ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ Советский патент 1974 года по МПК G04F10/04 

1

Изобретение относится к электронному ириборостроению и может быть использовано в современной технике при исследовании быстро нротекающих процессов.

Известны измерители временных интервалов, содержащие кварцевый автогенератор образцовой частоты, два верньерных генератора ударного возбуждения, две схемы совпадения, два верньерных счетчика импульсов, главный счетчик имнульсов и электронные ключи. Период повторения выходных имнульсов генератора образцовой частоты Го отличается от периодов повторения выходных импульсов верньерных генераторов Гв на относительно малую величину AT, которая определяет погрешность измерения прибора.

Запуск верньерных генераторов ударного возбуждения осуществляется с помощью входных электрических сигналов, между которыми измеряется временной интервал.

Измеряемый временной интервал райбивается на три временных отрезка: отрезок ti - от первого входного сигнала до следующего за ним импульса генератора образцовой частоты; отрезок 2 - от данного первого импульса генератора образцовой частоты до последнего импульса генератора образцовой частоты, после которого следует второй входной сигнал; отрезок /з - от последнего импульса

генератора образцовой частоты до второго входного сигнала.

В известном верньерном измерителе времен1ных .интервалов временной отрезок га определяется методом прямого счета путем соответствующего заполнения главного счетчика импульсами генератора образцовой частоты и умножения полученного числа П2 на пернод колебаний Го, а временные отрезки /i и 4 определяются верньерным методом путем подсчета чисел импульсов Я и п верньерных генераторов до их совпадения с импульсами генератора образцовой частоты и умножения полученных значений на величину AT. При этом измеряемый интервал онределяется по следующей формуле

/„3M /Zi/o-j- (П2+Лз).Дг

Однако известные измерители временных интервалов имеют сложную электрическую схему, ограниченную точ-ность .измерения из-за возможности температурных изменений частот верньерных генераторов различных знаков, возможность сбоя показаний прибора при неблагоприятном совпадении одного из входных сигналов с некоторым из импульсов генератора образцовой частоты из-за иросчета этого импульса главным счетчиком. Под

неблагоприятным совпадением нодразумевается случай, когда момент отпирания ключа, пропускающего импульсы генератора образцовой частоты на главный счетчик, совпадает с задииМ фр101нто1М импульса генератора образдовой частоты.

С целью уменьшения температурной погрешности и исключения случаев просчета импульсов генератора образцовой частоты в соответствующем счетчике в предлагаемый измеритель введены два триггера с раздельными и счетными входами и три схемы «И, которые включены на входах счетчиков, причем первый триггер, на один из входов которого поданы пусковой и столовый импульсы, последовательно соединен с верньерным генератором, выход которого соединен со второй и третьей схемами «И, вход первой схемы «И соединен с генератором эталонной частоты, выход схемы совпадения подключен к входам обоих триггеров, первый выход триггера со счетным входом соединен с первой и третьей схемами «И, а второй его выход - со второй схемой «И.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого измерителя временных интервалов; на фиг. 2 - график прохождения сигналов.

Измеритель содерл ит согласующие каскады 1, 2, обеспечивающие формирование входных сигналов в виде электрических импульсов требуемой амплитуды и длительности, статический триггер 3 с раздельными входами, опрок1идываемый выходными сигналами согласующих каскадов и обеспечивающий запуск верньерного LC - генератора 4 ударного возбуждения, схе.му совиадения 5, на входы которой поступают выходные импульсы генератора 4 ударного возбуждения и генератора

6образцовой частоты, статический триггер

7со счетным входом, обеспечивающий управление электронными ключами (схемами «И 5, Я W), счетчики импульсов ,//, 12, 13, на входы которых поступают выходные импульсы верньерного генератора и генератора образцовой частоты.

