Устройство для измерения флуктуаций временных интервалов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЙ ФЛЮКТУАЦИИ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ, содержащее два измерительных канала, первый из которых ;состоит из последова тельно соединенных ограничителей по верхнему и нижнему уровню, дифференциального трансформатора и усилителя-ограничителя , а второй - КЗ последовательно соединенных ограничителей по верхнему и нижнему уровням и дифференциального трансформатора, а также усилителя-ограничителя, триггер , первый вход которого соединен с выходом усилителя-ограничителя второго измерительного канала, регулируемую линию задержки, вход которой соединен с ВЫХОДСЯ4 урилителя-ограничителя первого измерительного канала многоканальный дискриминатор длительности , содержгиций секционированную линию задержки N блоков формирования, каждый из которых состоит из после- . довательно включенных сумматора, ограничителя и выходного каскада, выходы которых соединены с выходами дискриминатора длительности, причел вход секционированной линии задержки соединен с входом дискриминатора длительности и подуслючены к первым входам всех сумма1оров, вторые входы которых пoдклibчeны к выводал секционированной линии задержки, два переключателя и счетчик импульсов, входы которого соединены с выходами дискриминатора длительности, вход дискриминатора длительности соединен с выходом триггера, ВТОЕЮЙ вход которого через первый )чатель соединен с выходом усилителя-ограничителя перво1Ю измерительного канала и ;выходом регулируемой линии задержки, а вход усилителя-ограничителя второго измерительного канала соединен через второй переключатель с соответ (П ствующими выходами обоих дифференциальных трансформаторов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, устройства , в него дополнительно введеg ны блок совп шения и триггер, перши t вход которого соединен с выходом усилителя-ограничителя первого измерительного канала, второй вход соединен с выходом усилителя-ограничителя второго измерительного канала, при этом первый вход блока совпадения со б5дннвн с выходом дополнитель- , ного триггера, вторые входы соединены, с выходами регулируемой линии задержки , выполненной секционированной, а выход блока совпадения соединен с дололнятельньм входом счетчика импульсов .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

«9) (Н) З(Ю G 04 F 10 00 г "я .,,, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

И ABTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3415072/18-21 (22) 31.03.82 (4б) 07.08.83. Вюл. Р 29 (72) В.И. Маслов, Г.И. Прокопенко-, М.Д. Сафиуллкнн В.Ф. Хованский (53) б21.317(088 ° 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 488158, кл . G. 01 В 23/00, 197б

2. Авторское свидетельство СССР

9 938248, кл. G 04 F 10/00, 1980 ° (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЙ

ФЛЮКТУАЦИЙ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ . содержащее два измерительных канала, первый из которых состоит из последовательно соединенных ограничителей по верхнему и нижнему уровню, дифференциального.трансформатора и усилителя-ограничителя, а второй — кэ последовательно соединенных ограничителей по верхнему и нижнему уровням и дифференциального трансформатора, а также усилителя-ограничителя, триггер, первый вход которого соединен с выходом усилителя-ограничителя второго измерительного канала, регулируемую линию задержки, вход которой соединен с выходом усилителя-ограничителя первого измерительного канала, многоканальный дискриминатор длитель. ности, содержащий секционированную линию задержки )(блоков формирования, каждый из которых состоит .из последовательно включенных сумматора, or" раничктеля к выходного каскада, выходы которых соединены с выходами дискриминатора длительности, причем вход секционированной линии задержки соединен с входом дискриминатора длительности к подключены к первым входам всех сумматоров, вторые входы которых подклйчены к выводам сек» ционированной линии задержки, два переключателя и счетчик импульсов, входы которого соединены с выходами дискриминатора длительности, вход дискриминатора длительности соединен с выходом триггера, второй вход которого через первый переключатель соединен с выходом усилителя-ограничителя первого измерительного канала и, выходом регулируемой линии задержки, а вход усилителя-ограничителя второго кзмерительного канала соединен че-g рез второй переключатель с соответствующими выходами обоих дифференциальных трансформаторов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расшире- ния функциональных возможностей,уст ройства, в него дополнительно введе-

Ф ны блок совпадения к триггер, первый, вход которого соединен с выходом усилителя-ограничителя первого измерительного канала, второй вход соединен с выходом усилителя-ограничителя второго измерительного какала, при этом первый вход блока совпадения соединен с выходом дополнительного триггера, вторые входы соединены с выходами регулируемой линии задержки, выполненной секцконировайной, а выход блока совпадения соединен с дополнктельнъие входом счетчика импульcon.

