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

(54) ДВУХШКАЛЬНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕННЫХ

I

Изобретение относится к информаодонно - измерительной технике и может быть использовано в радиолокашии, лазерной технике, автоматике, экспериментальной физике для измерения интервалов времени с высокой точностью.,

Известны двухшкальные измерители временных интервалов, работающие по методу заполнения измеряемого интервала времени импульсами генератора опорной частоты с интерполяцией методом время- амплитуда- код зон неопределённости между сигналами начала и конца измеряемого интервала и импульсами генератора опорной частоты tlj

Недостатком этого устройства является невысокая точность измерения.

Наиболее близким по технической сушHCJCTH к предлагаемому является измеритель вр.еменных интервалов, содержащий два блока селекции точных временных интервалов, два расширителя временных интервалов, два селектора точного кода, селектор грубого кода, генератор частоты,

ИНТЕРВАЛОВ

элемент ИЛИ, точный и грубый кодирующие счетчшси, блок стыковки кодов 2 .

Однако известное устройство характеризуется низкой точностью и малым быстродействием, так как в нем не реализуется максимальная технически возможная частота опорного генератора. Это приводит к расширению рабочего диапазона интерполяционных преобразователей - расширителей точных временных интервалов,

10 приблизительно равного периоду времязадающего генератора. Расширение диапазона интерполяционного преобразования с одной стороны обуславливает повышение вклада нестабильностей и нелинейноетей расши15рителей временных интервалов в суммарную погрешность измерений, а с другой стороны, увеличивает время преобразования информации интерполяционнь1ми каналами, которое в данном случае пропорциональ20но величине интервалов интерполяции.

