Устройство для измерения интервалов времени Советский патент 1982 года по МПК G04F10/04 

Изобретение относится к элект{)онным устройствам для измерения неизвестных интервалов времени с использованием счетных импульсов и может найти применение в радиолокации,радионавигации, радиовысотометрии, автоматике и измерительной технике. Известно устройство для измерения интервалов времени, содержащее задаю щий .генератор, формирующее устройство, триггер, временной селектор, схе му управления, счетчик, делитель и устройство сброса показаний счетчика,1. Недостатком этого устройства является значительное время измерения для получения необходимой точности устройства. Кроме того, устройство имеет низкую точность измерения в случае когерентности импульсов начала и конца измеряемого временного интервала с импульсами мерной . Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения интервалов времени, содержащее задающий генератор, счетчик числа измерений, первый и второй триггеры, первый и второй элементы И и счетчик результата, вход которого соединен с выходом первого элемента И, первый вход которого соединен с выхбдом первого триггера и входом счетчика числа измерений, выход которого соединен с первым входом второго триггера, второй вход которого подключен к шине Пуск, а выход соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к шине Старт, а выход соединен с первым входом первого триггера, второй вход которого подключен к шине Стоп f2. Недостатком устройства является сложность реализации фазосдвигающей цепочки с большим числом отводов на высоких частотах. 3 Кроме того, разброс абсолютных задержек элементов И измерительной цепи ограничивает количество используемых сеток импульсов с фазовым сдвигом, что уменьшает точность измерения интервалов времени. -.--- .. , . Целью изобретения является упроще ние устройства и -повышение точности измерений. Поставленная цель достигается тем что в известное устройство для измерения интервалов времени, содержащее задающий генератор, счетчик числа измерений, вход :которого соединен с выходом первого триггера и первым входом первого элемента И, выход которого подключен к входу счетчика результата, выход счетчика числа измерений соединен с первым входом вто рого триггера, второй вход которого подключена шине Пуск, а выход сое динен с первым входом второго элемен та И, второй вход которого подключен к шине Старт, а выход к первому входу первого триггера, второй вход которого: подключен к шине Стоп, введены блок добавления импульсов, делитель частоты и последовательно соединенные смеситель, узкополосный фильтр и формирователь импульсов, вы ход которого подключен ко второму входу первого элемента И,.выход задающего генератора подключе.н непосредс-твенно к первому входу смесителя и через последовательно Соединенные блок добавления импульсов и делитель частоты ко второму входу смесителя второй вход блока добавления импульсов подключен к шине Стоп. На чертеже изображена структурная схема устройства. . Устройство, для измерения интервалов времени содержит задающий генера тор 1, блок, 2 добавления импульсов, делитель 3 частоты, смеситель 4, узкополоснь1Й фильтр 5. формирователь 6 импульсов, первый элемент И 7 счетчик 8 результата, первый триггер 9, счетчик 10 числа измерений, второй триггер П, второй элемент И 12. Выход задающего генератора 1 соединен через последовательно соединен ные блок 2 добавления импульсов, де.литель 3 частоты, смеситель 4, узкополосный фильтр 5 и формирователь 6 импульсов со вторым входом первого 5 4 элемента И 7 и непосредственно с первым входом смесителя 4, выход первого элемента И 7 соединенно входом счетчика 8 результата. Выход первого триггер:а 9 соединен с первым входом первого элемента И 7 и через счетчик 10 числа измерений с первым входом второго триггера 1t, выход которого соединен с первым входом второго элемента И 12. Выход второго элемента И 12 соединен с первым входом первого триггера 9. Второй вход второго элемента И 12 подключен к шине Старт а второй вход второго триггера 11 подключен к шине Пуск. Второй вход первого триггера 9 и второй вход блока 9 добавления импульсов подключены к шине Стоп. .. Устройство работает следующим образом. Последовательность импульсов с частотой повторения F с выхода задающего генератора f поступает на первый вход смесителя Ц непосредственно и через блок 2 добавления импульсов и делитель 3 частоты. Смеситель Ц осуществляет операцию перемно жения входных импульсных сигналов с частотами повторения F и Р|и где п - коэ(фицйейт деления делителя 3 частоты. Узкополосный фильтр 5 выДеляет из спектра сигнала на выходе смесителя i полезную составляющую с частотой F + Р|и. Формирователь 6 импуяьсс в преобразует гармонический сигнал с выхода узкополосного фильтрт 5 в последовательность импульсовj которая поступает на второй вход пе|Г вого элемента И 7- Добавление одногЙ импульса в импульсную последователь ность с выхода задающего гёйератора 1 изменяет фазу импульсного сигнала на выходе делителя 3 частоты на величину Р (1 ) гкг/и. Добавление второго импульса изменяет фазу сигнала на выходе делителя 3 частоты на величину Р (2) 20С/и)и т.д. В общем случае добавление к-импульсов в импульную последовательность с выхода задающего генератора 1 изменяет фазу импульсного сигнала на выходе делителя 3 чястоты на величину (к) к -. Так как перемножение входных сигналов, осуществляемое смеси телем 4, является линейной операцией, то изменение фазы одного из входных сигналов приводит к тйкому же изменению оазы результирующего

