Измеритель временных интервалов с автоматической стабилизацией порога и коэффициента преобразования Советский патент 1980 года по МПК G04F10/02 

ЙЕзмеритель временных интервалов относите к информационно-измерительной технике и может быть использован в радиолокации, автоматике, экспериментальной физике.

Известно устройство для измерения временных интервалов, содержащее кварцевый генератор, схемы И и ИЛИ, счетчик, дешифратор, индикатор (1.

Недостатком известного устройства является невысокая точность измерения интервала.

Известен измеритель временных интервалов с автоматической стабилизацией параметров временной шкалы, содержащий селекторы старт- и стоп-сигналов, две схемы ИЛИ, преобразователь время-амплитуда-код, линию задержки, схему компенсации отклонений 1Юрога и коэффициента преобразования, ключи счиггывания, схему управления 2.

Устройство имеет значительные систематические погрешности, такие как отклонение от номинала порога и коэффициента преобразования.

Целью изобретения является повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в измеритель дополнительно введены времязадающий генератор, два предварительных селектора, селектор импульсов начала и конца эталонных интервалов, делитель частоты, схема ИЛИ, два вентиля и инвертор, причем выход времязадшощего генератора соединен с первым входами всех четырех селекторов, выход первого предварительного селектора соединен с вторым входом селектора импульса начала эталонного интервала и первыми входами вентилей, выход первого веитиля соединен с первым входом схемы ИЛИ, а второй вход этого вентиля соединен со схемой управления, выход второго вентиля соединен с вторым входом второго предварительного селектора, а второй вход этого вентиля соединен со схемой управления через инвертор, выход второго предварительного селектора соединен с вторым входом схемы ИЛИ через делитель частоты, выход которого соединен также с третьим входом второго предварительного селектора, выход схемы ИЛИ с вторым входом селектора импульса конца эталонного кнтервала, выход селектора импульсов начала эталонного интервала соединен с вторым входом схемы ИЛИ старт-канала, а выход селектора импульсов окончания эталонного интервала соединен с входом линии задержки,

Схема предлагаемого устройства приведена на чертежеИзмер1ггель содержит клеммы старт(стоп сигналов 1,2, селекторы старт-(стоп-) сигналов 3, 4, схемы ИЛИ 5, 6, преобразователь время-амплитуда-код 7, ключи считывания 8, схему управления 9, устройство формирования этало1шых временных интервалов, состоящее из времязадающего генератора 10, предварительных селекторов 11 и 12, делителя частоты 13, вентилей 14 и 15, схемы ИЛИ 16, инвертора 17, селектора импульса начала эталонного интервала 18, селектора импульса окончания эталонного интервала 19 и пинии задержки 20, схему компенсации отклонений порога и коэффициента преобразования 21. Устройство работает следующим образом. В режиме измерения временных интервалов прибор работает следующим образом. Стартсигнал проходит через нормально открытый селектор 3 и через схему ИЛИ 5 поступает на старт-вход преобразователя время-амплитуда-код 7. Аналогичным образом стоп-сигнал проход « через селектор 4, открывающийся на время равное рабочему диапазону измерений, и через схему ИЛИ 6 поступает на стопвход преобразователя 7. Интервал времени между старт-стопными импульсами преобразуется последним в двоичный код, который по сигналу со схемы управления 9 при помощи ключей считывания 8 передается в устройство накоплен1И и обработки данных.

Переключение прибора в режим коррекщга порога и масщтаба преобразования производится автоматически схемой управления 9 по окончании. uHKJfa измерения. При этом схема управления блокирует селекторы старт-стопны сигналов 3, 4 и вырабатывает импульс пуска опорного интервала, который подается на вход селектора 11 схемы формирования эталонных интервалов. По пусковому импульсу указанная схема формирует из импульсов времязадающего генератора 5 эталонный временный интервал, соответствующий началу щкалы прибора. Этот интервал измеряется преобразователем время-амшштуда-код 7 аналогично режиму измерения входных интервалов и результат передается в аналого-цифровую схему компенсации 21. В этой схеме определяются знак и величина отклонения полученного в результате измерения кода от опорного, со : ответствующего номинальной величине порог преобразования устройства. Далее в соответствии с результатами проведенных вычислений корректируется порог преобразования измерителя.

По окончании цикла коррекции порога преобразования схема формирования эталонных интервалов переключается в режим формирования интервала, соответствующего концу рабочего диапазона прибора, и запускается цикл коррекции коэффициента преобразования. Работа узлов прибора в данном случае протекает аналогично случаю коррекции порога преобразования.

