Синтезатор временных интервалов Советский патент 1991 года по МПК G04F10/06 

fe

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для проверки фазовой и временной погрешностей фазометров и измерителей временных интервалов. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей. Цель в синтезаторе временных интервалов достигается введением коммутаторов 10 - 12. Кроме того, синтезатор содержит опорный генератор 1, делители 2, 3 частоты, блоки 4, 5 фазовой автоподстройки частоты, формирователи 6, 7 импульсов, триггерный преобразователь 8 частоты, цифровой измеритель 9 временных интервалов, блок 13 управления. 4 ил.

О

2

О СЯ v|

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано в составе автоматизированных информационно-измерительных систем для поверки фазовой и временной погрешностей фазометров и измерителей временных интервалов.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за Счет возможности агрегатирования в автоматизированных системах и автокоррекции погрешностей.

На фиг. 1 - структурная схема синтезатора временных интервалов; на фиг. 2 - пример структуры блока управления на базе микроЭВМ; на фиг. 3 - состав управляющих и информационных сигналов для обмена с ЭВМ; на фиг. 4 а-д - блок-схема алгоритма работы синтезатора временных интервалов.

Синтезатор временных интервалов (фиг. 1) содержит опорный генератор 1 (ОГ). делители 2, 3 частоты с предварительной установкой (ДЧ с ПУ), блоки 4, 5 фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), формирователи 6, 7 импульсов (ФИ), триггерный преобразователь 8 частоты (ТПЧ), цифровой измеритель 9 временных интервалов (ЦИВИ), первый 10, второй 11, третий 12 коммутаторы, блок 13 управления

Выход опорного генератора 1 соединен через делитель 2 частоты с первым входом ФАПЧ 4, через делитель 3 частоты с первым входом ФАПЧ 5 и непосредственно соединен с вторыми входами ФАПЧ 4, 5 и первым входом триггерного преобразователя 8, выход первого ФАПЧ 4 соединен с входом формирователя 6, выход второго ФАПЧ 5 соединен с входом формирователя 7, выходные шины блока 13 управления соединены с соответствующими информационными входами делителей 2, 3 частоты, с соответствующими информационными входами цифрового измерителя 9 временных интервалов, с соответствующими входами коммутаторов 10-12. выходы формирователей 6, 7 являются выходными шинами синтезатора и соединены с соответствующими входами коммутатора 10, выходы которого соединены с соответствующими входами . триггерного преобразователя 8, первый второй выходы которого соединены соответственно с первыми и вторыми входами коммутаторов 11, 12, выходы которых соединены с соответствующими измерительными входами цифрового измерителя 9 временных интервалов, вход запуска которого соединен с тактирующим выходом коммутатора 11.

Состав выходных шин блока 13 управления приведен на фиг. 3.

Устройство работает следующим образом.

Группа блоков, состоящая из опорного генератора 1 и двух делителей 2,3, представляет собой двухканальное низкочастотное устройство, которое выдает два синхронных сигнала низкой частоты, между которыми можно дискретно регулировать фазовый сдвиг от 0 до In, с дискретом

27T/N, где N - коэффициент деления делителей 2, 3. Заданный на низкой частоте фазовый сдвиг затем переносится на высокую частоту двухканальной системой ФАПЧ 4,5, на выходе которой установлены формирователи 6,7, преобразующие выходные сигналы ФАПЧ в измерительные импульсы с короткими фронтами, обозначающими границы временного интервала.

Временной интервал, заданный на выходе синтезатора, трансформируется затем на низкую промежуточную частоту

fn4 faux - for,

где Твых - частота выходного сигнала ФАПЧ;

for - частота опорного генератора 1 с помощью двухканального триггерного преобразователя 8 При этом происходит увеличение масштаба временного сдвига пропорционально коэффициенту преобразования частоты

Грч К Гвых .

гдеК

fewx

пч

35

Затем увеличенный временной интервал измеряется цифровым измерителем 9 временных интервалов, который выдает результат измерения в цифровом коде на шину данных в блок 13 управления, в котором происходит обработка результата измерения, сравнение с номинальным значением

заданного временного сдвига, определение поправки к коду задаваемого сдвига и предварительная установка коэффициента деления делителей 2, 3 с учетом поправки на рассчитанную погрешность.

Для того, чтобы устранить влияние собственного дрейфа триггерного преобразователя 8 и цифрового измерителя 9 программа управления (фиг. 4) осуществляется в три этапа:

Этап 1. Начальная калибровка цифрового измерителя 9. Производится путем переключения одного из коммутаторов 11 или 12. При этом на оба входа измерителя 9 подается один и тот же сигнал промежуточной частоты, т.е. на выходах измерителя 9 создается нулевой сдвиг, а затем через шину управления блока 13 подается импульс сброса. Следовательно, измеритель 9 приводится в состояние готовности к следующим измерениям.

Этап 2. Начальная калибровка самого синтезатора. Переключенный коммутатор возвращается в исходное положение и по Цепи запуска выдается импульс, по которому производится первое измерение преобразованного интервала времени, куда входит разность Are собственных задержек каналов триггерного преобразователя 8

Г1 Гпч + А ТВ К Гвых + ДТ8

Далее производится одновременное переключение всех трех коммутаторов 10 - 12, в результате чего происходит перекрестное переключение каналов преобразователя 8, снова подается импульс запуска измерителя 9 и производится второе измерение, куда разность входит с обратным знаком

Г2 Гпч - АГ8 К Гвых - АТ8 .

Очевидно, что для определения истинного значения начального сдвига Г0 на выходе синтезатора блоку 13 достаточно произвести вычисление

Г1 + Г2

Го

2К

К Гвых + АГ8 + К Гвых + ДГ8

2 К

- Гвых ,

т.е. таким образом определить поправку на начальный сдвиг и занести ее в память.

