Устройство для измерения интервалов между последовательными временными метками Советский патент 1977 года по МПК G04F10/10 

1

Изобретение относится к электронно-измерительной технике и предназначено для измерения интервалов между носледовательными временпы.ми метками.

Известно устройство для измерения интервалов между последовательными временными .метками, содержащее генератор эталонны.х импульсов, компараторы, триггеры формирования, эле.менты И четной и нечетной групп, при этом прямые выходы триггеров фор.мирования подключены ко входам элементов И нечетной группы, а ииверсные выходы - к входам элемеитов И четной группы 1.

Однако при циклических процессах этому устройству свойственна погрешность от неидентичности амплитуд исходных .меток.

Известно также устройство для измерения интервалов между последовательными вре.менными метками, в котором исходные метки подаются на измерительный вход формирователя-компаратора, к опорному входу которого подключен источник эталонного напрял-сения. На выходе триггера, вход которого подключен к выходу компаратора, формируются вспомогательные интервалы между моментами синфазных переходов напряжения соседних меток через уровень эталонного напряжения. Выходы триггера соединены с входа.ми схем И, на другие входы которых подаются импульсы с выхода генератора эталонной

частоты заполнения. Иа выходах схем И присутствуют пачки импульсов, пропорциональные интервалам между исходными метками. Для диффереициации пачек и.мпульсов, соответствующих различным интервалам, могут использоваться фронты вспомогательных интервалов, подсчитываемые специальным счетчиком 2.

Однако это устройство обладает недостаточной точностью измерения.

С целью повышения точности измерения предлагаемое устройство для намерения интервалов между последовательными време ны.ми метками снабжено блоком измереиия,

запоминания и последующего воспроизведения амплитуд меток, многозвенным делителе.м напряжения, двумя дополнительными триггерами формирования, распределителе:. импульсов н двумя эле.ментамн ИЛИ, причем

выход блока измерения, заноминания и последующего воспроизведения амплитуд меток соединен с входом многозвенного делителя напряжения, а его вход - с первыми входа.ми компараторов, вторые входы которых подключены к вы.ходам многозвенного делителя напряжения, выходы первого и второго компараторов связаны с входами первого дополнительного триггера формирования, входы второго и третьего компараторов соединены с

входами второго дополнительного триггера

формирования, а выходы дополнительных триггеро формирования подключены к входам триггеров формирования, вход распределителя импульсов соединен с выходом генератора эталонных импульсов, а его выходы связаны попарно € входами элементов И обеих групп, выходы которых по группам объединены двумя элементами ИЛИ, выход каждого из которых является выходами устройства.

На чертеже представлена функциональная схема устройства для измерения интервалов между последовательными временными метками.

Устройство содержит генератор 1 эталонных импульсов, компараторы 2, 3 и 4, триггеры 5, 6, 7 и 8 формирования, элементы И 9-16 соответственно нечетной и четной групп. Прямые выходы триггеров 5, 6, 7 и 8 подключены ко входам элементов И 9, 10, 11 и 12 соответственно, а инверсные выходы - к входам элементов И 13, 14, 15 и 16. Устройство содержит также блок 17 измерения, запоминания и последующего воспроизведения амплитуд меток, многозвенный делитель 18 напряжения, два дополнительных триггера 19 и 20 формирования, распределитель 21 импульсов и два элемента ИЛИ 22 и 23.

Выход блока 17 соединен с входом многозвенного делителя напряжения, а вход - с первыми входами компараторов 2, 3 и 4, вторые входы которых подключены к выходам многозвенного делителя напряжения. Выходы первого и второго компараторов 2 и 3 связаны с входами первого дополнительного триггера 19, а выходы второго и третьего компараторов 3 и 4 соединены с входами второго дополнительного триггера 20. Выходы дополнительного триггера 19 -соединены с входами триггеров 5 и 6, а выходы дополнительного триггера 20 - с входами триггеров 7 и 8. Вход распределителя импульсов соединен с выходом генератора 1 эталонных импульсов, а его выходы попарно связаны с входами элементов И 9-16 обеих групп, их выходы но группам объединены двумя элементами ИЛИ 22 и 23, выход каждого из которых является выходом устройства.

