Способ измерения временных интервалов между импульсами
Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения длительности временных интервалов между импульсами в последовательности прямоугольных импульсов. Цель изобретения - увеличение точности измерений. Способ измерения временных интервалов между импульсами заключается в формировании периодической последовательности эталонных импульсов с периодом Т<SB POS="POST">0</SB> и подсчете числа эталонных импульсов за время длительности интервалов между импульсами вспомогательной последовательности импульсов, синхронной с периодической последовательностью эталонных импульсов. Причем вспомогательную последовательность импульсов формируют, задерживая импульсы измеряемой последовательности до ближайшего эталонного импульса. Подсчитывают число N эталонных импульсов в интервале времени между К-м и Р-м (К≥Р) эталонными импульсами, считая соответственно от начала и конца интервала вспомогательной последовательности импульсов, соответствующего данному интервалу измеряемой последовательности импульсов. Результат измерения длительности данного интервала измеряемой последовательности вычисляют по формуле (N+K-P) Т<SB POS="POST">0</SB>. 6 ил., 3 табл.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН (19) (11) А1 (д) 4 G 04 .F 10/04
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbfTHRM
ПРИ ГКНТ СССР (21) 3624946/24-63 (22) 15,07,83 (46) 07.10.89. Бюл. Р 37 (72) О.Н. Муэыченко (53) 681.325.3(088,8) (56) Патент ФРГ Ф 12090649 кл. 83 d 6, 1966. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ BPEMFHHbK ИНТЕРВАЛОВ МЕЖДУ ИМПУЛЬСАМИ (57) Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения длительности временных интервалов между импульсами в последовательности прямоугольных импульсов. Цель изобретения — увеличение точности измерений. Способ измерения временных интервалов между импульсами заключается в.формировании периодической последовательности эталонных импульсов с периодом Т и подсчете числа эталонных импульсов за время длительности интервалов между
Изобретение относится к цифровой измерительной технике и может быть использовано в измерительной аппаратуре, аналого-цифровых преобразователях и устройствах обработки информации.
Цель изобретени я — увеличение точности измерений.
На фиг. 1 изображены временные диаграммы процесса измерения временных интервалов между импульсами известным счетно-импульсным и предлагаемым способами; на фиг. 2 — схема устройства синхронизации для случая
2 импульсами вспомогательной последовательности импульсов, синхронной с периодической последовательностью эталонных импульсов. Причем вспомогательную последовательность импульсов формируют, задерживая импульсы измеряемой последовательности до ближайшего эталонного импульса. Подсчитывают число N эталонных импульсов в интервале времени между К-м и P-м (К>- P) эталонньпы импульсами, считая соответственно от начала и конца интервала вспомогательной последовательности импульсов, соответ1 ствующего данному интервалу измеряемой последовательности импульсов, существующего данному интервалу измеряемой последовательности импульсов. Результат измерения длительности данного интервала измеряемой последовательности вычисляют по формуле (N+K — Р)Т-. б ил., 3 табл.
К=Р=1; на фиг. 3 — временная диаграмма работы устройства синхронизации для случая К=Р=1; на фиг. 4 — схема устройства синхронизации для случая произвольных значений К и P при синхронизации начала и конца измеряемого интервала со спадом эталонных (тактовых) импульсов; на фиг. 5— схема измерителя однократных временных интервалов; на фиг. 6 — схема измерителя непрерывных последовательностей временных интервалов.
Процесс измерения временных интервалов между импульсами входной после1513414
40 довательности счетно-.импульсным способом показан на фиг. 1 (диаграммы а-е), где даны эталонные импульсы (диаграмма а), импульсы входной по5 следовательности, интервалы между которыми измеряются (диаграмма б), эталонные импульсы, попадающие в измеряемые временные интервалы t,-t< (диаграммы в, г), и результаты из.мерения (диаграммы д, e) в зависимости от соотношения времени переключения измерителя (минимальной длительности эталонного импульса, при которой он изменяет состояние счет- 15 чика измерителя) и интервалов 5t
Ь оп ибок дискретизации.
В табл. 1 приведены результаты и погрешности измерения временных интервалов известным счетно-импульс- 20 ным способом для всех возможных вариантов положения начала и конца измеряемых временных интервалов относительно эталонных импульсов.
