Интерполяционный измеритель временных интервалов Советский патент 1980 года по МПК G04F10/02 

(54) КК1Т РПОЛЯЦИОННЫЙ ИЗМь-НТРЛЬ ВРЕМЕННЫХ ИНТЬРВАЛОЬ

пов интерполяции формирователей эталонных временных интервалов, в каждый из которых входит схема селекции импульсов начала эталонного интервала, две схемы ИЛИ и линия задержки, при этом первый выход схемы селек1ЩИ импульсов начала эталонных интервалов в каждом канале интерполш№н подключен к старт-зходу преобразователя время-амплитуда через первую схему ИЛИ и линию задержки второй выход згказанной схемы селекции соединен с первым входом второй схемы ИЛИ, соединенной, в свою очередь, с двухступенчатой схемой селекдаи интерполируемых интервалов, выход схемы селекции входных сигналов соединен с вторыми входами обеих схем ИЛИ, преобразователи время-амплитуда соединены с преобразователями амплитуда-код через аналоговые сумматоры, арифметическое устройство соединено со схемой управления, блоком ..J кодирующих счетчиков и цифровым запоминающим уяройством, соединенным также с блоком цифроаналоговь Х преобразователей, который, в свою очередь соединен с аналоговыми сзт- маторами и преобразователями амплитуда-код, входы схемы селекции импульсов начала эталонного интервала соединс с времязадающим генератором и схемой управления; схема селекции импульсов начала эталонных интервалов состоит КЗ двух, псюледозательяо включенных селекторов импульсов, подключенных к выходу зремязадаюпдего генератора. Двух зентилей, схемы ИЛИ и инвертора, причем вход первого инвертора соединен со схемой управления, его вйходчерез первый вентиль под.ключей к одному кз входов схемы ИЛИ, а ее второй вход соединен с выходом второго селектора, являющегося также первым выходом рассматрлваемок схемы селе;ч1дии импульса началд эталокногс интервала, яторым выходом которой выход CXOMbi ИЛИ,

второй вход первого вентиля подключен к схеме управления непосредственно, а второй вход второго вентиля - через инвертор.

На фи. 1 приведена схема предлагаемого измерителя; на фиг. 2 - схема селекции.

Измеритель содерксит .источшжи старт(стоп-) сигналов , 2, схемы селекции вход:1Ы1Х и стоп-сигналов Зи 4, схему управления 5, автономные для старт- и стоп-каналов ан-герполйщда схемы селекции нмиульсов начала эталонных интервалов 6, 1 и двухступен aitbic схемы селеклдо интерполируемых интервалов 8, 9, времязарйющий генератор 10. схем ШЙ 11-14, ЛИШИ 32дг-рж1си 15 и 16, преобразователи время-аьаштуда 17 и )8, селектор грубого кода 19, аналоговые сугдматоры 20 я 2,г1реойразователа амготатуда - код 22 и 23, блок :одару1ощ 1х сче11ГЧ5п ов и суммирования

результатов грубого и точных измерений 1Л, ключи считывания 25, арифметическое устройстао 26, цифровое запоминающее устройство 27 и блок цифроаналоговых преобразователей 28

В состав схем селекции 6 и 7 (см. 2) входят селекторы импульсов 29 и 30, вентили 31 и 32, инвертор 33 и схемаИЛИ 34.

Устройство работает следующим образом. Старт-сигнал через нормально разблокированну схему селекции 3 и схему ИЛИ 11 поступает на вход двухступенчатой схемы селекшш 8, а также через схему ИЛИ 12 и линию задержки 15 запускает преобразователь времяамплитуда 17, Схема 8 селектирует из времязадающей последовательности генератора 10 второй следующий за старт-сигналом импульс. Этим импульсом останавливается процесс преобразования время-амплитуда и открывается селектор грубого кода 19. Импульсы генератора 10 начинают при этом поступать на счетчик грубого кодирдвания в блок код:. счетчиков 24.