Работает данное устройство для измерения интервалов между последовательными временными метками следующим образом.

На входы компараторов 2, 3 и 4 с выходов многозвенного делителя напряжения подаются опорные уровни напряжения, а на измерительные входы этих компараторов поступают исходные метки. В моменты перехода меток через опорные уровни изменяются состояния выходов компараторов 2, 3 и 4 и управляемых ими триггеров 19 и 20. Поскольку в изменении состояний каждого из дополнительных триггеров 19 и 20 участвуют два компаратора (соответственно компараторы 2,3 и 3,4) различных уровней, то реализуется гистерезисное формирование меток, исключающее ложное срабатывание.

Фронты выходных

сигналов дополнительных триггеров 19 20 изменяют состояние

триггеров 5,6 и 7,8 соответственно. Стробы на выходах триггеров 5,6 и 7,8 представляют собой вспомогательные частные интервалы между соседними парами меток, сформированные на различных уровнях, причем стробы на прямых выходах этих триггеров принадлежат к нечетным интервалам, а на инверсных выходах - четным интервалом между метками.

С по.мощыо элементов И 9-12 и 13-16 соответственно нечетной и четной групп производится заполнение каждого из частных интервалов одной из производных разнесенных серий импульсов заполнения, при этом в каждой из групп формируются частные пакеты импульсов, которые су ммируются по группам при помощи двух схем ИЛИ 22 и 23 (суммирование реализуется благодаря тому, что импульсы частных пакетов разнесены во времени). Суммарные пакеты на выходах схем ИЛИ 22 и 23 пропорциональны соответственно нечетным и четным интервалам между исходными метками.

В качестве эталонного напряжения в устройстве может использоваться некоторое фиксированное напряжение, не превышающее минимальной из амплитуд меток.

При циклических процессах и необходимости устранения 1;огреилности от неидентичности амплитуд меток в качестве эталонного напряжения может использоваться ступенчатое напряжение, которое в окрестности каждой метки равно амплитуде этой метки. Источник такого эталонного напряжения представляет собой блок измерения, запоминания и последующего воспроизведения амплитуд исходных меток, нодаваемых на его вход. Измерение и запоминание реализуются в предварительном калибровочном цикле, воспроизведение - в измерительных циклах.

Формула изобретения

Устройство для измерения интервалов между носледовательными временными метками, содержащее генератор эталонных импульсов, компараторы, триггеры формирования, элементы И четной и нечетной групп, причем прямые выходы триггеров формирования подключены к входам элементов И нечетной группы, а инверсные выходы - к входам элементов И четной группы, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено блоком измерения, заноминания и носледующего воспроизведения амплитуд меток, многозвенным лЧелителем напряжения, двумя дополнительными триггерами формирования, распределителем импульсов и двумя элементами ИЛИ, причем выход блока измерения, запоминания и последующего воспроизведения амплитуд меток соединен с входом многозвенного делителя напряжения, а его вход -с первыми входами компараторов, вторые входы которых подключены

к выходам многозвенного делителя напряжения, выходы первого и второго компараторов связаны с входами первого дополнительного триггера формирования, выходы второго и третьего компараторов соединены с входами второго дополнительного триггера формирования, а выходы дополнительных триггеров формирования подключены ко входам триггеров формирования, вход распределителя импульсов соединен с выходом генератора эталонных импульсов, а его выходы связаны попарно со входами элементов И обеих

групп, выходы которых по группам объединены двумя элементами ИЛИ, выход каждого из которых является выходом устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе изобретения:

1.В. М. Шляндин «Цифровые измерительные преобразователи и приборы. Высшая школа, М., 1973, стр. 197-198.

2.«Основы построения автоматизированных систем контроля сложных объектов под

ред. П. И. Кузнецова, Энергия, М., 1969, стр. 89-93.

Вход

Выхад

BtrlXPff