При совпадении начала или конца 25 изиеряемых временных интервалов последовя:тельности импульсов с эталонным импульсом в зависимости от соотношения времени переключения измерителя tÄ EI величин 5c,, (фиг. 1 30 диаграммы в, r) может произойти либо двойной счет эталонного импульса в каждом из интервалов при t < 6c,, 5 На фиг. 1, а также в табл. 1-3 через T „д и Т„„обозначены минимальное и максимальное значения измеренной длительности временного интервала. Процесс измерения временных ичтервалоэ предлагаемым способом при синхронизации начала и конца временного интервала с фронтом эталонных импуль50 сов показан на фиг. 1 (диаграммы ж, з), а в табл. 2 приведены результаты и ошибки измерения для всех возможных вариантов положения начала и конца измеряемого временного интервала относительно эталонных импульсов. Прог-,есс измерения временных интервалов предлагаемым способом при синхронизации начала и.конца измеряемого временного интервала со спадом эталонных импульсов показан на фиг. (диаграммы и к), а в табл. 3 приведены результаты и ошибки измерения для всех возможных вариантов положения начала и конца измеряемого интервала относительно эталонных импульсов. Во всех случаях ошибка измерения отдельного интервала времени предлагаемым способом не превышает +To— периода эталонных импульсов (фиг. 1, табл. 1 и 2) . Кроме. того, поскольку при измерении предлагаемым способом отсутствуют явления двойного счета или пропуска эталонных импульсов при совпадении начала или конца временного интервала с эталонным импульсом, то при суммировании длительности С следующих друг за другом интервалов погрешность суммы остается равной макс 0 Устройство синхронизации начала и конца измеряемого временного интервала с фронтом эталонного импульса для случая К=Р=1 (фиг. 2) содержит RS-триггеры 1-3 и элементы И-НЕ 4-7. Временная диаграмма работы устройства показана на фиг. 3. При установке на тактовом входе устройства инвертора оно обеспечивает синхронизацию со спадом эталонного импульса. ! Устройство синхронизации начала и конца временного иптервала со спадом эталонного импульса для случая произвольных К и Р (фиг. 4) содержит устройство 8 синхронизации для случая К=Р=1 (фиг. 2), 1Б-триггер 9, двоичный счетчик 10, элементы И-НЕ i1 и 12, инвертор 13. тактовый 14, измерительный 15 входы и вход 16 "Сброс". Входы элементов И-НЕ 11 и 12 соединены с прямыми выходами разрядов счетчика 10 с номерами, равными номерам единичных разрядов в двоичном представлении чисел (Р-1) и (К-1) соответственно, и инверсными выходами остальных разрядов. Смена информации на выходах счетчика 10 — по фронту импульса на счетном входе. На выходах 17 и 18 элементов И-НЕ 11 и 12 формируются импульсы, синхронные с P-й и К-й паузами между эталонными импульсами, полностью совпадающими с измеряемым временным интервалом. 30 3S 5 151 Измеритель одиночных, временных интервалов (фиг. 5) с разделительными входами пуска и османова содержит элемент ИЛИ-НЕ f9 .