1034007

Изоберетение относится к измерительной технике, а именно измерению временных интервалов.

Известно устройство для непрерывного измерения периода следования импульсов, содержащее счетчик„ генератор эталонной частоты, две схемы совпадения, ждущий мультивибратор, триггер и регистр сдвига 513.

Недостатками данного устройства являются сложность изготовления генератора эталонной частоты и отсутствие возможности измерения длительности импульсов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является уст-15 ройство для измерений Флюктуаций временных интервалов, содержащее два измерительных канала, первый из которых состоит из последовательно включенных ограничителей по верхне- 20 му и нижнему уровню, дифференциального трансформатора и усилителя-ограничителя, а второй — из включенных последовательно ограничителей по верхнему и нижнему уровням и дифференциального трансформатора, а также усилителя-ограничителя, триггер, один вход которого соединен с выходом услителя-ограничителя второго измерительного канала, регулируемую линию задержки, вход которой соединен с выходом усилителя-ограничителя первого измерительного канала, два переключателя, многоканальный дискриминатор длительности, содержащий секционированную линию задержки иКИ блоков формирования, каждый из которых состоит из последовательно включенных сумматора, ограничителя и выходного каскада, ныходы которых соединены с выходами дискриминатора дли- 40 тельности, причем вход секционированной линии задержки соединен с входом дискриминатора длительности и подключен к первым входам всех сумматоров, вторые входы которых подключе"45 ны к выходам секционированной линии задержки и счетчик импульсов, входы которого соединены с выходами дискриминатора длительности, дополнительный вход которого соединен " вы- gg ходом триггера„ нторой вход которого через перный переключатель соеди.нен с выходом усилителя-ограничителя первого иэмерительного канала и выходом регулируемой линии задержки, а вход усилителя-ограничителя второго измерительного канала через вто" рой переключатель соединен с соответствующими выходами обоих дифференциальных трансформаторов I 2).

Однако известное устройство не позволяет измерять длительность поступающих на его нход временных интервалон, для определения которой приходится использовать другую аппа ратуру, что не позв«ляет измерять длительность временных интервалов

«т интервала к интервалу.

Цель изобретения — расширение оункциональных возможностей устройства за счет одновременного измерения флюктуаций и длительности флюктуирующих временных интервалов.

Поставленная цель достигается тем, что н устройство, содержащее дна измерительных канала, первый из которых состоит из последовательно вклю- . ченных ограничителей по верхнему и нижнему уровню, дифференциального трансформатора и усилителя-ограничителя,а второй — из последовательн« соединенных ограничителей по верхнему и нижнему уровням и дифференциального трансфорглатора, а также усилителя-ограничителя, триггер, первый нход которого соединен с выходом усилителя-ограничителя второго измеритзльного канала, регулируемую линию задержки, вход которой соединен с выходом усилителя-ограничителя первого измерительного канала, многоканальный дискриминатор длительности, содержащий секционированную линию задержки и 4 блоков формирования, каждый из которых состоит из последовательн« включенных сумматоров, ограничителя и выходного каскада, выходы которых соединены с выходами дискриминатора длительности, причем вход секционированной линии задержки соединен с входом дискриминатора длительности и подключен к перным входам всех сумматоров, вторые входы которых подключены к выходам секциониронанной линии задержки, два переключателя и счетчик импульсов, входы которого соединены с выходами дискриминатора длительности, вход дискриминатора длительности соединен. с выходам триггера, второй вход которого через первый переключатель соединен с выходом усилителя-ограничителя перногс измерительного канала и выходом регулируемой линии задержки, а вход усилителя-«граничителя второго измерительного канала соединен через второй переключатель с соответствующими выходами обоих дифференциальных трансформаторов, введены блок совпадения и триггер, первый вход которого соединен с выходом усилителяограничителя первого измерительного канала, второй вход соединен с выходом усилителя-ограничителя второго измерительного канала, при этом первый вход блока совпадения соединен с выходом дополнительного триггера, вторые входы соединены с выходами регулируемой линии задержки, выполненной секциониронанной, а выход блока совпадения — с дополнительным входом счетчика импульсов.

1034007

На чертеже приведена структурная схИма устройства.