Ограничение на использование повышенной частоты опорного генератора в известном устройстве накладьгоает точный KOJCIH рующий счетчик, на вход, которого при од новременном вдтерполяционном кодировании в старт- и стоп- каналах поступают импульсы с частотой в два раз большей частоты опорного генератора. Удвоение частоты на входе точного кодирующего счетчика происходит за счет сдвига на половину периода последовательности выходных импульсов селектора точного кода стоп- канала и объединения этой последовательноети с последовательностью импульсов селектора точного кода стартканала. Цель изобретения - повышение быстро действия и точности двухшкального изме рителя временных интервалов. Поставленная цель достигается тем, что в измеритель временных интервалов, содержащий два блока селекции точных временных интервалов, входы которых со единены с первыми входами двух расширителей временных интервалов и служат входами устройства, а выходы соединены со входами двух селекторов точных кодов, входами селектора грубого кода и вторыми входами двух р)асширителей временных интервалов, генератор опорной частоты, соединенный со вторыми входами блоков селекции точных временных интервалов, третьим входом селектора грубого кода и вторыми вхоцами селектор точных кодов, третьи входы которых соединены с выходами расширителей временных интервалов, элемент ИЛИ, входы которого соединены с выходами селекторов точного кода, точный кодирующий счетчик,выхоа которого соеа;нненсовходом грубого кодирующего счетчика через блок стъшовки кодов, второй вход которого, соединен с выходом селектора грубого кода, введены инвертор и два элемента И причем входы первого элемента И соединены с выходами селекторов точного кода, а его выход соединен со счетным входом второго разряда точного кодирую щего счетчика, первый вход второго элемента И соединен с выходом элемента ИЛИ, второй вход этого элемента соединен через инвертор с выходом первого элемента И, а его вход подключен к сче ному входу точного кодирующего счетчик Введение дополнительных элементов . обеспечивает анализ одновременного появления сигналов кодирующих последовательностей с двух каналов интерполяции и фиксирования этих случаев совпадения во втором разряде точного кодирующего счетчика. 84 На чертеже приведена блок - схема предлагаемого, устройства. Измеритель временных интервалов содержит источники 1 и 2 старт- и стопсигналов соответственно, генератор 3 опорной частоты, расширители 4 и 5 временных интервалов, блоки 6 и 7 селекции точных временных интервалов, селекторы 8 и 9 точных кодов, селектор 10 грубого кода, элементы И 11, 12, элемент ИЛИ 13, интегратор 14, точный кодирующий счетчик 15, блок 16 стыковки кодов, грубый кодирующий счетчик 17. Старт- сигнал 1, задающий начало измеряемого временного интервала, поступает на вход блока 6 селекции и запускает расширитель 4 временного интервала. Блок 6 селекции выделяет из последовательности импульсов генератора 3 опорной частоты ближайший сигнал, которым запускаются селекторы точного 8 и грубого 10 кодов. Этот сигнал определяет окончание точного временного интервала, формируемого на входе расширителя 4. Серия импульсов, пропорциональная выделенному временному интервалу, с выхода селектора точного кода 8 через элементы ИЛИ 13 и И 12 nociynaeT на счетный вход точного кодирующего счетчика 15. Стоп- сигнал 2, задающий окончание измеряемого временного интервала, поступает на вход блока 7 селекции и на вход расширителя 5, Сигналом с выхода блока 7 селекции останавливается селектор 10 грубого кода и запускается селектор 9 точного кода. На выходе селектора 9 формируется серия импульсов, пропорциональная интервалу времени между стоп- сигналом 2 и предшествующим ему импульсом опорного генератора 3. При совпадении импульсов на выходе селекторов 8 и 9 срабатывает элемент И 11, сигнал которого по цепи: инвертор 14 - элемент И 12 блокирует поступление импульсов на счетный вход точного кодирующего счетчика 15, В то же время импульсы с выхода элемента И 11 поступают на счетный вход второго разряда счетчика 15. При отсутствии кодирующих импульсов на выходе одного из селекторов 8 или 9 импульсы другого селектора через элементы ИЛИ 13, И 12 поступают на счетный вход точного кодирующего счетчика 15, Сигнал переполншия счетчика 15 при помощи блока 16 стыковки кодов заносится в грубый кодирующий счетчик 17, который предназначен дляфиксации импудьсов грубой серии селектора Ю, По сравнению с известным устройств вом в предлагаемом измерителе временных интервалов в два раза снижена потр ность измерения, обусловленная нелииеб ностью и нестабильностью интерполяцвон ных расширителей временных интервалов При эквивалентном с используемым в известном устройстве шаге квантования измеряемых временных интервалов предложенное устройство позволяет приблизительно в четыре раза снизить мертво время преобразования за счет сужения в два раза диапазона интерполяшга пичения в два раза скорости собственно интерполяционного преобразования. Для малых значений измеряемых временных интервалов ( при одновременной работе расширителей временных интервалов) сни жение мертвого времени сказывается еще более существейным (приблизител но в 8 раз). Ф.ормула изобретения Двухшкальный измеритель временных интервалов, содержащий два блока селекшш точных временных интервалов, входы которых соединены с первыми входами двух расширителей временных интервалов и служат входами устройства, а выходы соединены со входами двух селекторов точных кодов, входамиСелектора грубого кода и вторыми входами Двух расширителей временных интервалов, генератор опорной частоты, соединенный со вторыми входами блоков селекции точных временных интервалов, третьим входом селектора грубого кода и вторь1ми входами селекторов точных кодов, третьи входы которых соединены с вьосодами расширителей временных интервалов, элемент ИЛИ, входы которого соединены с выходами селекторов точного кода, точный кодирукиций счетчик, выход которого соединен со входом грубого кодирующего счетчика через блок стыковки кодов, второй вход которого соединен с выходом селектора грубого кода, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности, в него введены инвертор и два элемента И, причем входы первого элемента И соединень с выходами селекторов точного кода, а его выход соединен со счетным входом второго разряда точного кодирующего счетчика, первый вход второго элемента И соединен с выходом элемента ИЛИ, второй вход этого элемента соединен через Инвертор с выходом первого элемента И, а его выход подклк чен к счетному входу точного кодирующего счетчика.. Источники информадаи, принятые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР N9 368583, кл.а 04 F 1О/04, 1973. 2, Приборы для научных исследований, 1968, N9 9, с. 99-1О2, (прототип).