устройство 20 синхронизации для случая К=Р=1 (фиг. 2), инвертор 2f, счетный триггер 22, генератор 23 эталонных импульсов, элемент И 24 и счетчик 25, входы "Пуск" 26, "Стоп" 27, "Сброс" 28 и выход 29. Измеритель работает следующим образом. В исходном состоянии триггер 22 и счетчик 25 сброшены. На прямом выходе триггера 22 — нулевой сигнал, Пуск-импульс поступает через элемент ИЛИ-HE 19 на вход устройства синхронизации, на выходе которого формируется импульс, синхронный с первой паузой, полностью попадающей в измеряемый временной интервал, который переключает триггер 22, на прямом выходе которого появляется единичный сигнал, разрешающий прохождение эталонных импульсов через элемент И 24 на счетный вход счетчика 25, который осуществляет их подсчет. Стоп-импульс поступает через элемент ИЛИ-НЕ 19 на вход устройства 20 синхронизации, формирующего на выходе импульс, синхронный с первой паузой после окончания измеряемого интервала, который возвращает триггер 22 в исходное состояние. Процесс измерения окончен. В процессе измерения осуществляется синхронизация начала и конца измеряемого интервала со спадом эталонных импульсов, Измеритель непрерывных последовательностей временных интервалов (фиг. 6) содержит устройство 30 синхронизации (фиг. 4), генератор 31 эталонных импульсов, RS-триггер 32, элемент И 33, устройство 34 регистрации и счетчик 35, Измеритель работает следующим образом. Последовательность импульсов, определяющих начало и конец временных интервалов последовательности, поступает на вход 36 устройства 30 синхронизации. При поступлении очередного входно" î импульса устройство 30 синхрэнизации в К-ю паузу между этаГ лонными импульсами, полностью совпадающую с очередным временным интервалом, формирует импульс отрицатель3414 6 ной полярности, сбрасывазшгий счетчик 35 в исходное состояние, при котором в него записано число К-Р, и переключает триггер 32, у которого на выходе прямого плеча появляетея единичный сигнал, разрешающий прохождение эталонных импульсов через элемент И 33 на счетный вход счетчика 35, который их считает.. При поступлении следующего входного импульса на вход 36 устройство 30 синхронизации в P-ю паузу между эталонными импульсами, полностью совпадающую со следующим очередным временным интервалом, формирует импульс отрицательной полярности, который возвращает триггер 32 в исходное состояние, запрещая прохождение эталонных импульсов через элемент И 33 на счетный вход счетчика 35, Зтим же импульсом запускается устройство 34 регистрации, которое за время последующих тактов К-P регистрирует результат измерения с выходов счетчика 35. Далее процесс измерения повторяется для каждого очередного временного интервала. Формула изобретения Способ измерения временных интервалов между импульсами, заключающийся в формировании периодической последовательности эталонных импульсов с периодом Т и подсчете числа эталонных импульсов за время длительности интервалов между импульсами измеряемой последовательности, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения точности измерений, формируют вспомогательную последовательность импульсов, синхронную с периодической последовательностью эталонных импульсов, задерживая импульсы измеряемой последовательности до ближайшего эталонного импульса, подсчитывают число N эталонных импульсов в интервале времени между К-м и P-м (К P) эталонными импульсами, считая соответственно от начала и конца интервала вспомогательной последовательности импульсов, соответствующего данному интервалу измеряемой последовательности импульсов, причем результат измерения длительности данного интервала измеряемой последовательности вычисляют по формуле (N+K-P) Т,. с4 ) l н I (s! о -1!! Сс (4 ч(о - ! 1 (- с r и At ч и 4 4 х х а Р, И И м н н! 1 Л! I н а I Х о Р Е< 1 1 с3 + I + (.