Синтезатор временных интервалов

 

СИНТЕЗАТОР BPEMEHffiJX ИНТЕРВАЛОВ , содержаишй последовательно соединённые опорный генератор, умножитель частоты и многоразрядный счетчйк с предварительной установкой и опознаванием заданного состояния, а также входной формирующий блок, сое .диненный с входом Олока управления, первый выход которого подключен к второму входу счетчика, выход опознавания которого подключен к входу одного из двух формирователей выход-; ных импульсов и второму входу блока управления, отличающийся teM, что, с целью повышения разрешающей способности, в него введены блок смешения частоты сигнала опорного генератора, второй умножитель частоты, блок выделения совпадения фаз и второй счетчик с предварительной установкой и опознаванием заданного состояния, причем вход второго умножителя через блок смещения частоты сигнала опорного генератора подключен к выходу опорного генергътора, блок выделения совпадения фаз входами подключен к выходам умножителей,а выходом - к третьему входу блока управления , первый и второй Bxojw вто- § рого счетчика подключены соответствен (Л но к выходу вторЫго у шожителяи второму выходу блока упоавления, а выход опознавания соединен с четвер тьм входом блока управления н входом второго формирователя выходных ям& с пульсов.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

ы

РЕСПУБЛИН

«Е «Н

3(Я) 0 0 F 1 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н *н.снснсы„сннантпвств, Г ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3428053/18-21 (22) 19.04.82 (46) 07 ° 08.83. Бвл.: в 29 (72.) С.А. Соломин (53) 621. 317. 757 (088. 8) (56) 1. Синтезатор интервалов времени 47-21. Техническое описание и инструкция по эксплуатации, 1972 .

2. 5359A. Time Synthesizet Temporary operating and service information.-)hewlett-Packard Company, 1978.

f54)(57) СИНТЕЗАТОР ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ, содерхащий последовательно соедийенные опорный генератор, умнохитель частоты и многоразрядный счетчик с предварительной установкой и опознаванием заданного состояния, а такие входной формирувщий блок, сое,диненный с входом блока управления, первый выход которого подключен к второму входу счетчика, выход onosнавания которого подключен к входу одного иэ двух формирователей выход-; ных импульсов и второму входу блока управления, о т л и ч à в шийся тем, что, с целью повьаяения разрешавщей способности, в него введены блок смещения частоты сигнала опорного генератора, второй умнохитель частоты, блок выделения совпадения фаэ и второй счетчик с предварительной установкой и опознаванием заданного состояния, причем вход второго умноиителя через блок смещения частоты сигнала опорного генератора подключен к выходу опорного генератора, блок выделения совпадения фаз входамн подклвчен к выходам умноиителей;а выходом « к третьему входу блока управления, первый и второй входы вто- Я рого счетчика подклвчены соответствен . но к выходу второго умножнтеля-и второму выходу блока управления, а выход оповнаваннн соедннен с четвер. :тьэа входом-блока управления и входоы второго формировавеля выходных им-. Я пульсов.

1034008

Синтеэатор временных интервалов относится к импульсным радиотехническим устройствам и предназначен для формирования двух сигналов с заданной времейнай задержкой, при поверке и калибровке измеритеЛей временных интервалов, осциллографов, а также для использования в измерительных системах.

Известен синтезатор временных интервалов,содержащий опорный генератор 10 умножитель чйстоты, блок управления, счетчик с предварительной установкой и опознаванием заданного состояния, входной формирующий блок и два формирователя выходных импульсов (1 .

Недостатком данного синтезатора является ограниченная разрешающая способность, равная периоду эталонного сигнала, а также низкая точность, (i обусловленная тем, что максимальная случайная погрешность достигает значения периода эталонного сигнала, а систематическая погрешность определяется нестабильностью па частоте сигнала опорного генератора.

Известен также временной синтезатор, содержащий последовательно соединенные опорный генератор, фазоуправляемый генератор (ФАПЧ-генератор), счетчик с предварительной установкой, выход которого соединен с блоком ана- 30 лаговой задержки, связанный с формирователем выходных импульсов, входной формирующий блок соединен с блоком управления, фазоуправляемым генератором и вторьм формирователем выход- 35 ных импульсов 1 2).

Недостатком синтезатора является низкая разрешающая способность и ограничение максимального значения формируемого временного интервала. 40

Цель изобретения — повышение разрешающей способности формирования временных интервалов.

Поставленная цель достигается тем, чта в синтезатор временных интервалов, содержащий последовательно соединенные опорный генератор, умнажитель частоты и многоразрядный счетчик с предварительной установкой и опознаванием заданного состояния, а также входной формирующий блок, подклю50 ченный к входу блока управления, первый выход которого подключен к второму входу счетчика, выход опознавания которого соединен с входом одного из двух формирователей выходных импульсов и вторым входом блока управления, введены блок смещения частоты сигнала опорного генератора, второй умножитель частоты, блок выделения совпадения фаэ и второй счет-бО чик с предварительной установкой и опознаванием заданного состояния, при этом вход второго умножителя через блок смещения частоты подключен к выходу опорного генератора, блок выделения совпадения фаз входами подключен к выха«пам умножителей, а вы— ходам — к третьему входу блока управления, входы вzoporo счетчика подключены соответственна к выходу второго умнажителя и второму выходу блока управления, а выход опознавания к четвертому входу блока управления и входу второгo формирователя выходных импульсов.

