Устройство для определения среднего значения интервалов времени Советский патент 1982 года по МПК G06F17/18 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СРЕДНЕГО ЗНАЧЕНИЯ ИНТЕРВАЛОВ ВРЕМЕНИ Изобретение относится к радиоизмер 1тепьной технике и может быть испрпьаовано для различных временных измерений когда измеряемые интервапы времени яв пяются повторяющимися. Среди различных измерителей интервалов времени наибольшее распространение получили измерители, работа которых основана на методе прямого счета периодической последовательности импульсов от опорного генератора, которыми заполняется измеряемый интервал. Основным недостатком этих измерителей является относительно большая погрешность квантования измеряемой величины, максималь ное значение которой известно как единица CHeTia. Уменьшение этой погрешности аа счет увеличения частоты заполняющих импульсов имеет предел, ограниченный конечным быстродействием электронных схем. При наличии повторяемости измеряемых интервалов погрешность квантования можно существенно уменьшить простыми техническими средствами за счет применения статистических принципов измерения, которые основаны на преднамеренном введении случайности в измерите льН1дй процесс и поспедукицем усреднении отдельных результатов измерения. При этом измеряется сроднее значение длительности интервалов времени. Известно устройство для измерения среднего значения повторяющихся временных интервалов, содержащее генератор случайного -{ ассоновского потока им{ гльсов, подключенный ко входу логической схемы, выход которой через вентиль подключен к входу счетчика числа благоприятных исходов. Периодическая последовательность измеряемых временных интервалов подается на вход формирующей схемы, выход которой подключен ко второму входу логической схемы. Второй выход формирующей схемы подключен через второй вентиль ко входу счетчика числа испытаний, выход которого подключен ко входу схеглы управления. Выходы схемы управления подключены, соответственно, к обоим вентилям и к схеме сброса, выходы которой подключены к счетчику благоприятных исходов и счетчику числа испытаний l, Недостатками устройства являются большая случайная компонента погрешности и большая нестабильность интенсивности импульсного потока заполнения, которая вызывает недопустимо высокую систематическую погрешность. Наиболее близким по технической сущ ности является устройство, в котором увеличения разрешающей способности используются импульсы заполнения, имеющие фазовую модуляцию по случайному закону. Это устройство содержит генератор шума, выход которого подключен к первому входу фазового модулятора, генератор, выход которого подключен ко второму входу фазового модулятора, выход которого через умножитель частоты соединен с первым входом селектора, второй вход которого является входом устройства; выход селектора через последовательно соединенные счетчик и блок усреднения подключен к входу блока индикации 2. Недостатком устройства является бол шая случайная погрешность из-за преднамеренной шумовой фазовой модуляции импульсов заполнения. Целью изобретения является повышение точности измерения за счет уменьше ния случайной погрешности. Для достижения указанной цели в уст ройство, содержащее, генератор шума, ге нератор, выход которого подключен к пер вому входу фазового модулятора, выход которого через умножитель частоты соединен с первым входом селектора, выход которого через последовательно соединен ные счётчик и блок усреднения подключе ко входу блока индикации, введен блок запоминания, при этом выход генератора шума подключен к первому входу блока запоминания, выход которого соединен с вторым входом фазового модулятора, вто рой вход блока запоминания соединен Со вторым входом селектора и является входом устройства. На чертеже изображена 4огнкциональная схема устройства дпя определения среднего зна1ения интервалов времени. Устройство Содержит генератор шума 1, генератор 3, выход которого подключен к первому входу фазового модулятора 2. Второй вход фазового модулятора I соединен с выходом блока запоминания 9 первый вход которого подключен к выходу генератора шума. Выход фазового модулятора через умножитель частоты 4 соединен с первым входом сепектора 5. Второй вход селектора соединен со вторым входом блока запоминания 9 и является входом устройства. Выход селектора через последовательно соединенные счетчик б и блок усреднения 7 подключен к входу блока индикации 8. Устройство для определения среднего значения интервалов времени работает следуюшим образом. На вход устройства поступает периодическая последовательность импульсов, длительность с которых требуется измерить. Эта последовательность импульсов подается на один вход селектора 5. На другой его вход поступает высокочастотный сигнал заполнения, который представляет собой последовательность коротких импу-пьсов с периодомTQ. Селектор открывается на время с я на его выходе возникает пачка импульсов, число П которых является случайным и равно либо Пд , либо По+1. Эти импульсы под считываются счет-г-1ком 6 и результат измерения одного i .-го интервала представляется в виде П -Тд. Результаты отдельных измерений усредняются в блоке усреднения 7 и среднее значение единичных измерений индицируется блоком индикации 8., Число импульсов П 4 , прошедших через селектор, определяется расположением последовательности импульсов сигнала заполнения относительно последовательности измеряемых временных интервалов L , Случайность в их взаимное расположение вводится посредством шумовой фазовой модуляции сигнала заполнения. Сигнал заполнения формируется следующим образом. Сигнал от опорного кварцевого генератора 3 поступает на фазовый модуля тор 2, в котором его фаза подвергается модуляции по случайному закону. Модулирующее напряжение поступает на фазовьгй модулятор с выхода блока запоминания 9, который осуществляет выборку и запоминание шумового напряжения от генератора шума 1. Выборка осуществляется в моменты времени, когда измеряемые интервалы времени поступают на селектор. Затем в течение времени это напряжение хранится блоком запоминания 9. При атом фаза импульсов сигнала заполнения изменяется случайным образом в промежутках между замеряемыми интервалами и остается неизменной в течение времени измерения С . Промодулированный таким образом сигнал кварцевого генератора 3 поступает на умножитель частоты 4, который состоит из схемы умножения частоты и схемы формирования короткихимпульсов, соответствующих однотипным переходам через нуль.

Данное устройство выгодно отличается от известного тем, что шумовая модуляция фазы сигнала заполнения осуществляется не всегда, а лишь в промежутках между измеряемыми интервалами. Этим устраняется компонента случайной погреш ности, связанная с шумовым набегом фазы сигнала заполнения в течение длительности измеряемого интервала времени.

Формула изобретения

Устройство для определения среднего

значения интервалов времени, содержащее генератор шума, генератор, выход которого подключен к первому входу фазового модулятора, выход которого через умножитель частоты соединен с первым входом селектора, второй вход которого является входом устройства, выход селектора через последовательно соединенные счетчик и блок усреднения подключен ко входу блока индикации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения TO4Hocraj в него введен блок запоминания, при этом выход генератора шума подключен к первому входу блока запоминания, выход которого соединен со вторым входом фазового модулятора, второй вход блока запоминания является входом устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 Авторское свидетельство СССР № 351226, кп. q 06 q 7/52, опублшс. 1972.

2. Патент США № 3886451, кл. 324-68, опубпик. 1975 (прототип).