Аналогичным образом стоп-сигнал, зкдаыший окончание измеряемого интервала, проходит через схему селекции 4 и запускает при помощи схемы ИЛИ 14 и линии задеряски 16 конвертор время-амплитуда 18. Окончание вреня-амплитудного преобразования осуществ.пяется вторьт: след ющим за стоп-сигналом импульсом опорного генератора, который селектируется схемой селекции 9. Этим же импульсом закрывается селектор грубого кода 19 г; лрекрещается поступление грубой серии имиульсов на вход блока счетчиков.

Выходные сигналы преобразователей времяамплитуда 17 и 18, амплитуды которых пропорщюнальны временным неопределенностям положения старт- и стоп-сигналов относительно импульсов времязадающего генератора 10, поступают через аналоговые сумматоры 20 и 21 на преобразователи амплитуда - код 22, 23. На выходе этих преобразователей форлшруются серии импульсов, пропорциональные интерполируемым временным интервалам, и- подаются на блок счетчиков 24. В последнем эти серии преобразуются при помощи точных кодирующих счетчиков с кодом грубо измерс(шя и по команде со схемы управления И5 при помощи выходных ключей 25 выводятся на внептее устройство накопления и обработки.

Переключение прибора и режим коррекции параметров каналов интерполяции произвоадтся периодически при помощи генератора, содержащегося в схеме управления 5, по окончании текущего цикла измерений (или, если измеритель находится в исход м состоянии, непосредственно по импульсу указшшого генератора). При зтом схема управ571

ления блокирует схемы селекции входных сигналов 3, 4 и вырабатывает импульс запуска эталонного интервала, который поступает на вход 35 схемы селекции 6. По пусковому импульсу при помощи двухступенчатых схем селекции 6 и 8 из последовательности импульсов времязадающего генератора 10 выделяется пара смежных импульсов. Первый импульс с выхода схемы селекции 6 через схему ИЛИ 12 и линию задержки 15 поступает на старт- вход преобразователя время-амплитуда 17, второй импульс с выхода схемы селекции 8 - на стоп-вход указанного преобразователя. Электрическая длина линии задержки 12 выбирается несколько меньше периода времязадающего генератора, таким образом, чтобы величина эталонного интервала, поступающего на преобразователь время-амплитуда, соответствовала начальному . участку его шкалы. Сформированный рассмотренным образом эталонный интервал преобразуется далее, как и в режиме измерения, при помощи преобразователей время-амплитуда 17, амплитуда-код 22 и блока кодирующих счетчиков 24 в двоичный эквивалент, который передается в арифметическое устройство 26. В арифметическом устройстве 26 определяются разность между полученным в результате измерения эталонного интервала кодом и опорным соответствующим номинальной величине порога преобразования корректи- . руемого канала интерполяции. Далее полученная разность вычитается из кода, соответствующего текущему значению порога преобразования старт-канала интерполяции, переда- Баемого из цифрового запоминающего устройства 27 в арифметическое устройство 26. |Результат проведенных вычислений запоминается в цифровом запоминающем устройстве 27, преобразуется в напряжение одним из четырех цифроаналоговых преобразователей блока 27 и при помощи аналогового Сумматора 20 корректирует порог преобразования старт-канала интерполяции.

По окончании цикла коррекции преобразования старт-канала интерполяции аналогично описанному выще производится коррекция дрейфа порога преобразования стоп-канала. Запуск этой операции осуществляется импульсом схемы управления 5, поступающим на вход схемы селекции импульса начала эталонного интервала 7. Импульс окончания эталонного интервала формируется схемой селек1Уш 9. Для управления порогом преобразования в канале используется аналоговый сумматор 21. После завершения циклов коррекции порогов преобразования каналов интерпо6

ляции схемы формирования опорных интервалов переключаются сигна;1ом схемы управления и режим формирования эталонных интервалов, соответствующих конечным участкам щкал интерполяционных преобразователей, и запускаются циклы коррекции дрейфов коэффициентов преобразования последних. Работа узлов прибора в данном случае протекает аналогично случаю коррекции порога преобразования. Дрейфы коэффициентов преобразования каналов интерполяции компенсируются регулировкой тока разряда накопительных конденсаторов в конверторах амплитуда-время преобразователей амплитуда-код 22 и 23.

