Рециркуляционный измеритель длительности импульсов Советский патент 1991 года по МПК G04F10/04 

г

(Л

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для построения цифровых измерителей интервалов времени. Целью изобретения является увеличение точности измерения. Рециркуляционный измеритель длительности импульсов содержит логический элемент ИЛИ 1, элемент И 2, счетчик 4 числа циркуляций, элемент 5 задержки. В измеритель введены элемент И 3, генератор 6 счетных импульсов, счетчик 7 импульсов, формирователь 8 импульсов. Введение новых элементов и возникновение новых связей приводит к достижению цели изобретения. 2 ил.

г-Э

35 55

ел

3166

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано дпя построения цифровых измерителей интервалов времени.

Цель изобретения - повышение точности измерения за счет уменьшения методической ошибки.

На фиг. 1 представлена структурная схема измерителя; на фиг. 2 - диаграммы, поясняющие работу измерителя.

Измеритель содержит логический элемент ИЛИ 1, второй вход которого является входом измерителя, а выход соединен с первым входом логического элемента И 2, выход которого подключен к первому входу логического элемента И 3, к входу счетчика 4 числа циркуляции и через элемент 5 задерж- ки - к первому входу элемента ИЛИ 1, другой вход счетчика 4 числа циркуля- ций соединен с входом устройства, а выход - с вторым входом элемента И 2, второй вход элемента И 3 подключен к выходу генератора 6 счетных импульсов, а выход элемента И 3 - к входу счетчика 7 импульсов, другой вход которого соединен через формирователь 8 импульсов с входом устройства.

Измеритель работает следующим образом.

Измеряемый импульс положительной полярности (фиг. 2а) длительностью 6Х поступает на вход установки счетчи- ка 4, устанавливая его в исходное состояние, и на формирователь 8, который по переднему фронту измеряемо- То сигнала формирует короткий импульс положительной полярности, поступающий На вход сброса счетчика 7, устанавли- Вая его каскады в нулевое состояние (фиг. 2в). Одновременно измеряемый Импульс поступает на первый вход элемента ИЛИ 1, на втором входе которого в данный момент присутствует сигнал

уровня логического О, разрешающий прохождение измеряемого импульса на выход элемента ИЛИ 1.

С выхода элемента ИЛИ 1 импульс Поступает, на первый вход элемента И 2 на втором входе которого присутствует сигнал уровня логической 1 (фиг.26) с выхода счетчика 4 (указанный сигнал может быть получен, например, с инверсного выхода одного из каскадов счетчика 4), разрешающий прохождение импульса через элемент F 2. Сигнал с выхода элемента И 2 задерживается Элементом 5 задержки на время Ј (причем и i- макс ) и поступает на второй вход элемента ИЛИ 1. Поскольку на первом входе элемента ИЛИ 1 после окончания входного сигнала Јл присутствует уровень логического 0 то задержанный импульс длительностью t« появляетЛ

ся на выходе элемента ИЛИ 1.

Процесс циркуляции измеряемого импульса с периодом повторения Ј происхдит по замкнутому контуру (элемент ИЛИ 1, элемент И 2, элемент 5 задержки) аналогично описанному выше первому циклу (фиг, 2г). Количество циркуляции измеряемого импульса подсчитывается с выхода элемента И 2 счетчиком 4 по заднему фронту циркулирующего импульса. Срыв циркуляции происходит при появлении на втором входе элемента И 2 запирающего уровня (уровня логического О) с выхода счетчика

4(фиг. 2б) после подсчета заданного числа п циркулирующих импульсов.

В процессе циркуляции каждый из сигналов с выхода элемента И 2 поступает на первый вход элемента И 3, на второй вход которого поступают счетные импульсы с генератора 6 (фиг. 2д), Количество счетных импульсов N с периодом TC t совпадающих с циркулирующий импульсами и прошедших на выход элемента И 3 (фиг. 2е), фиксируется счетчиком 7. Таким образом, в счетчике 7 после окончания циркуляции записан код, соответствующий суммарному количеству счетных импульсов, что эквивалентно измерению растянутого в п раз интервала Јч. При этом, поскольку отсутствует синхронизация между частотой повторения счетных импульсов и частотой циркуляции (определяемой величиной задержки сигнала в элементе

5задержки), то, во-первых, повторяющиеся парциальные измерения циркулирующих импульсов можно считать независимыми, во-вторых, на каждый 1-й

(i 1, п) измеряемый импульс циркуляции приходится различное число (N; та или N- m + 1) счетных импульсов, отличающееся на 1. Число, записанное в счетчике 7 по окончании цирп

куляций, равно N L.M . Натематичес i

кое ожидание длительности импульса равно

СЈХ Р0- та Тсц + Р, (га + 1)ТеЧ , где Р0 и Р - вероятности совпадения с измеряемым импульсом га + t счетных импульсов соответственно.

Вероятности Р,

5 и Р.

0 n j , определяются как отношения числа событий к числу

испытаний: Р„

К.Ч п

ЗР,- г„еквчисло событий; соответствующее совпадению измеряемого интервала Јх с п счетными импульсами; Kt - число событий, соответствующее совпадению интервала JX с лп+1 счетными импульсами. Таким образом,

Ко п

,

К, п

или

х сч, так как N KQm + + К, (in + 1) .

Если существует необходимость представить результат измерения длительности интервала числом периодов счетных импульсов (Јх В-ТСЧ , где В - вещественное число), операция деления на п может быть организована переносом десятичной запятой в кас7 на 1 либо,

после окончания счета, сдвигом содержимого двоичных разрядов счетчика 7 на 1-разрядов влево при п 2. Как следует из (1), длительность интервала представлена нецелым числом периодов счетных импульсов, из чего еле-

кадах десятичного счетчика разрядов влево при п 10 ,

1661715

25

д35

дует, что разрешающая способность измерителя значительно меньше периода счетных импульсов. Таким образом, , для предлагаемого измерителя возможно измерение временных интервалов Оц, существенно меньших периода счетных импульсов Тсц .

Ю Формула изобретения

Рециркуляционный измеритель длительности импульсов, содержащий элемент ИЛИ, второй вход которого являет15 ся входом устройства, а выход подклю- чен к первому входу элемента И, выход которого соединен с входом счетчика числа циркуляции и через элемент задержки с первым входом элемента ИЛИ,

20 отличающийся тем, что, с целью увеличения точности измерения, в него введены генератор счетных импульсов, второй элемент И, счетчик импульсов и формирователь импульсов, вход которого соединен с входом устройства, а выход - с входом сброса счетчика импульсов, счетный вход которого соединен с выходом второго элемента И, второй вход которого подключен к выходу генератора счетных импульсов, а первый вход - к выходу первого элемента И, причем второй вход счетчика числа циркуляции соединен с входом устройства, а выход - с вторым входом первого элемента И.

30

z

Hi

Фиг. 2

n

t