Измеритель интервалов между серединами импульсов Советский патент 1979 года по МПК G01R23/02 G04F10/04 

I

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано при создании устройств для измерения временных интервалов.

Известно устройство для измерения интервалов между серединами импульсов, содержащее дифференцирующие цепи, коммутатор, измерители временных интервалов, триггеры и блок регистрации 1.

Такое устройство имеет достоверный результат только тогда, когда один измеряемый импульс находится в пределах другого.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является устройство для измерения интервалов между серединами импульсов произвольной длительности, содержащее дифференцирующие цепи, ключи, делитель частоты, счетчик импульсов, элемент НЕ, генератор импульсов и блок выделения положительных импульсов 2.

Недостатком этого устройства является ограниченный диапазон измеряемых интервалов. Это объясняется тем, что если измеряемые импульсы будут перекрываться во времени, то результат измерения будет неверный. Кроме того, для работы устройства необходимо, чтобы на один из его входов

приходил всегда только первый (а не второй) импульс.

Целью изобретения является расширение диапазона измеряемых интервалов измерителя интервалов между серединами импульсов.

Поставленная цель достигается тем, что в измеритель интервалов между серединами импульсов, содержащий генератор импульсов, выход которого подключен к первому входу первого ключа и через делитель частоты к первому входу второго ключа, а выходы первого и второго ключей соединены со счетным входом реверсивного счетчика импульсов, первую и вторую дифференцирующую цепь, дополнительно введены реверсивный счетчик импульсов, два преобразователя разнополярных импульсов в однополярные и элемент «исключающее ИЛИ, выход которого подключен к второму входу второго ключа, причем первый вход элемента «исключающее ИЛИ через последовательно соединенные первую дифференцирующую цепь и первый преобразователь разнополярных импульсов в однополярные подключен к вычитающему входу дополнительного реверсивного счетчика импульсов, суммирующий вход которого через последовательно соединенные второй преобразователь разнополярных импульсов в однополярные и вторую дифф-еренцируюш,ую цепь подключен к второму входу элемента «исключающее ИЛИ, первый выход дополнительного реверсивного счетчика импульсов соединен с управляющим входом реверсивного счетчика импульсов, а второй выход дополнительного реверсивного счетчика импульсов подключен к второму входу первого ключа. На фиг. 1 представлена структурная блоксхема предлагаемого измерителя интервалов между серединами импульсов; на фиг. 2 - временные диаграммы работы измерителя. Измеритель интервалов между серединами импульсов содержит генератор импульсов 1, делитель частоты (на два) 2, ключи 3, 4, элемент «исключающее ИЛИ 5, дифференцирующие цепи 6, 7, преобразователи разнополярных импульсов в однополярные 8, 9, реверсивные счетчики импульсов 10, 11 и входные щины 12, 13. Перед началом измерения счетчики 10 и 11 находятся в нулевом состоянии. Содержимое реверсивного счетчика 11 изменяется на «1 в моменты поступления на входные щины 12 и 13 передних и задних фронтов измеряемых импульсов. При этом содержимое реверсивного счетчика 11 увеличивается в моменты начала и окончания измеряемого импульса, поступающего на входную шину 13, и уменьшается в моменты начала и окончания измеряемого импульса, поступающего на входную щину 12. Формирование счетных импульсов для реверсивного счетчика 11 осуществляется по суммирующему входу дифференцирующей цепью 7 и преобразователя 9 разнополярных импульсов в однополярные, а по вычитающему входу - дифференцирующей цепью 6 и преобразователем 8. Сигнал с одного выхода реверсивного счетчика 11 управляет направлением счета реверсивного счетчика 10. В зависимости от знака числа, записанного в реверсивном счетчике 11 и, соответственно, от уровня напряжения на его управляющем входе реверсивный счетчик 10 осуществляет суммирование или вычитание импульсов, поступающих на его счетный вход с выходов ключей 3, 4. Например, если в счетчике 11 содержится положительное (отрицательное) число, то счетчик 10 осуществляет суммирование (вычитание) импульсов, поступающих на его счетный вход. Сигнал с другого выхода счетчика 11 управляет ключом 4. При этом ключ 4 открывается только тогда, когда в счетчике И содержится число «2 (положительное или отрицательное). При измерении возможны шесть вариантов расположения измеряемых импульсов относительно один другого. На фиг. 2 для каждого варианта изображены: импульс, поступающий на шину 13 измерителя; импульс, поступающий на шину 12 измерителя; содержимое счетчика 11; счетные импульсы, поступающие на счетный вход счетчика 10 (импульсы, изображенные над осью, поступают, когда счетчик 10 работает в режиме суммирования, а импульсы, изображенные под осью - когда счетчик 10 работает в режиме вычитания). Измеритель работает следующим образом. Рассмотрим случай, когда измеряемые импульсы не перекрываются во времени (фиг. 2а). Импульс, поступающий на шину 13 измерителя, проходит через элемент 5, сигнал на выходе которого присутствует тогда, когда только на одном из его входов име.