На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства.

Схема содержит опорный генератор

1, блок 2 смещения частоты сигнала опорного генератора, умнажители 3 и 4 частоты с коэффициентом умножения, блок 5 выделения совпадения фаз сигналов умножителей, блок б управления, счетчики 7 и 8 с предварительной установкой и опознаванием заданного состояния, Формирователи 9 и. 10 выходных импульсов и входной формирующий блок 11.

К опорному генератору 1 подключен блок 2 смещения частоты сигнала опорного генератора и умножитель 3. умножитель 3 и подключенный к выходу блока 2 смещения частоты умножитель 4 своими выходами подключены к блоку 5 выделения совпадения фаэ сигналов умножителей. Блок 5 своим выходом соединен с блоком б управления. К первым входам счетчика 7 и 8 подключены соответственно выходы умножителей 3 и 4, а ка вторым входам счетчиков — выходы блока б управления. Выходами опознаваний счетчики 7 и 8 подключены к входам блока б управления и соответствующим формирователям

9 и 10 выходных импульсов. К входу блока б управления подключен также входной формирующий блок 11.

Сущность работы устройства заключается в получении выходного интервала в виде разности двух интервалов, формируемых двумя счетчиками, заполненными различными эталонными последовательностями.

Если имеются два высакостабильных ,и близких по частоте сигнала так, что то при их смешивании возникает раэностный сигнал с периодом

= t»+.2 4"»«

» 2

» гДе » t -2 i М Й» Д)

» 2

Момент перехода через нуль раэнастного сигнала соответствует ра" венству фаз или противофазности сравниваемых сигналов. Если рассмотреть не. временной оси положение образующих точек по истечении одинакового ксличества периодов обеих последовательностей начиная с момента совпадения фаэ,то после первого периода их разделяет М, после двух периодов -25H. после трех — 3й и так далее. IIo uc1034008

3 течении К периодов разность между ними составит 1 . При этом К=41iba (»/

Одновременно к = к-») t», (.й) что означает новое совпадение фаэ сигналов.

Необходимый. временной интервал можно представить

T ="„Ф;" в где 4» >Hg - произвольные целые числа. . Из выражения (2) определяют т4 и, произведя подстановку, получают

Г,р 9ф М„» Я (4g g(К) с учетом (1) т 04„-й 1+„+М Ю (3)

Таким образом,запустив. оба счет- () чика в момент совпадения фаэ сигналов а момент отсчета Ng импульсов последовательности с периодом +,по-, лучают первый (синхронизирующий) . импульс, а в момент отсчета М» им- 25

1пульсов последовательности с пери одом Ф» -. второй импульс необходимого временного интервала.

Дискретность временного интервала составляет М61»-t jtm ограничи- g() вается возможностями технической реализации. Значение М» может быть выбрано ьт 1 до максимальной емкос- .ти первагд счетчика, т.е. ограничений по максимуму не имеет, 35

Минимальное значение 89 также равно 1, а максимальное значение era ограничено значением K.

, ПрИ выборе, например,Ь»- 100 нс, 99,5 нс,что соответствует частотам40 »- "10 ИГц,и "-10,05 МГц, Можно форин" овать временные интервалы оТ 0.5 нс

1 до 10 с при Й»= 10 ", до 100 с при Щ =

=10 и т.д. с дискретностью 0,5 нс.

Если необходимый временной интер вал представить Т - ххххххуу у нс, ЧЧ»У тб Н - -- -, xxxxxx =Hi Й, отсюда

М»- хххххх +N

В случае, если уу„у= 00,0, то необходимо пРинять H< = К, а 1)» = хххххх+ (Вт1) . Определение значений К», Hy u занесение кодов в счетчики 7 и 8..может .быть осуществлено с помощью микропроцессора, Поскольку максимальное значение

N -.-К, то максимальная задержка появлений первого (синхрониэирующего) ипульса после совпадения фаз t.oæåò составить k+g . Учитывая, что внешний запускающий импульс йоступает в произвольный момент времени, максимальное значение задержки до совпадения фаз сигналов (и начала раба" ты схемы устройства) также может составить kt y . Таким обрйзом, максимальная суммарная задержка синхронизирующего импульса относительно ,внешнего запускающего может составить 2К или для приведенного примера 39,8 мкс.

Эта задержка синхронизирующего импульса при поверке измерителей временных интервалов никакого практического значения не имеет. Во многих других задачах ее влияние можно исключить, используя в качестве запускающего импульса для системы синхронизирующий импульс и при необходимости корректируя значение формируемой задержки.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить разрешающую способность и пределы задания временного интервала.

1034008

5623/50 Тираж 411 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-Ç5, Раушская наб., д. 4/5 3 B K а -э

Филиал ППП Патент ; г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель М. Катанова

Редактор Л. Пчелинская Техред М,Гергель Корректор iO. Макаренко