Этап 3. Синтез временного интервала. На этом этапе блок 13 вносит поправку на начальный сдвиг в код номинала задаваемого сдвига, вводит откорректированный код в делители частоты 2,3с программной установкой циклов деления. Таким образом, задается требуемое значение временного интервала. В дальнейшем осуществляется отслеживание дрейфа нуля путем периодического повторения всех трех этапов. При этом постоянно контролируется правильность синтеза.

Место программируемого синтезатора временных интервалов в структуре информационно-измерительной системы, выполненной, например, из стандартных узлов семейства микро- и миниЭВМ Электроника иллюстрирует фиг. 2 На фиг, 3 показаны реальные сигналы в шинах данных и шинах управления и направления обмена при использовании 16-разрядного МП и стандартного, приборного интерфейса, где дополнительно обозначено: гНОм - номинальное значение временного интервала; гре- реально измеренное значение интервала; в - сигнал высокого логического уровня.

Общий алгоритм работы программируемого синтезатора временных интервалов включает дополнительно режим подготовки

к работе и документирования результатов выполнения программы обслуживания всей автоматизированной системы. Один из вариантов алгоритма реализуется на

фиг. 4а - 4д.

Введение новых элементов и связей в известное устройство позволяет полностью исключить дрейф нуля каналов синтезатора, что свидетельствует о повышении точности

калибровки временных интервалов.

Формула изобретения

Синтезатор временных интервалов, содержащий два делителя частоты, два блока фазовой автоподстройки частоты, два формирователя импульсов, триггерный преобразователь частоты, цифровой измеритель временных интервалов, блок управления,

опорный генератор, выход которого через первый делитель частоты соединен с первым входом первого блока автоподстройки частоты, через второй делитель частоты со единен с первым входом второго блока автоподстройки частоты и непосредственно - с вторыми входами первого и второго блоков фазовой автоподстройки частоты и первым входом триггерного преобразователя частоты, выход первого блока автоподстройки частоты соединен с входом первого формирователя импульсов, выход которого соединен с первой выходной шиной синтезатора, вторая выходная шина которого соединена с выходом второго формирователя

импульсов, вход которого соединен с выходом второго блока фазовой автоподстройки частоты, информационные входы первого и второго делителей частоты и информацион ный выход и вход сброса цифрового измерителя временных интервалов соединены с соответствующими шинами данных блока управления, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены три коммутатора, при этом выходы перпого и второго формирователей импульсов соединены с соответствующими входами первого коммутатора, первый и второй выходы которого соединены соответственно с вторым и

третьим входами триггерного преобразователя, первый выход которого соединен с первыми входами второго и третьего коммутаторов, вторые входы которых соединены с вторым выходом триггерного преобразователя, измерительные входы цифрового измерителя временных интервалов соединены с выходами второго и третьего коммутаторов, тактирующий выход второго коммутатора соединен с входом запуска цифрового измерителя временных интервалов, входы управления первого, второго и третьего коммутаторов соединены с соотСимвольный, дисплей.

(5ИЭ 00 O/J

Г

-..дГ --ц..

t1a.eu..jbHnu teastcui

Ж

ж

ПЗУ ПП1

ОЗУ

ni

L

f3

ветствующими выходами шины данных блока управления.

липу

„Cottu.1, 260

НГМД

Р1.Х45П

ftujf/ 9- ЭВМ

а

ft

titm. tfxptuf najtbiooasne-fSi

иг

it

Синтеза/пар ВИ СВИ

Шкершплль ВИ ИВН

Программа задержка, на. прогрев

О&ций оброс РК-0

I

Выдать сигнал „В

КАЛИБРОВКА ЦИВИ

Выдать CU&SOL „В1 „cSpoc ЦИВИ

Переход В измерений.

Выдать g CBH xty, СоотДетстА/юацш,

Т™-О

Фиг 4а

Режим пядгог

-I

го8

тобхи.

и

Режим кллидро&ки, ЦИВИ

Режин

(08) КАЛиЯрО&Ш

СВИ

Вбод кода. Л7 ЦИВИ S ЭВМ

Видалгь сигнал В коммутации ТПЧ

Выда. Пб 8 СЗИ хо$. соот8&п&пЈ1/к щий, nofT ®

У&п&#зЈалгА нормальный уро&ехь сизнаию. коммутацией ГПУ

Вы.чиЈльипб Кш + 2

J7 . bS

Примечание:

г u ftajra &М 2

К- коу начальною у4им СВИ

КОР - корректирую - щвл п&ум&ка °9У Тнол

Г Выдача, ко. терчанеиг cooSufe uJt /tG/rtSoSesnt/rw о ъотавмосггъи. СВИ к про8е9 мик ujttepettuu.

-1

Запрос /т tSoy nayxMnpoS сшлъсал

в fUAS0to&o рез симе: /. М - VUCJIQ за#Ав иеньсх. ВИ. 3. Тв - шлг to Spe/«e u..

/

vjD

I

1

Фиг iiB

Куст Кт+2 С-КОР

Передать код К уст g СВИ

Ввод кода. К ре Ј ЭВМ

Ъыфапь ciuffaur „8 коммутации ТПЧ

Кус/п Куст.

Htm

(35) Фиг 4г

S/&nA#oStvnA нормальный уровень сиг-i ала хс мут-ацаи ГПЧ

дч

Примеч : С1 - допусти, - «cut погресилость

К ре на. печать

/Bbiya.va на сооКщенил I о конце и.ихла. илнерешй. /

рмальный уровень т-ацаи ГПЧ

Kfpe К2рв

РК- Kr-Kp, |