сигнала, что видно из следующей формулы:

C0623tFt-ao6t tt(K):. (afrf-2|E)t.4f(K)

coAl:(2iirF- f)t-ip(K)};

где .f (к) - фаза сигнала на выходе делителя 3 частоты.

Таким образом, изменение фазы импульсного сигнала на выходе делителя 3 частоты приводит к такому же изменению фазы импульсного сигнала на выходе формирователя 6 импульсов.

В режиме работы на первый вход 20 первого триггера 9 через второй элемент И 12 поступает стартовая последовательность импульсов, а на второй вход стоповая последовательность./ Счетчик 10 числа измерений, имеющий коэффициент пересчета п, и второй триггер 11 формируют цикл измереНИИ. Стоповая последовательность импульсов , поступающая на второй вход блока 2 добавления импульсов, изменя- ет фазу последовательности импульсов i счетной частоты с выхода формирователя 6 импульсов с дискретностью 2ГС()1|, что соответствует сдвигу во времени с дискретнос тью Т}и , где Т F +tPW 5 период счётной частоты. Эти сдвинутые; относительно друг друга, последовав тельности импульсов поступают через первый элемент И 7 на счетчик 8 результата, который фиксирует измеряе- 40 мый интервал времени между стартовой и стоповой последовательностями.импульсов.

Предлагаемое устройство для изме- 45 ения интервалов времейи обладает ледующими преимуществами: формироание сеток импульсов счетной частоы, сдвинутых между собой по фазе, оследовательно во времени, позволяет JQ

917175

существенно повысить точность изме рения временных интервалов, простота и функциональная надежность.

В изготовленном макете, с параметрами F«-15 МГц и п 32, была получена точность измерения временных интервалов At It 2,5 в широком диапазоне температур. .

10

Формула изобретения

Устройство для измерения интервалов времени, содержащее задающий генератор, счетчик числа измерений, вход которого соединен с выходом первого триггера и первым входом первого элемента И, выход которого подключен к входу счетчика результата, выход счетчика числа измерений соединен с первым входом второго триггера, второй вход которого подключен к шине Пуск, а выход соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к шине Старт,,а выход - к первому входу первого триггера, второй вход которого подключен к шине Стоп, о т л и ча юще ее я тем, что, с целью упрощения устройства и повышения точности измерений, в него введены,блок добавления -импульсов, делитель частоты и последовательно соединенные смеситель, узкополосный фильтр и формирователь импульсов, выход которого подключен к второму входу первого элемента И, выход задающего генератора подключен непосредственно к первому входу смесителя и через последовательно соединенные блок добавления импульсов и Делитель частоты к второму входу смесителя, второй вход блока добавления импульсов подключен к шине Стоп.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 .. Измерительная техника, 19бЗ. К , с. , фиг. 2.

2. Авторское свидетельство СССР 558261, кл. G Ol F lO/Ot, 1976.

s

s

«

917175

Id