Устройство содержит два измерительных кайала 1 и 2, каждый йз которых состоит из ограничителя 3 по верхнему уровню, ограничителя 4 по нижнему уровню, дифференциального трансформатора 5 и усилителя-ограничителя 6, триггеры 7 и 8, секционированную регулируемую линию 9 задержки, выполненную в виде набора секций, соеди- 10 ненных последовательно, с одинаковым временем задержки каждой секции 6Z" р и с дополнительными выходами от точек соединения каждой секФти, подсоединенными к раздельным контактам 15 одной неподвижной платы переключате- . ля 10, блок ll совпадения, переключарокидывая его в новое устойчивое сос60

65 тояние. Импульсы напряжения со второй обмотки трансформатора 5.1 (обратной полярности) подаются на усилитель-ограничитель 6 со второго измерительного канала, с помощью которого выделяются импульсы, соответствующие переднему фронту измеряетых импульсов обратной полярности. тель 12, многоканальный дискриминатор

13 длительности и счетчик импульсов

l4. Многоканальный дискриминатор 13 2О состоит из секционированной линии 15 задержки H М блоков 16 формирователей, каждый из которых состоттт из сумматора 17, ограничителя 18 и выходного каскада 19. Сигналы подаются на входные шины 20 и 21.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Исследуемые временные интервалы, длительность которых Г необходимо измерить на заданном уровне (0>> ), подаются на входттую шину 20 ограничителя 3.1. Ограниченные сверху до заданного уровня измерения (Ц ) импульсы подаются на ограничитель

4.1. Уровень ограничения снизу вы- 35 бирается таким, чтобы на выходе ограничителя 4 получались практически прямоугольные импульсы с длительностью, равной длительности входных импульсов на заданном уровне изме- 40 рения. Эти импульсы подаются на трансформатор 5.1 с двумя вторичными обмотками, с которых снимаются разнополярные импульсы. Импульсы напряжения с первой выходной обмотки транс- 45 форматора 5 подаются на усилительограничитель 6.1, с помощью которого выделяется импульс, соответствутощий переднему фронту импульса измеряемого временного интервала. Этот импульс задерживается в секционированной регулируемой линии 9 задержки на время 1 ь, соизмеримое с длительностью измеряемого временного интер-. (t Л. )stan+ и через первый контакт подвижной платы переключателя

10 подается на вход триггера 7, onЭти импульсы поступают на второй вход триггера 7, опрокидывая его в исходное состояние. Сформированные усилителями-ограничителями б импульсы поступают также на входы дополнительного триггера 8, работа которого аналогична работе триггера 7. Сформированный триггером 8 импульс, длительность которого равна длительности измеряемого временного интервала .(в рассматриваемом случае — периода повторения импульсов) подается на разрешающий вход блока 11 совпадения, на второй вход которого поступают итттпульсы с выходов секционированиой регулируемой линии .9 задержки, снимаемые с каждого из контактов второй неподвижной платы переключателя 10.

Общее количество контактов переключателя 10 равно количеству секций линии 9 задержки. В результате на выходе блока 11 совпадения появляются импульсы с дискретностью во времени а, количество которых прямо пропорционально длительности измеряемого временного интервала, длительность которого с погрешностью, не превышающей времени задержки между двумя соседними выводами секционированной регулируемой линии задержки 9, опреде ляется выражением 1=Мз тти„, где Йтт,тколичество импульсов на восходе блока совпадения,-определяемое длительностью импульса, сформированного триггером 8 и считываемое счетчиком

14 на дополнительном его входе). Положение переключателя 10 выбирается таким, чтобы переключение его в одну сторону не приводило к увеличению количества импульсов на выходе блока 11 совпадения, а переключение на одну ступень в другую сторону приводило к уменьшению количества импульсов на один., Контроль правильности о выбранного,положения переключателя 10 осуществляется с помощью счетчика 14 импульсов.

В результате на выходе триггера 7 появляются импульсы, длительность которых равна погрешности измерения временного .интервала, не превышающей

КС3р, определенной с помощью триггера

8, блока ll совпадения, регулируемой секционированной линии 9 задержки и счетчика 14.

