Измеритель временных интервалов Советский патент 1982 года по МПК G04F10/04 

1

Изобретение относится к специальной технике и может использоваться для измерения временных, интервалов между непрерывно следующими импульсами.

Известно устройство для измерения временных интервалов, содержащее секционированную линию задержки, каскады совпадения, дифференцирующие звенья, ключ, триггер, счетчик L1J. Однако известное устройство обладает недостаточной точностью.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является измеритель временных интервалов, содержащий эталонный генератор, счетчик, секционированную линию задержки, вычислительный блок 2.

Однако данный измеритель обладает недостаточной точностью в наносекундном диапазоне измерений из-за трудности; изготовления с достаточной точностью секционированной линии задержки.

Целью изобретения является повышение точности.

Поставленная цель достигается тем, что в измеритель временных интервалов содержащий эталонный генератор, вычислительный блок, счетчик импульсов, в Jxoды КОТОРОГО подключены .к первым

входам вычислительного блока, введены фазовый детектор, фильтр и подстраиваемый генератор, первый выход которого соединен со входом счетчика импульсов, -а вторые выходы подключены к вторым входам вычислительного блока, выход эталонН.ого генератора, соединен с первым входом фазового детектора,- выход которого через фильтр соединен со входом подстраиваемого генератора, второй вход фазового детектора соединен с одним из выходов счетчика импульсов.

Подстраиваемый генератор содержит элемент управления и 1 последовательно соединенных ключей, вход первого ключа соединен с инверсньад выходом К-го ключа, выход которого является первым выходом подстраиваемого генератора, при этом выходы, ключей с первого по (К-О-й являются вторыми выходами подстраиваемого генератора, выходы элемента управления вход Которого является входом подстраиваемого генератора, соединены с выходами ключей. .

на фиг.1 приведена функциональная схема измерителя; на фиг. 2 схема подстраиваемого генератора;

на фиг. 3 - один из вариантов элементов управления.

Устройство содержит эталонный генератор 1 (фиг.и, фазовый детектор 2, фильтр 3, подстраиваемый генератор 4, счетчик 5 импульсов, вы-5 числительный блок б. .

Подстраиваемый генератор (фиг. 2) содержит V последовательно соединенных ключей 7-1,7-2,..., 7-V, элеент 8 управления. Один из вари- Ю антов элемента управления 8, представленный на фиг.З, содержит резисторы 9, варикапы 10, конденсаторы 11. Емкость на выходах элементов 8 уп- -, равления, вызывающая дополнительную ,15 задержку в ключах 7-1,7-2, ... T-IC, зависит от емкости варикапов 10, которая в свою очередь зависит от напряжения на входе элемента управления.,

Измеритель временных интервалов pa2Q работает следующим образом.

На выходах подстраиваемого генератора 4 вырабатываются сигналы с периодом Т, сдвинутые по времени последовательно на время f Т/(2-1() . 25 Период сигнала эталонного генератора 1 Тд Т, где 1- вес разряда выхода счетчика 5, который подключен ко второму входу фазового детектора 2. В режиме удержания сигналы на выхозп де эталонного генератора 1 и i-м выходе счетчика 5 совпадают по частоте и фазе. При расхождении фаз этих сигналов на выходе фазового детектора 2 вырабатывается сигнал, который через фильтр 3 смещает частоту подстраиваемого генератора 4 г так, чтобы устранить расхождение фаз. Величина измеряемого интервала, границы которого задаются импульсами, поступающими на вход измерителя, гру-40 бо определяется в вычислительном блоке б по кодам на выходе счетчика 5. Уточнение результата осуществляется по сигналам на выходах подстраиваемого генератора 4.45

На выходах ключей 7-2 ,7-2 . .. 7-К подстраиваемого генератора 4 вырабатываются сигналы с периодом Т, сдвинутые последовательно на величину С . Время С задержки сигналов в каж- jQ дом из ключей 7-1, 7-2,..., 7-1 складывается из собственной задержки ключа, и дополнительной задержки, вызванной управляющим элементом 8.

Управление периодом сигнала осуществляется изменением величины Т с выходом элемента управления 8.

Таким образом, изменения задержки Т, вызванные изменениями температуры, нестабильностью источников питания и компонентов схемы, компенсируются цепью фазовой автоподстройки частоты, что позволяет повысить точность по сравнению с известным усройством.

Формула изобретения

1. Измеритель временных интервало содержащий эталонный генератор, вычилительный блок,счетчик импульсов, выходы которого подключены к первым входам вычислительного блока, отлчающийся тем, что, с целью повь1шения точности в него введены фазовый детектор, фильтр и подстраивемый генератора, первый выход которо го соединен со входом счетчика импульсов, а вторые выходы подключены к вторым входам вычислительного бло;ка, выход эталонного генератора соединен р. первым входом фазо.вого детектора, выход которого через фильтр соединен со входом подстраиваемого генератора, а второй вход фазового детектора соединен с одним из выходов счетчика импульсов-.

2 Измеритель по п.1, о тл и чающийся тем, что подстраивамый генератор содержит элемент управления и . последовательно соединенных ключей, вход первого ключа соединен с инверсным выходом k-ro ключа, выход которого является первы выходом подстраиваемого генератора, при этом выходы ключей с первого по (k-1) й являются вторыми выходами подстраиваемого генератора, а выходы элемента управления, вход которого является входом подстраиваемого генератора, соединены с выходами ключей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 676973, кл. G 04 F 10/04, 1979.

2.Автоматика и вычислительная техника. Рига, Знание, 1980, № 5, с. 40-77.