СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ИНТЕРВАЛОВ ВРЕМЕНИ МЕЖДУ ДВУМЯ ИМПУЛЬСНЫМИ СИГНАЛАМИ Советский патент 1974 года по МПК G04F10/04 

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть иснользовано при измерениях временных интервалов, заданных двумя импульсными сигналами.

По известному способу измерения инте|рвалов времени между двумя импульсными сигналами измеряют интервалы времени между выбранными б6льп:ими и меньшими значениями амплитуд А, Д и временные интервалы от моментов появления сигналов до выбранных меньших амплитудных значений. Затем измеряют интервал времени между сигналами на меньшем уровне амплитуд. Результаты измерений между сигналами и па фронтах сигпалов, между двумя уровнями амплитуд алгебраически суммируют и полученнь л результат принимается за истинное значение временного интервала Т.

Известный способ измерения характеризуется низкой точностью измерений временного интервала при случайных флуктуациях длительностей сигналов, задаюших временной интервал.

Цель изобретения - повышение точности измерения интервала времени между двумя импульсными сигналами при случайных флуктуациях длительностей сигналов, задающих временной интервал.

Для этого амплитуды каждого из импульсных сигналов, задаюш,их временной интервал.

разбивают на равное число уровней «, на одноименных уровнях между передними и задними фронтами импульсных сигналов измеряют интервалы времени, суммируют все измеренные интервалы, делят полученную суммарную величину на число уровней In и получают искомое значение переменного интервала.

На фиг. 1 приведен вариант блок-схемы устройства, реализуюш,его предлагаемый способ

измерения; на фиг. 2 - временная диаграмма, поясняюш ая предлагаемый способ измерения для случая трех уровней (); на фиг. 3 - временная диаграмма, поясняюшая предлагаемый способ измерения для случая

трех уровней при случайных флуктуациях длительностей сигналов.

Устройство, реализующее предлагаемый способ, содержит амплитудные дискриминаторы 1-6, измерители времени 7-12, сумматор

13 и делитель 14.

Предлагаемый способ поясняется временными диаграммами фиг. 2 и 3. Амплитуды V и ty импульсных сигналов А и Б, задающие временной интервал, разбивают на равное число уровней (в общем случае на я) /7, f/2, ..., Ln -RUi. . На одноименных уровнях сигналов it/I и Ui, Uz и Uz измеряют временные интервалы между передними фронтами импульсных сигналов TI, TZ, ..., Тп и временные интервалы между заданными фронтами TI, TZ, ..., Та . Результаты измерений интервалов на всех уровнях суммируют, делят полученную сумму на удвоенное число уровней измерения (2п) и получают искомое значение временного интервала пп ; + 1 Ti Рассматривают полученный результат Т при измерении временного интервала предлагаемым способом. Временные интервалы между передними фронтами сигналов TI, TZ, ..., Г„ и между задними фронтами Ti, Ту, .-., Т п - случайные величины. Величина Е - средняя арифметичес ая распределения случайной величины TI, TZ, ..., Тп. Среднюю арифметическую S Ti/n представляют следующим образом. 1 1 Выбирают срединное значение распределения слУчайной величины fl, т2,.../Тп заначало отсчета. В данном распределении срединное значение - это временной интервал (см. фиг. 3), измеренный на некоторых определенных уровнях амплитуд сигналов Н, Н. Тогда f Т i д j- -р , где Ati - разность между временным интервалом Т, изме|ренным на f-ом уровне, между передними фронтами и срединным значением Т (Ti-T). Аналогично средняя арифметическая случайной величины TI, Tzn, ..., Тп может быть представлена пп TI2 Д 1 1 , l t - -1 - временной интервал измерении между задними фронтами сигналов на выбранных уровнях; Ati - разность между временным интервалом на t-oM уровне, измеренным между задними фронтами и арединным значением Т . Результат измерения временного интервала предлагаемым способом можно представить .T,. iiA. 2 2п 2п Таким образом, результат измерения Т представляется в виде суммы временных интервалов, измеренных на выбранном уровне амплитуд сигналов (Т, Т), и временных интервалов, измеренных на фронтах сигнало (Ati, А(). Однако, сравнивая результаты Т и Т, можно сделать вывод, что временной интервал Т, полученный при измерении предлагаемым способом, гораздо ближе к «истинному значению измеряемого временного интервала. Действительно, оценка временного интервала в предлагаемом способе производится не по результатам однок|ратных измерений интервалов между сигналами и интервалов на фронтах сигналов, которые при случайных флуктуациях длительностей сигналов могут значительно отклоняться от истинных значений при каждом конкретном измерении, а по среднему арифметическому результатов измерения этих величин. Вариант блок-схемы устройства для реализации предлагаемого способа, приведенный на фиг. 1, соответствует случаю, когда для измерения используют три уровня амплитуды импульсных сигналов (). Входные сигналы поступают па амплитудные дискриминаторы 1-6. Дискриминаторы служат для запуска и остановки измерителей времени 7-12. Дискриминаторы 1, 2 и 3 срабатывают только по передним фронтам сигналов, а дискриминаторы 4, 5 и 6 - только по задним фронтам. Так диск|риминатор 1 срабатывает первый раз по переднему фронту импульсного сигнала А на уровне V, и вторично срабатывает по переднему фронту второго сигнала Б на уровне Vi. Аналогично на уровнях L/z, t/2 по переднему фронту срабатывает дискриминатор 2, а на уровнях Us, Us - дискриминатор 3. Диск|риминатор 4 срабатывает первый раз по заданному фронту сигнала А на уровне i/i и вторично по заданному фронту сигнала Б на уровне Ui. Соответственно дискриминаторы 5 и 6 срабатывают по задним фронтам сигналов на уровнях -Uz, Hz и f/3, Us. Каждый дискриминато|р при первом срабатывании запускает соответствующий измеритель времени, а при втором срабатывании останавливает его. Дискриминатор 1 запускает и останавливает измеритель 7, который измеряет интервал TI, дискриминатар 2 запускает и останавливает измеритель 8, который измеряет интервалы TZ, и т. д. Итак, пороги срабатывания дискриминаторов 1, 2 и 3 определяют времен„ые интервалы соответственно Т, TZ, TS, а пороги срабатывания дискриминаторов 4, 5, 6- интервалы Ti, TZ, Тз. Временные инте|рвалы TJ, TZ, TS измеряются измерителями 7, 8 и 9 соответственно, а интервалы Ti, Tz, Тз -измерителями 10, 11 и 12. Все полученные величины Г, TZ, Тз, TI, TZ, TS поступают на сумматор 13, а затем полученная суммарная величина - на делитель 14.

Предмет изобретения

Способ измерения интервалов времени между двумя импульсными сигналами, основанный на фиксировапии моментов пересечения сигналами заданных уровней и суммировании результатов измерений, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения при случайных флуктуациях длительностей импульсных сигналов, амплитуды каждого из импульсных сигналов разбивают на равное число уровней п, на одноименных уровнях между передними и задними фронтами импульсных сигналов измеряют интервалы времени, суммируют все измеренные интервалы, делят полученную суммарную величину на число уровней 2п и получают искомое значение временного интервала.

&iz