Устройство для измерения временного интервала между симметричными импульсами Советский патент 1982 года по МПК G04F10/04 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах телевизионной и импульсной техники дпя определения координат и временных интервгшов.

Известно устройство для измерения временных интервалов, содержащее два счетчика, четыре триггера, элемент совпадения, пять элементов И, ИЛИ, две линии задержки, цифровой. измеритель и блок цифровой-индика:ции fl .

Однако это устройство обладает низкой точностью, при измерении временного интервала между двумя импульсами, амплитуды длительности которых могут изменяться, а, кроме того содержит значительное число элементов.

(Известно также устройство дпя измейения временного интервала между симметричными импульсами, содержащее пороговый-усилитель, счетчик, два триггера, два элемента ИЛИ, элемент НЕ и три элемента И 2 .t

Недостатком этого устройства является низкая точность измерения, связанная с возможностью ложных срабатываний счетчика.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является.

устройство для измерения временного интервала между симметричными импульсами, содержащее пороговый усилитель, вход которого соединен с входной шиной, а выход подключен к первым входам первого триггера, первого элемента и. и элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И,второй вход которого под10ключен к выходу первого триггера,который соединен с входом второго элемента И,второй вход которого подключен через элемент НЕ к выходу элемента ИЛИ, который подключен к первому вхо15ду третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератсфа импульсов заполнения, а выход подключен к входу второго триггера, К1ХОД которого через фо н ирователь

20 импульса подключен к первому входу четвертого элемента И, выход которого соединен с входом счетчика, а второй .вход соединен с выходом пятого элемента И, один из входов кото 5рого соединен с выходом второго элемента И, а другой - с выходом генератора импульсов заполнения 3. ,