рся сигнал. Этот импульс открывает ключ 3 и тактовые импульсы генератора 1 поступают через дели- ель 2 частоты на два и ключ 3 на счетный вход реверсивного счетчика 10. При этом счетчик 10 работает в режиме суммирования, так как в счетчике 11 содержится число «+Ь. Так как частота следования тактовых импульсов, поступающих на вход счетчика 10 в течение измеряемого импульса, равна f/2, а при заполнении временного интервала между импульсами f, то можно считать, что действительное начало измерения начинается с середины первого измеряемого импульса. По окончании первого измеряемого импульса дифференцирующей цепью 7 и преобразователем 9 формируется второй счетный импульс, поступающий на суммирующий вход реверсивного счетчика 11. При этом содержимое счетчика 11 станет равным двум (фиг. 2а) и откроется ключ 4, который будет пропускать тактовые импульсы на вход счетчика 10 в течение междуимпульсного интервала времени. При поступлении переднего фронта второго измеряемого импульса на шину 12 измерителя, дифференцирующая цепь 6 и преобразователь 8 формируют счетный импульс, который поступает на вычитающий вход счетчика 11 и уменьшает его содержимое на единицу. При этом ключ 4 закрывается, а ключ 3 открывается вторым измеряемым импульсом, поступающим на управляющий вход ключа 3 через элемент 5. Снова в течение длительности измеряемого импульса на счетный вход счетчика 10 будут поступать тактовые импульсы с частотой следования f/2, что эквивалентно окончанию измерения в середине второго измеряемого импульса. Таким образом, по окончании измерения, в счетчике 10 будет содержаться число, пропорциональное интервалу между серединами измеряемых импульсов. Знак содержимого счетчика 10 будет зависеть от того, на какую из входных щин измерителя поступит первый измеряемый импульс. Теперь рассмотрим работу измерителя, когда измеряемые импульсы перекрываются ВО времени (фиг. 2в, г. д, е). В этом случае содержимое счетчика 11 не будет по абсолютной величине больше «1 и поэтому ключ 4 всегда будет закрыт. Для конкретности описания работы из мерителя рассмотрим случай фиг. 2в. Первым появится передний фронт измеряемого импульса, поступающего на шину 13. Поэтому реверсивный счетчик 10 устанавливается в режим «суммирование. В течение интервала времени между передними фронтами измеряемых импульсов на вход реверсивного счетчика 10 поступают тактовые импульсы с частотой следования f/2, так как ключ 3 открыт напряжением с выхода элемента 5. При появлении второго измеряемого импульса на шине 12 измерителя, на выходе элемента 5 пропадает напряжение, открываюш,ее ключ 3, и тактовые импульсы на вход счетчика 10 не поступают. Если теперь первым появится задний фронт измеряемого импульса, поступающего на щину 12 (фиг. 2в), то содержимое реверсивного счетчика 11 станет равным «-1 и счетчик 10 будет работать в режиме «вычитание. В течение интервала времени между задними фронтами измеряемых импульсов на вход счетчика 10 поступают импульсы с частотой следования f/2. Таким образом, по окончании измерения в счетчике 10 будет содержаться число, пропорциональное полуразности интервалов между передними и между задними фронтами измеряемых импульсов, которая равна интервалу между серединами измеряемых импульсов. Так через полуразность указанных интервалов определяется интервал между серединами измеряемых импульсов в случае, показанном на фиг. 2д. Для вариантов измерения, изображенных на фиг. 2г и фиг. 2е, в конце измерения в счетчике 10 будет содержаться число, пропорциональное полусумме интервалов между передними и между задними фронтами измеряемых импульсов, которая равна в этих случаях интервалу между серединами измеряемых импульсов. Только в случае, показанном на фиг. 2д, ЭТО число будет отрицательное, так как середина импульса, поступающего на шину 12, опережает во времени середину импульса, поступающего на щину 13 измерителя. Формула изобретения Измеритель интервалов между серединами импульсов, содержащий генератор импульсов, выход которого подключен к первому входу первого ключа и через делитель частоты к первому входу второго ключа, а выходы первого и второго ключей соединены со счетным входом реверсивного счетчика импульсов, первую и вторую дифференцирующую цепь, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых интервалов, в него дополнительно введены реверсивный счетчик импульсов, два преобразователя разнополярных импульсов в однополярные и элемент «исключающее ИЛИ, выход которого подключен к второму входу второго ключа, причем первый вход элемента «исключающее ИЛИ через последовательно соединенные первую дифференцирующую цепь и первый преобразователь разнополярных импульсов в однополярные подключен к вычитающему входу дополнительного реверсивного счетчика импульсов, суммирующий вход которого через последовательно соединенные второй преобразователь разнополярных импульсов в однополярные и вторую дифференцирующую цепь подключен к второму входу элемента «исключающее ИЛИ, первый выход дополнительного реверсивного счетчика импульсов соединен с управляющим входом реверсивного счетчика импульсов, а второй выход дополнительного реверсивного счетчика импульсов подключен к второму входу первого ключа. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 275851, кл. G 04 F 10/04, 1967. 2.Авторское свидетельство СССР № 251088, кл. G 01 R 23/02, 1967.

661385