Устройство для измерения временных интервалов Советский патент 1979 года по МПК G04F10/04 

1

Изобрет ение относится к импульсной измерительной технике и предназначено для измерения временных параметров цепей в наносекундном диапазоне, в частности для измерения импульсных и динамических параметров полупроводниковых приборов.

Известно устройство для измерения динамических параметров полупроводниковых приборов, построенное на основе стробоскопического метода преобразования 1. Временные интервалы измеряются с помощью двухканального стробоскопического преобразователя импульсных сигналов.

Недостатком такого устройства является низкая точность измерений.

Наиболее близко к предлагаемому изобретению устройство для измерения временных интервалов, содержаидее задающий генератор, формирователь импульсов, блок автосдвига стробимпульсов, генератор стробимпульсов, стробоскопические преобразователи, коммутатор, блок управления и переходной разъем 2.

Недостатком такого устройства для измерения временных интервалов является низкая точность измерений, которая составляет

3-4°/о в диапазоне измеряемых временных интервалов 3-10000 не.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Это достигается тем, что в устройство для измерения временных интервалов, содержащее задающий генератор, формирователь импучПьсов, выход которого соединен че)ез переходный разъем с первым и со вторым входами коммутатора, третий вход которого соединен с первым выходом-блока управления, второй выход которого подключен к первому входу блока автосдвига стробимпульсов, выход которого через генератор стробимпульсов соединен с первым входом стробоскопического преобразователя, второй вход которого подключен к третьему выходу блока управления, а третий вход стробоскопического преобразователя соединен с выходом коммутатора, введены счетчик импульсов, первый, второй и третий элементы И, причем выход первого элемента И соединен с входом формирователя импульсов, а первый вход первого элемента И подключен к выходу задающего генератора, входу счетчика импульсов и к первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен со вторым входом первого элемента И и с одним из выходов счетчика импульсов, остальные выходы которого поразрядно, через третий элемент И соединены с третьим входом второго элемента И, выход которого подключен к второму входу блока автосдвига стробимпульсов, а четвертый выход блока управления соединен с управляющим входом третьего элемента И.

На чертеже дана структурная схема предлагаемого устройства для измерения временных интервалов.

Устройство для измерения временнных интервалов содержит задающий генератор 1, счетчик 2 импульсов, элементы И 3-5, формирователь 6 импульсов, блок 7 автосдвига стробимпульсов, генератор 8 стробимпу.тьсов, стробоскопический преобразователь 9, коммутатор 10, переходной разъем 11 и блок 12 управления.

Устройство для измерения временных интервалов работает следующим образом.

С задающего генератора 1 на вход счетчика 2 поступают импульсы высокой частоты, которые, проходя через программируемый эле.мент И 3, задерживаются относительно выходного импульса последнего триггера счетчика 2 (в зависимости от требуемой задержки, задаваемой сигналом с блока 12). Эти импульсы имеют строго калиброванную дискретность задержки, равную периоду генератора 1. Пройдя через элемент 5, импульсы поступают на вход блока 7, и запускают его, а импульсы с выхода счетчика 2, пройдя через элемент И 4, запускают формирователь 6 импульсов. Необходимым условием нормальной работы устройства является то обстоятельство, что дискретность калиброванной задержки должна перекрываться диапазоно.м задержки, выдавае.мой блоком 7.

При отыскании начальной точки отсчета измеряемого временного интервала, устройство подключено к входам контролируемой схемы через переходной разъем 11. По программе с блока 12 строби 1пульс сдвигается посредством счетчика 2 и элемента И 3 (калиброванная задержка) относительно измеряемого импульса с дискретного сдвига, равной периоду генератора 1 до момен; та превыщения уровня, соответствующему началу отсчета. По сигналу стробоскопического преобразователя 9, фиксирующему преБыщение уровня отсчета, блок 12 переводит программируемыми .элемент И,3 в положение, соответствующее предыдущему стробимпульсу, т. .е. происходит сброс последней дискретности - грубое определение начальной точки отсчета, и более точное отыскание начальной точки осуществляется блоком 7 внутри сброщенной дискретности.

После нахождения начальной точки отсчета коммутатор 10 переключает устройство с входа на выход контролируемой схемы. Аналогично осуществляется отыскание конца измеряемого интервала времени. Разн ость показаний времени задержек конца и начала измеряемого временного интервала будет соответствовать значению измеряемого временного интервала.

Посредством сигнала с блока. 12 периодически производится калибровка блока 7 по периоду генератора 1 с целью уменьщения погрещности, обусловленной нестабильностью блока 7.

Таким образом, измеряемый интервал будет складываться из времени задержки, формируемой счетчиком 2 в совокупности с программируе.мой посредством блока 12, элемента И 3 и времени задержки, формируемой блоком 7, или, другими словами, из определенного количества точных периодов генератора 1 и задержки блока 7, величина которой (задержки) не превосходит периода генератора 1, т. е. находится внутри дискретности, обусловленной счетчиком 2.

Таким образом, предлагаемое одноканальное устройство для измерения временных интервалов обеспечивает высокую точJ ность измерения за счет снижения погрещности, вызванной разностью сдвига во времени между каналами, имеющейся в известных измерителях; уменьщения погрещности нелинейности блока 7 автосдвига на измеряемых интервалах более 10 не; уменьщения погрещности, вызванной нестабильностью блока 7, путем калибровки последнего по калиброванной длитель11ости периода задающего генератора 1.

Формула изобретения

Устройство для измерения временных интервалов, содержащее задающий генератор, формирователь импульсов, выход которого

соединен через переходной разъем с первым и со вторым входа.ми коммутатора, третий вход которого соединен с первьг.м выходом блока упра зления, второй выход которого подключен к первому входу блока автосдвига стробимпульсов, выход которого через генератор стробимпульсов соединен с первым входом стробоскопического преобразователя, второй вход которого подключен к третьему выходу блока управления, а третий вход стробоскопического преобразователя

соединен с выходом коммутатора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены счетчик импульсов, первый , второй и третий элементы И, причем выход первого элемента И соединен

с входом фор.мирователя импульсов, а первый вход первого элемента И подключен к выходу задающего генератора, входу счетчика импульсов и к первому входу второго

элемента И, второй вход которого соединен со вторым входом первого элемента И и с одним из выходов счетчика импульсов, остальные выходы которого поразрядно, через третий элемент И соединены с третьим входом элемента И, выход которого подключен к второму входу блока автосдвига стробимпульсов, а четвертый выход блока управления соединен с управляющим входом третьего элемента И.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Автоматическое измерение импульсных параметров полупроводниковых приборов на основе стробоскопического метода преобразователя,-В сб. «Радиоизмерения. Материалы научно-технической конференции, Вильнюс, 1969, с. 214-220.

2.Тестер динамических пара.метров Т4520, Щ,Ц,М., 3.340.004ТО.