Рассмотренная очередность циклов коррекции выполняется до полной компенсации имеющихся уходов в порогах преобразования, после чего прибор автоматически переключается в режим измерения входных интервалов. Переключение происходит в том, случае, если в четырех последовательных циклах измерения эталонных интервалов, соответствующих началу и концу щкал каналов интерполяции, будут получены коды, равные опорным. При этом схема управления 5 снимает блокировку со схем селекции входных сигналов 3 и 4.

Как уже отмечалось, эталонные временные интервалы формируются из импульсов времязадающего генератора. Эта операция осуществляется при помощи двух однотипных двухступенчатых схем селекции (6,8 - для старт- , канала и 7,9 - для стоп-канала) и линии задержки 15, 16.

Особенность используемой схемы состоит в том, что для вьвделеиия импульса, задающего конец эталонного интервала используется также схема селекции, что и для выделения импульса окончания интерполируемого интервала в режиме измерения (схемы 8 и 9 иа фиг. i). Таким образом эта схема оказывает влияние на точность работы прибора. Нестабильность формируемых интервалов определяется, главным образом, схемами селекции 6, 7 и может быть сделана пренебрежимо малой.

Формула изобретения

50

1. Интерполяционный измеритель временных интервалов, содержащий селекторы входных старт- и стоп-сигналов, времязадаювдий генератор, селектор грубого кода, блок кодирующих счетчиков и суммирования результатов грубого и точных измерений, ключи считьшания, схему управления, два канала интерполяции, каждый из которых состоит из двухступенчатой схемы селекции, преобразователей йремя-амплитуда и амплитуда-код, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены система автоматической коррекции дрейфов порогов и коэффициентов преобразования, х:остоящая из арифметического устройства, цифрового запоминающего устройства, блока цифроаналоговых преобразователей, двух йшлоговьк сумматоров и автономных для старт- и стоп-каналов интерполяции формирователей эталонных временных интервалов, в каждый из которых входит схема селекшш импульсов начала эталонного интервала, две схемы ИЛИ и линия задержки, при этом первый выход схемы селекции импульсов начала эталонных интервалов в каждом канале интерпояйции подключен к старт-входу преобразователя время-амплитуда через первую схему ИЛИ и линию задержки, второй выход указанной схемы селекции соединен с первым входом второй схемы ИЛИ, соединенной в свою очередь, с двухступенчатой схемой селекции интерполируемых интервалов, выход схемы селекции входных сигналов соединен со вторыми входами обеих схем ИЛИ, преобразователи время-амплитуда соединены с преобразователями амплитуда-код через аналоговые су маторы, арифметическое устройство соединено со схемой управления,блоком кодирующих счетчиков и цифровым запоминающим устройством 48 соединенным также с блоком цифроаналоговых преобразователей, который, в свою очередь, соединен с аналоговыми сумматорами и преобразователями aмroшfiДa-koд, входы схемы селекции импульсов канала эталонного интервала соединены с времязадающим генератором и схемой управления. 2. Измеритель по п. 1, отличающийся тем, что схема селекции импульсов начала эталонных интервалов состоит из двух последовательно включенных селекторов импульсов, подключенных к выходу времязадающего генератора, двух вентилей, схемы ИЛИ и И1шертора, причем вход первого инвертора соединен со схемой управления, его выход через первый вентиль подключен к одному из входов схемы ИЛИ, а ее второй вход соединен с выходом второго селектора, явлшощегося также первым выходом рассматриваемой схемы селекции импульсов начала эталонного интервала, вторым выходом которой служит выход схемы ИЛИ, второй вход первого вещиля подключен к схеме управления непосредственно, а второй вход второго вентиля - через инвертор. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 368583, М. кл G 04 F 10/02 1971. 2. Патент США № 3541448, М. кл 324-181, 1973 (прототип).