Сформированный триггером 7 импульс поступает на входы сумматоров 17 и на вход секционированной линии 15 задержки дискриминатора 13 длительности. Суммарное время задержки секционироваиной линии 15 задержки рав- но времени задержки одной секции регулируемой секционированной линии

9 задержки тт вр (э -.а,тр) °

Задержанный последовательно на время т".т з т: > "-ЬТ т фГ ;2,>, А Гз (тт -q) импульс с каждого из И,т выходов линии 15 задержки поступает на вход

1034007 сУмматОРа 1 7 cHQBГО б.?Ока r о фо(х. .ii рователей Ди:криминатО1?а 13 длитсль

В PB3jJ3hTIITB на выходах матОРа 1 7 появлнютсЯ с к ОРО IB« f? ые им1! р Л ь С?1? С EE И С К p e Т Н о C Т ь ю в О В р B i:: e Н И

«ю ?иче тво которых пря

МО ?IPOHOPÖÈOÍ«ËÜÍO ДЛИТЕЛЬНОСТИ ИЗ меряемого временного интернала, длитель?. ость которого определяется выраже? ием Ь6 =61, ?? и {где 1 1(I — количество импульсов !IB. йыходе дискриминатора 13, определяе?лое вел??ниной измеряемого временного интервала, не превышающего Ь Г3р {при максимальном значении измеряемогo нремен«ого и«вЂ” тервала оно равно количеству сек?(ий 15 линии задержки 15). Укороченные импульсы с выхоцов сумматоров 17 поступают на входы своих усилителей-ограничителей 18, с выходов которых через выходные блоки 19 количество им- 2{) пульсов считывается счетчиком 14.

Абсолютное значение длитель?Ности измеряемого временного интервала определяется сутулой

"ИSM + Зсс Зр (?? 2.

Пример характеризует работу устройства при измерении флюктуирующих по длительности периодов повторения импульсон. Измерение других временных интервалов {длительности импульсон, задержки одно9 им;-ульсной последовательност? от«ос .Тельно другой и т.д.) обеспечивается за счет выбора других положений переключателей 10 и 12 и испольэова«ия второго входа измерителя.

Измерение флюктуаций временных интерьалон является частным случаем 40 работы измерителЯ фл?Окту??рующих и«тервалов и ?ожет осу .. ествляться .<ак известным ранее способом, так и сравнением резуль-татов измерения двух

СОСЕД«ИХ ВР<3?Л. .?!1?ЫХ ?IOCËBEOIIÂTB IhHOC — с1 С

Tcй {длитель:- .;. TFI первого импульса со. «1 1 . для «3::,r pB?I:FI?I длиJ (IE.h HOÑ TF1 ?3(.". (C«H?=rÕ И?? ТЕРнаЛОВ ДНУХ

" .ПИИ 3«?E(EРжК!I r ВЫПОЛИBFi«ЫХ СЕКЦИО««ров а:? «о, обеспечивает измерение и??тсрвалонс ллитсльнОсти которых соизмеримы или ме:?ьше суммарного врелеп?л задержки этих линий задержки. ((ри -i T(3! I измер HHB нременных интерНа?!(.?3 с Д?П?т;..?;?, !О<.тЬ КотОРЫХ МЕНЬШЕ суммарного времени задержки обеспе-! «1На ТСЯ Г?сУT(3!1 ИЗ?ЛЕ?? НИЯ ЭТОГО ВРЕМЕ

?.и { y! IB«h i!BFIFI?I ) с помощью переключателя 10, обеспечивающего подключение

1?еобхолимого количества секций линии

"-,адержки 9.

Ис!Iоль зова«ие для ?<змере??ия дливЂ..л ь «ест?. флюк туируютцих в ременных интеpE алов количества импульсов с

3;?ходов бло:<а 11 совпадения и дис<риминатора 13 длительности позволя. т р.-.сщирить функциональные воэмож:-,ости изв=-стного измерителя флюктуаций временных интервалов эа счет одновременного измерения флюктуаций и флюктуирующих временных интервалов.

Исгользова«ие секционированной ли«ни задержки 15 с одинаковым временем задержки каждой секции и суммарным эременем задержки, равным времени задержки одной секции линии задержки 9 для измерения временного интернала, ;IpHhi?Iегo„ чем время задержки секции

??ин?.и 9, обеспечивает получение ре3уль атон измерений флюктуирующих

3рВМс Hны.-: HHтервалoB с погрешностями, е превь?3??ающими времени задержки одзой секции линии 15 задержки, т,е.

AYyg,, что пр наличии линий задержки с се?(ЦиЯмисобеспечина?(?Щими заДеРЖ

<у «а единицы н носекунд, позволяет лэмерять временные интерналы с макимальными длительностями, определяемыми суммарным временем задержки .1!:ОГОсекпиОннь?х линий задержки с тОч

«nC-.:-Ю „O ЕДИ; И, I?a«OССКУНД „

1034007

ВНИИПИ Закан 5623/50

Тираж 411 Подписное ю Ч

Филиал ППП ."Патент", г.Уигород,ул. Проектная, 4