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

1

Изобретение относится к области измерительной и импульсной техники и может быть использовано для измерения временных тпервзлов, характеризующих положение объекта по дальности, и контроля различных импульсов устройств, формируюищх точные интфвалы времеии между запускающим и задержанным сигиалами.

Известны устройства для измерения временных интервалов, построенные по классическому методу последовательного счета, использующие статические способы повышения точности измерения (преобразования) 1.

Точность измерения устройств такого типа ограинчена, в ч астности, использованием линий задержки, дискретиость которых является конечной величиной.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для измерения интервалов времени, содержащее последовательно включенные триггер, схему совпадения, счетчик, а также генератор, подключенный ко второму входу схемы совпадения 2.

Недостатком такого устройства является наличие разницы между двумя измерениями, возникающей за счет несинхро1шости имггульсов генератора и измеряемых интервалов времени.

Целью изобретения является увеличение точности измерения временных интервалов и исключение систематической и медленно меняющейся оигабкн измерительного устройства.

Для этого ,устройство введены схема ИЛИ, переключатель, второй генератор, схема формирования импульсов перемещенной длительности, формирователь импульсов заднего фронта и блок измереиия среднего периода, при этом выход схемы ИЛИ с помощью переключателя связан с единичным входом триггера либо непосредственно, либо через измеряемую задержку, выход счетчика включен на второй вход триггера и на вход формирователя импульсов переменной длительности, на второй вход которого включен второй генератор, а выход которюго через форм1фователь импульсов заднего фронта подключен к входу блока измерения среднего периода и входу схемы ИЛИ, второй вход которой является входом запуска устройства. На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемо го устройства измерения интервалов времени, а на фиг. 2 - временная диаграмма работы уст ройства, осуществляющего модуляцию периода повторений стар т-импульсов. Предлагаемое устройство содержит схему ИЛИ 1, соединенную через переключатель 2 с триггером 3, управляющим прохождением через схему совпадения 4 импульсов генератора 5 на вход переменного делителя 6, в качестве которого используется двоичный счетчик. Выход переменного делителя соединен с блоком 7 формирования переменной задерзкки, состоящим из второго генератора 8, схемы 9 форА4ировани импульсов переменной длительности и ф рмирователя 10 импульсов заднего фронта, выход блока 7 форм фования переменной задержки соединен со вторым входом схемы ИЛИ 1 и блоком И измерения среднего значения периода. На первый вход схемы ИЛИ 1 подается одиночный импульс, необходимый для запуска устройства. Устройство работает следующим образом. Переключатель 2 устанавливается в положение, подключающее выход 1 к выходу схемы ИЛИ. На вхюд 1 устройства подается одиночный импульс, который со схемы ИЛИ 1 через выход 1 В| качестве старт-импульса, поступает на устройство, временная задержка которого tx измеряется. Задержанный импульс поступает; на вход 2 устройства и устанавливает триггер 3 в положение, разрещающее поступление импульсов генератора 5 через схему совпадения 4 на вход переменного делителя 6, выходной импульс которого устанавливает триггер 3 в состояние, прекращающее поступление импульсов генератора 5 на делитель 6. Импульс с выхода переменного делителя поступает также на блок 7 формирования задержки, с выхода кото рого задержан1п 1Й импульс поступает на второй вход схемы ИЛИ 1. В результате в устройстве возникает рециркуляция импульсов с. периодом TI tx + tф, где tф - задержка, формируемая предлагаемым устройством. Величина периода рециркуляции Tj измеряется блоком измерения феднего значения из N периодов 11. Поясним работу блока 7 формирования переменной задержки, осуществляющего модуляцию периода рециркуляции старт-импульсов(см. фиг. 2). На вход а схемы 9 формирования импульсов переменной длительности поступают импульсы с периодом, равным периоду рециркуляции, а на вход б - импульсы второ го генератора 8. Схема 9 формирует импульсы переменной длительности, равной временному интервалу между передним фронтом импульсов lui входе а и передним фронтом тех импуль 441 генератора 8 (вход f), которые поступают первыми во времени после переднего фронта импульсов на входе а. Как видно из временной диаграммы, на входе схемы 9 формируются импульсы переменной длительности, распределенной в пределах от нуля до периода втфого генератора 8. В случаях, когда периоды рециркуляции генератора 8 являются соизмеримыми величинами, справедливо соотношение: где m,r - целые взаимоопросл1е числа, TI - период рециркуляции, Tj - период импульсов генератора 8. Число определяет чи ло различных длительностей импульса на выходе схемы формирования 9. При этом длительности импульсов на выходе схемы 9 пробегают следующие значения:TZ 2Т2 tnl-)T2 тТд ТгГ m hri rri В случае несоизмеримых периодов TI и Та число значений длительностей на выходе схемы формирования 9 стремится к бесконечности, т.е. длительность становится непрерывной величиной. Формирователь 10 формирует импульс по заднему фронту сигнала на входе в, в результате при рециркуляции, импульс на выходе 2 задерживается относительно импульса входа а на величину задержки, распределенную по равномерному закону. Выбором значений TI и Tj можно получить щаг изменения задержки, т.е. модуля1шю периода рециркуляции много меньше, чем дискрет квантования в пределах от нуля до дискрета квантования. Затем переключатель 2 устанавливается в замкнутое положение и на вход 1 устройства подается одиночный импульс. В результате в устройстве возникает рециркуляция импульсов с периодом TJ 1ф. В этом случае блок 11 измерения периода измеряет усредненное значение Tj за то же число N периодов. Вычитая из первого результата измерения второй, получим величину измеряемого временного интервала: TI - TZ tx + tф - 1ф txФормула изобретения Устройство для измерения интервалов вре- . мени, содержащее последовательно включенные триггер, схему совпадения, счетчик, а также генератор, подключенный ко второму входу схемы совпадения, отличающееся

тем, что, с целью увеличения точности измерения и исключения систематической и медленно меняющейся ошибки измерительного устройства, в него введены схема ИЛИ, переключатель, второй генератор, схема форм фовання импульсов переменной длительности, формирователь импульсов заднего фронта и блок измерения среднего периода, при зтом выход схемы ИЛИ с помощью переключателя связан с единичным входом триггера, выход счетчика включен на второй вход триггера и на вход форм1фователя импульсов переменной дпнтельноети, на второй

вход которого подключен второй генератор, а выход которюго через формирователь импульсов заднего фронта подключен к входу блока {Измерения среднего периода и входу схемы ИЛИ, второй вход которой является входом запуска устройства.

Источники информации, принятые во внима ние при экспертизе

1.Гитис Э. И. Преобразователи информации для зпектронных цифровых вычислительных устройств. Энергия, ,1975, с. 252.

2.Там же, с. 208, рис. 5-1 (прототип).

Выход

Г-71 I

Гг I

II

10

11

h

i

Bxodz

а -«.

5