Недостатком этого устройства является низкая точность измерений на

30 частотах, предельных для используе мых элементов даже в случае, кОгда фронты информационных импульсов син хронизированы -с фронтами импульсов заполнения, что обычно имеет место в телевизионных системах с матричными или линейными фотоприемниками. Цель изобретения - повышение точ ности измерений. Поставленная цель достигается тем что в устройство, содержащее порого вый усилитель, вход которого соединен с входной шиной, а выход - с вхо дом триггера, выход которого подклю чен к первому входу первого элемента И, второй вход подклйчен к выходу элемента НЕ, а выход соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с вых дом генератора импульсов заполнения и с первым входом третьего элемента И, четвертый элемент И, дополнитель но введены элемент НЕ, реверсивный счетчик ..и формирователь стробируювдего импульса, вХод которого подклю чен к шине пуска, а выход подключен .к третьему входу второго элемента И и второму входу третьего элемента И, третий вход которого соединен с .выходом четвертого элемента И, первый вход которого соединен с -выходо триггера через дополнительный элемент НЕ, а второй вход подключен к выходу элемента, НЕ, вход которого соединен с выходом порогового усилителя, выход второго элемента И подключен к суммирующему, входу ре-, версивного счетчика, вычитающий вхо которого соединен с выходом третьего элемента И. На чертеже приведена блок-схема устройства для измерения вреэменного интервала между симметричными импульсами . Устройство содержит пороговый ус литель 1,триггер 2,элементы НЕ 3 и элементы И 5 и 6, генератор 7 импульсов заполнения, элементы И 8 и 9, реверсивный счетчик 10 и фор мирователь 11 стробирующего импульса. Устройство работает об разом. В начале работы на вход формирователя II стробирующего импульса приходит импульс ПУСК. По шгреднему фронту этого импульса формирователь jl начинает формировать импульс стр ifo..определенной длительности. Дли. тельность этого импульса выбирается равной максимальному промежутку времени, в течение которого могут приходить сигналы СТАРТ и СОЮП, между котОрЕЛМи измеряется временной . интервал. Так как до прихода импуль са СТАРТ-на выходах порогового усилителя 1 и триггера 2 присутствует уровень логического О, то элемент И б устанавливается в сосзгояние 1 сигналами 6 элементов ЙЕ 3 и. 4. игналами с формирователя 11 стробирующего импульса и элемента И б открывается элемеТнт И 9, разрешая рохождение импульсов с генератора 7 импульсов заполнения на вычитающий вход реверсивного счетЧика 10. Сигналы на суммирующий вход счетчика 10 в это время не проходят, так как элемент И 8 в это время закрыт сигналом с выхода элемента И 5, так как на выходе триггера 2 логический О. Приходящий импульс СТАРТ нормируется в пороговом усилителе 1. Во время действия этого импульса . элемент НЕ 3 закрывает элементы И 5 и 6 а они в свою очередь закрывают элементы И 8 и 9, запрещая таким образом, прохождение импульсов заполнения на входы счетчика 10. Импульс СТАРТ после порогового усилителя 1 вызывает опрокидывание триггера 2 в состояние 1. Поэтому после окон- . чания этого импульса через элемент НЕ 4 закрывается элемент И б и, следовательно, и 9 И, запрещая прохождение импульсов заполнения на вычитающий вход счетчика 10. Одновременно открывается элемент И 5 сигналами с триггера 2.и элемент НЕ 3, который открывает элемент И 8, разрешая прохождение счетных импульсов с генератора 7 на суммирующий вход счетчика 10. При приходе импульса СТОП счетные импульсы на вход счетчика 10 не проходят,.так же как и при приходе импульса СТАРТ. Импульс СТОП вызывает опрокидывание триггера 2 в исходное состояние и поэтому после его окончания снова будут проходить импульсы заполнения на вычитающий вход счетчика,10, поскольку состояние устройства такое же, как и до прихода импульса СТАРТ. По окончании импульса с формирователя 11 элементы И 8 и 9 запрещают прохождение импульсов генератора 7 на входы счетчика 10 и счет прекращается. Пусть длительность стробирующего импульса составляет Ытактов (1 такт-один период импульсов с генератора 7 импульсов заполнения), время между началом эталонного импульса и началом импульса СТАРТ - п тактов, длительность импульса СТАРТ на выходе порогового усилителя - X тактов, импульса СТОП - У тактов, а длительность между концом импульсаСТАРТ и началом импульса СТОП - Z тактов. Тогда нетрудно показать, что в конце измерения счетчик насчитывает 2(51:1 +Z)-N тактов. Выражение в скобках представляет собой расстояние между центрами импульсов. Постоянная ошибка в N тактов может быть VyctpaHetja предварительной установкой в йой ояние N. Если. с1;Ь чййцЙ ли ей :ЙЙ с емкостью эта бшибка йсЫючается самим счё чиком. Перед начёшом следующего измерения необходимо установить счетчик 10 и, во избежание сбоев, триггер 2 в исходное состояние. При неизвестном времени прихода импульса СТАРТ вместо внешнего импульса ПУСК можно использовать импульс СТАРТ с выхода порогового усилителя 1. Из описания работы устройства видно, что на выходе устройства будем иметь код времени, соответствующий сумме половин длительностей им пульсов СТАРТ и СТОП и длительности интервала между ними, что при симме ричной форме этих импульсов соответ ствует длительности измеряемого вре менного интервала. Повышение точности, по сравнению с известным устройством, обусловлено полным отсутствием возможности перекрытия счетных импульсой, приходящих на входы счетчика 10. В случае если импульсы СТАРТ и СТОП синхронизованы с импульсами заполнения, что имеет место при обработке видеосигнала с многозлементных приемников, то достигается точность измерения временного интервала, равная половине длительности интервала счетных импульсов при любой длительности импульсов СТАРТ и СТОП на частотах вплоть до предельных для используемой элементной базы. Таким образом, предлагаемое устро ство позволяет определить длительность временного интервала с лучшей точностью на предельных частотах. Формула изобретения Устройство для измерения временного интервала между симметричными импульсами, Ьодержащее пороговый усилитель,, вход которого соединен с входной шиной, а выход - с входом триггера, выход которого подключен к первому входу первого элемента И, второй вход подключен к выходу элемента НЕ, а выход соединен с первым входом второго злемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов заполнения и с первым входом третьего элемента И, четвертый элемент И, отличающ ее с я тем, что с целью повышения точности измерений, в него дополнительно введены элемент НЕ, реверсивный счетчик и формирователь стрвбирующего импульса, вход которого подключен к шине пуска, а выход подключен к третьему входу второго элемента И, третий вход которого соединен с выходом четвертого элемента И, первый вход которого соединен с выходом триггера через дополнительный элемент НЕ, а второй вход подключен к выходу элемента НЕ, вход которого Ьоединен с выходом порогового усилителя , выход второго элемента И подключен к суммирующему входу реверсивного счетчика, вычитающий вход которого соединен с выходом третьего элемента И. Источники информации. Принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 602912, кл. G 04 F 10/04, 1976. 2.Авторское свидетельство СССР № 554523, кл. G 04 F 10/04, 1977, 3.Авторское свидетельство СССР по заявке №2947575/21, кл. G 04 F 10/04, 1980 .