Интерполеционный измеритель временных интервалов Советский патент 1981 года по МПК G04F10/04 

(54) ИНТЕРПОЛЯЦИОННЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕННЫХ Изобретение относится к информационно-измерительной технике и може быть использовано в радиолокации, лазерной технике, автоматике, экспериментальной физике для измерения интервалов времени с высокой точностью. Известны измерители временных интервалов, реализующие двухшкальный принцип преобгразования, при котором величина регистрируемого време.ыного интервала оценивается грубо путем подсчета числа укладывающихся на нем периодов высокостабильного опорного генератора с последукяцей точной оцен кой возникающих интервалов неопределенностей временных положений старт и стоп-сигналов относительно времязадающей последовательности импульсов помощи дополнительных йнтерпрляционных преобразователей l} Известные измерители характеризу ются ограниченной точностью из-за .нестабильности и нелинейности коэффициента преобразования блоков инте поляциониого измерения. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является из меритель, содержащий генератор импульсов опорной последо вательности, ИНТЕРВАЛОВ два блока селекции временных интервалов, блоки.интерполяционного преобразования, селектор грубого кода, блок регистрации и обработки результатов измерений 2. В известном устройстве рабочий диапазон измерений интерполяционных преобразователей равен периоду опорной последовательности импульсов, что обуславливает значительное влияние нестабильностей и нелннейностей коэффициентов преобразования интерполяторов на суммарную точность измерений, Возможность уменьшения вклада указанных факторов в суммарную погрешность устройства путем увеличения частоты опорного генератора и связанного с ним сокращения рабочего диапазона интерполяционного преобразования имеет очевидные пределы, связанные с конечным быстродействием схем селекции интерполируемых временных интервалови регистрирующего устройства. Цель изобретения - повышение точности измерений. « Поставленная цель достигается тем, что в интерполяционный измеритель временных интервалов, содержащий генератор импульсов опорной последовательности, два блока селекции вре-менных интервалов, первый вход каждого из которых соединен с соответствующим входом измерителя (старт-и стоп-), а выходы соединены с первым и вторым входом селектора грубого кода и со входами соответствующих блоков интерполяционного преобразования, а также блок регистрации и обработки результатов измерений, первые два входа которого соединены с выходами соответствующих блоков интерпо-, ляционного преобразования, а третий вход соединен с выходом селектора грубого кода, введены блок коммутации линия задержки и блок фиксации времен ных положений опорных импульсов, первый вход которого соединен со старт-входом измерителя, второй вход соединен с выходом генератора импуль сов опорной - последовательности, а его выход соединен с управляющим входом блока коммутации, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов опорной последовательности непосредственно, а второй его вход соединен с выходом генератора через линию задержки, а выход его соединен со вторыми входами блоков селекции временных интервалов и тре,тьим входом селектора грубого кода. На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого интерполяционного измерителя временных интерваловj на фиг. 2 - временная диаграмма, поясняющая принцид его работы. Измеритель содержит старт-и стопвходы 1 и 2, генератор 3 импульсов опорной последовательности, блок 4 фиксации временных положений опорных импульсов, линию 5 задержки, блок 6 коммутации, блоки 7 и 8 селекции временных и.нтервалов, селектор 9 грубого кода, блоки 10 и 11 интерполяционног преобразования, блок 12 регистрации и обработки результатов измерений. Устройство работает следукхпим образом. Старт-сигн ал, задающий начало изм ряемого временного интервала, поступ ет на вход блока 7 селекции временны интервалов и на вход блока 4 фиксаци временных положений опорных импульсо Импульсы опорной последовательности генератора 3 с периодом TQ поступают на вход блока 4 и на первый вход бло ка 6 коммутации. На второй вход блока 6 ,коммутации подается сдвинутая линией 5 задержки на время Тд/2 опор ная последовательность импульсов ген р атора 3. Период Т последовательнос ти импульсов задающего генератора разбит на две зоны, первая - от О до Т/2, вторая - от Т/2 до Т. При попадании старт-сигнала в первую зону блок 4 с помощью блока 6 коммутации пропускает на входы блоко 7 И 8 селекции временных интервалов и селектора 9 грубого кода задержан- ную на время Т/2 времязадающую последовательность импульсов (фиг. 2 а). При попадании старт-сигнала во вторую зону, на вход измерительного контура подается опорная последовательность импульсов .непосредственно с выхода генератора 3 (фиг. 2 б). Сформированный блоком 7 селекции интервал времени t, соответствующий неопределенности момента поступления стартсигнала относительно импульсов опорной последовательности с выхода блока 6 коммутации, трансформируется блоком 10 интерполяционного преобразования в соответствующий цифровой эквивалент, который фиксируется блоком 12 регистрации и обработки результатов измерений. Кроме того, сигналом с иыхода блока 7 запускается селектор 9 грубого кода. По стоп-сигналу, задающему окончание измеряемого временного интервала, с помощью блока 8 селекции выключается селектор 9 грубого кода и формируется интервал времени, соответствующий неопределенности момента поступления стоп-сигнала относительно выходных импульсов блока 6 коммутации. Цифровой эквивалент интервала времени, полученный блоком 11 интерполяционного преобразования, фиксируется блоком 12 регистрации и обработки результатов измерений. Использование блока фиксации временных положений опорных импульсов, блока коммутации, линии задержки выгодно отличает предлагаемый интерполяционный измеритель временных интервалов от известного, обеспечивая, уменьшение суммарной погрешности, обусловленной нестабильностью и нелинейностью коэффициента преобразования блока интерполяции старт-сигнала за счет уменьшения в два раза рабочего диапазона блока интерполяционного преобразования старт-сигнала. Формула изобретения Интерполяционный измеритель временных интервалов, содержащий генератор импульсов опорной последовательности, два блока селекции временных интервалов, первый вход каждого из которых соединен с соответствующим, входом измерителя (старт- и стоп-), а выходы соединены с первым и вто - рым входом селектора грубого кода и со входами соответствующих блоков интерполяционного преобразования, а также блок регистрации и обработки результатов измерений, первые два входа которого соединены с выходами соответствующих блоков интерполяционного преобразования, а третий вход соединен с выходом селектора грубого код а, о т л и ч а 1 ш и и с я тем,что, с целью повышения точности измерений.

в него введены блок коммутации, линия задержки и блок фиксации временных положений опорных импульсов, первый вход которого соединен со старт-входом измерителя, второй вход соединен с выходом генератора импульсов опор1ной последовательности, а его выход соединен с управляющим входом блока коммутации, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов опорной последовательности непосредственно, а второй его вход соединен

с выходом генератора через линию задержки, а выход-его соединен со вторыми входами блоков селекции временных интервалов и третьим входом селектора грубого кода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1,Авторское свидетельство СССР 368583, кл. G 04 F 10/04, 1973.

2.Патент США № 3541448,

0

кл. G 04 F 10/04, 1975 (прототип). ,

т

Фиг.1