огибающей пакета импульсов, счетных триггеров 17 и 18, элементов И 21 - 24, 26 - 29, 53 - 54, счетчиков 34, 37 - 40, 55 и 56, регистров 41 - 44, группы элементов И 32 и 33, формирователей 19 и 20 импульсов задних фронтов, элементов 45, 46 и 49 задержек, шин "Старт" и "Стоп". Измеритель содержит также генераторы 2, 3 ударного возбуждения, элементы И 5, 6 и 26, формирователи 7, 8 огибающих пакетов импульсов, триггеры 14, 15, элементы 47, 48 и 50, счетчики 35, 36, группы элементов И 30 и 31. 2 ил.