Первый входной сигнал а (фиг. 2), сформированный согласующим каскадом 1 в виде импульса требуемой величины, переключает триггер 3 из состояния «О в состояние «I. Выходной сигнал в триггера 3 вызывает запуск верньерного генератора 4 ударного возбуждевия, на выходе которого появляются электрические сипналы с периодом павторения Гв. Электрические сигналы верньерного генератора через нормально открытый ключ 9 поступают на вход счетчика 12 и на первый вход схемы совпадения 5, на второй вход которой поступают импульсы е генератора 6 образцовой частоты, имеющие период повторения То.

При совпадении во времени некоторого импульса верньерного генератора и соответствующего импульса генератора образцовой частоты срабатывает схема совпадений 5 и на ее выходе появляется электрический импульс д вызывающий переброс триггера 7 из состояния «О в состояние «1 и триггера 3 из состояния «1 в состояние «О. Выходным сигналом ж триггера 7 закрывается ключ 9 и открываются ключи 8, 10. К моменту запирания ключа 9 в счетчике 12 накапливается rtj импульсов верньерного генератора. При этом генератор 4 ударного возбуждения включается, а на вход главного счетчика // через ключ 8 поступают импульсы генератора образцовой

0 частотыВторой входной сигнал б (фиг. 2), сформированный согласующим каскадом 2 в виде вмпульса т)ребуемой величины, снова переключает триггер 3 из состояния «О в состояние

5 «1. Выходной сигнал триггера 3, соответствующий второму входному сигналу, вызывает повторный запуск верньерного генератора 4 ударного возбуждения. Выходные импульсы г верньерного генератора 4 проходят через ключ

0 10 на вход счетчика 13 и поступают на первый вход схемы совпадения 5. При совпадении импульсов верньерного генератора 4 и импульсов генератора 6 схема совпадения 5 срабатывает, на ее выходе появляется второй сигнал д

,5 (фиг. 2), который переключает триггер 7 из состояния «1 в состояние «О. При этом выключается верньерный генератор 4, запираются ключи 8 н 10, и поступление импульсов на входы всех счетчиков прекращается. К моменту запирания ключей 8 и 10 в счетчике // накапливается Я2 импульсов генератора 6 образцовой частоты, а в счетчике 13 накапливается Пз импульсов верньерного генератора 4.

Измеренный интервал времени между пер5 вым и вторым выходными сигналами может быть выражен следующим образом через числа импульсов Пь «2, Пз, накопленных в счетчиках //, 12, 13 И периодах повторения импульоав верньерного генератора и генератора об0 разцовой частоты Тв и Го.

Врембвной интервал от первого входного сигнала до момента второго срабатывания схемы совпадения 5 можно представить через временные отрезки t, t, t, показанные на

5 фнг. 2. При этом измеряемый интервал времени иам может быть выражен следующим образом.

нзм 1 +

Из приведенных на фиг. 2 графиков с уче0 том принципа действия нониусного преобразователя видно, что

ti HiTs; tz nzTo; t3

изк П Тв-}-П2То-ПзТв (ni+Hz-Пз) +(«3-яОАГ.

При составляющая погрешности прибора, определяемая температурой нестабильностью ча1стоты верньерного генератора, компенсируется полностью, а при П1 й «з-частич0 но. Возможность просчетов импульсов генератора образцовой частоты в главном счетчике 12 полностью исключена, так как моменты отпирания ключа 8 точно синхронизированы по времени с соответствующими импульсами ге5 нератора образцовой частоты.

Предмет изобретения

Измеритель временных интервалов содержащий генератор эталонной частоты и верньерный генератор ударного возбуждения соединенные со схемой совпадения и три счетчика имнульсов, отличающийся тем, что с целью увеличения точности измерения, введены два триггера с раздельными и счетными входами, и три схемы И, которые включены на входах счетчиков, нричем иервый триггер

на один из входов которого поданы пусковой и стоповый импульсы, последовательно соеди«ен с вериьер1ным генератором, ВЫход которого соединен со второй и третьей схемами «И, вход первой схемы «И соединен с генератором эталонной частоты, выход схемы совпадения подключен к входам обоих триггеров, первый выход триггера со счетным входом соединен с первой и третьей схемами «И, а второй его выход -со второй схемой «И.

ие-1