Рассматривая очередность циклов коррекции выполняется до пошюй компенсации отличия порога и масштаба преобразования от номинальных значений, после чего прибор автоматически переключается в режим измерения входных интервалов. Переключение происходит в том случае, если в двух последовательных циклах измерения опорных интервалов, соответствующих началу и KOHIQ времен ной шкалы, будут получены коды равные опорным. При этом выработка сигналов пуска опорных интервалов прекращается и разблокируется входной селектор 3.

Как уже отмечалось, эталонные временные интервалы формируются из импульсов времязадающего кварцевого генератора. Эта операция производится следующим образом. По пусковому импульсу схемы управления предварительный селектор П вьщеляет из последовательности гетератора 10 ближайиий импульс. Этот импульс запускает селектор 18, который выделяет следуюидий импульс времязадающей серии, служащий в качестве стартсигнала опорного интервала. Импульс окончания эталонного временного интервала вьщеляется из времязадающей последовательности при помощи селектора 19. Причем, в зависимости от режима работы схемы запуск указанного селектора осуществляется либо непосредственно по сигналу селектора 11, либо с задержкой задаваемой делителем частоты 13. В первом случае, соответствующем циклу коррекции порога преобразования измерителя, выходной импульс селектора 11 проходит на запуск селектора 19 через схему ИЛИ 16 и вентиль 14, который открыт единичным потенциалом со схемы управления 9. Величина формируемого при этом эталонного интервала близка к нулю и определяется различием задержек вентильных элементов, входящих в состав селекторов 18 и 19. Окончательное формирование эталонного интервала, соответствующего выбранному нулю шкапы измерительного контура, осуществляется при помощи линии задержки 20, включенной на выходе селектора стоп-импульса 19. В случае коррек5НИИ коэффициента преобразования вентиль 14 блокируется нулевым потенциалом, поступающим со схемы управления 9, и селектор 19 запускается выходным импульсом делэтеля частоты, который образует совместно с селек тором 4 цифровую схему задержки. Запускается схема задержки импульсом селектора И ко1орый проходит на у1 равляюший вход селектора 12 через вентиль 15, разблокированный единичным потенциалом, интегратора 17, и разрешает поступление импульсов времязадающего генератора 10 на вход делителя частоты. Блокировка селектора 4 осуществляется по окончании работы схемы цифровой задержки выходным сигналом делителя частоты. Дпшельность формируемого в данном случае эталонного интервала отличается от длительности шп-ервала, формируемого в режиме коррекфга порога преобразования на от резок, равный КТ, где Т - период используе мого времязадающего генератора, а К - козффицнент делшия делителя частоты, устанавливаемый в соответствии с шириной рабочего диапазона прибора. Формула изобретения Измеритель времасных интервалов с автоматической стабилизадаей порога и коэффшшента преобразования, содержаишй селекторь старт- и стоп-сигиалов, две схемы ИЛИ, преОбразователь время-амплтуда-код, линию задержки, схему компенсации отклонетий порога и коэффициента преобразования, ключи считьтания, схему управления, отличающийся тем, что, с цепью повы5шения точности измеренкй, в него введены времязадаюший генератор, два предварительных селектора, селектор импульсов начала эталонного интервала, селектор импульсов окончания эталонного интервала, делитель частоты, схема ИЛИ, два вентиля и инвертор, причем выход времязадающего генератора соединен с первыми входами всех четырех селекторов, выход пфвого предварительного селектора соединен со вторым вхош)М селектора импульсов начала эталонного иггервала и первыми входами вентилей, выход первого вштиля соединен с первым входом схемы ИЛИ, а второй вход зтого вентиля соединен со схемой управления, второго вентиля соединен с вторым входом второго предварительного селектора, а второй вход этого вентиля соедини со схенаой управлшия через инвертор, выход BTopcHt) предварительного селектора со«дга1ея с вторым входом схемы ИЛИ через делитель частоты, выход которого соеднио также с третьим входом второго предвартелыюго селектора, выход схемы ИЛИ соедииеп с вторым входом селектора импутлов ОКСЖЧШ1НН эталонного интервала, вькод селектора импульсов начала зтатонного интервала соединен со вторым входом схемы ИЛИ старт-канала, а выход селектора импульсов окончания эталонного интервала юединеи с входом линии задержки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР N 322783, кл. G 04 F 10/00, 1964. 2.Жури. Приборы и техника эксперимента P 4, 1976, с. 86 (прототип).