з 11 u u л ч н н 4 4 х х Р Р И! н + н + о (- м !! н с с! и н.4 Al с ы н 4 х оа о - о lI м 0 II х 1 -1 -< А о о о х о о х Г, х (D Ю g х 0) O х о 4 о о Е о 0) х Р 0J Я Е х х Ж х Ц о 4 III O Р м х о х Х х х х х х Р (О Е IT) х х И, х х Р Q) Е» х х 1 с! и ° с3 I + ю. н »с;) + 1 (w + 1 о Е-( (4 1 It 1 1 и I I С4 и + 1 I и + l о -4 м I II и 0 рч о - ! 1 м и М у 1-(s г н) и> nI и с3 и .ы 4 х х а а И И о о й1 (- !! м о II 0 з 1 1 1-< 1513414 I й Р, О) _#_t х К х м Х Ю Ю а 1 8 0J о z Г и, а и !.! u <:3 и 4 Н 1 (0 +,. а 1-< + и „! I 3 н н 1 а I х н Р, 4 s н ч с ««1 и н c3 I л u u 1 (о + а о -4 u ч с4 u u 4 4 1 1 х и Р, 4 х х,о х Ф х е х ы Q) U3 Q) g x Р«х Н 1 1:," х о :Р т, н (о 4 0 -(Ger ч! н (- 4 + л л о с и но 1,Т 1 Ä 1-л н н 1 ч! С«о ч ( с и с о н -1 + !" 1 g) - a1 u u 1 4 4 1 I с I K: u 1 (a .н + и н1,д ! С ) Ч н 1 + 1 с! u u с4 «! л 0 и ! .4 с> и 1,Т 1, чин! 4.4 I 1 ю 1 ч (о c I 1 u o ч! н 1 + Т о 4 1лнн I I 4! 1513414 I (J 1 о 1-» у I с«1 и I 1 л с и ч и.а I Г и I с 1 о -4 л и «1 и ° а с 1 4J и Ф с1 1 4J СО С4 Х ,4 «« и с I 4J (э О н К! а c41 ч, а4 1 &-4 1 44 И u r и м ! -с. н и а I + I .1 и 1 о о л Р 4 и С4 и 1 н а 1 с.э + (J II d ь -4 СК Н х а х ь и с Vl u 44 о и с.э Е4 1 Ж 4 Х ан аК! ! «а х с и 1 с.>! 4 о н 1 44 и Н 4 I Х оа 4 а) и + и «б + о &Ч о II <"1!! м z I s 1 Е Н 1 о1 1 о 4 II 1 <к 1 и 1 1 э t о4 н «4 c4 и + I I и + (-э Н 1 II н ! 4 и а 1 н 3 I (. II сор (J т с ч СЯ Ч4 н I а о -4 «« ! 1 ч г а н н л! ч и и б х х Р Р и И с e u I и и а а 1 Х о Р и ° б + и «! О 1! с 1 II о Г« о х х dI Е (U а ф х х х х Ф У Р Ю Ф х z Е! 4в и х 1- О 0 !« о о Р Х X Е» х Ф Ф I Е I Ф Р cd I i Ф Р I Х 3 Й х и о Ф.О Cd ххо ФЦха Р Ф
Ф & Х Ф ххФ 4С4 4 а m x! о 44) C«Cd х о ххх ххххх ! С Х Ф Р 1 4Р Ф Е Ф 1 Х Р Ф ! Н Ф Р Х oZ ma н 44J! (ч, К) 4J сг и I 4 1 и Р н Ч н «d u а и х °:Я Р, х х 74 Х Q) х х Ф Q) а m I Е Я 1 Со f-4 т и I н ! u О 44 (о 1а! К r o С И 1-4 ч Т о H I н н I <Я а 1 r I н С.4 1-4 r 4 т uo u ;. т ° н и С«:р К! c(4 о + Гт o - с 1 u u i э а 1 r u ь -4 Н И а ч! С«О 1 К c(J 1 r u ! 4 (.з и и I «d сз I 1513434 ы (1 1 I. 1 I <.) 1 <3 о (.э Ч) о С<> ф м <, и + Ф о 31 и 1,с3 с) + г <о + о 3--ч 11 с) с) I и ) 1 (> 1 о 3- Л и ы 1 а) i о ы 1 1 и 1 (.з й) ! v 1 с и ° с) 1 г и и «с) ы Со + I ой 1 Е-4 а 1 и I (v л ы с :) и и 1 — л и с) 4Г I с. + оа с) с) + и) с) + ! о 1-(.4 1 I с 1 и 1 (о сс Ь I ":) д" 11 . ) 1 4Т Ж Рл 1 I 1 i, 3 3 о и с) и<,, л 1 ч — и и I и оа с) ы «о + и « + о (-)) Р) lI и I г 1 (a о д с Р) и Il «с) 2Г а O С4 v + Ж а l Е ф 1 а 3 с) l I» о о о о 1" Е Е «« ()) )« а ж 3m Е И Н 4 A 1О Е С о td сс и Ж М I)I ж ю а с) Е Ф а, а) с) а ж Е IB Ж Ц П) и Д S а с) Е Ж ы ч3 ! а ж х ) ! Р ) 3 3! I 1 1 I 1 1 М i о 0 4 0 о о ж Z o А О Ж Х й Ql а 6) ю Е Ж Е э я с) а и сс и + и ) +. - Г ) П и с о и Е4 31 оч Ч ll и с) и о м X L)X Й а а & ) 6- с l (Э Ч) ы о )и )) I I и) (.> 11 о М 4 5 3, ы ) Е а 1- 4 а « (-(с) I-4 ю ы и ы ) 1 а I с f- 1 иио 1 1 1 1 Ри ы" 1 ч)a а1 I ч 1 с 1 И о <о 1 1-Ги d ! 1 и -p сэ ! ° ои ы) 1.ч аМ -с) и 1 т о с p uu .с) с и + I <с 1тт 0 с4 ч и и с) со Ч1() И а о 1 3 (J +,т t о - у I с) ) «« 1 " R ж 1 1 Ю Х QJ Q) Й И G Gl Ю Ю а сс 3 с) <хох 15! 3414 1 513414 Ф г. в Ф4 2. Х Редактор И. Шулла Корректор Л, Бескид Заказ 6077/46 Тираж 363 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101 и л Д Составитель Р. Сукачев Техред Л,длийньц;
