Способ измерения интервалов времени между двумя импульсными сигналами

(><) 429409

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 29.02.72 (21) 1753530/18-10 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 25.05.74. Бюллетень ¹ 19

Дата опубликования описания 17.10.74 (51) о

Государственный комитет

Совета Министров СССР па делам изобретений и открытий (53) УДК 681.116.1.059.8 (088.8) (72) Авторы изобретения

Е. С. Иванов, А, T. Пярсинен и Н. М. Шагиев (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ИНТЕРВАЛОВ ВРЕМЕНИ МЕЖДУ

ДВУМЯ ИМПУЛЬСНЫМИ СИГНАЛАМИ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерениях временных интервалов, заданных двумя импульсными сигналами.

По известному способу измерения инте рвалов времени между двумя импульсными сигналами измеряют интервалы времени между выбранными большими и меньшими значениями амплитуд Ж, М и временные интервалы от моментов появления сигналов до выбранных меньших амплитудных значений. Затем измеряют интервал времени между сигналами на меньшем уровне амплитуд. Результаты измерений между сигналами и на фронтах сигналов, между двумя уровнями амплитуд алгебраически суммируют и полученньъл результат принимается за истинное значение временного интервала Т.

Известный способ измерения характеризуется низкой точностью измерений временного интервала при случайных флуктуациях длительностей сигналов, задающих временной интервал.

Цель изобретения — повышение точности измерения интервала времени между двумя импульсными сигналами при случайных флуктуациях длительностей сигналов, задающих временной интервал.

Для этого амплитуды каждого из импульсных сигналов, задающих временной интервал, разбивают на равное число уровней и, на одноименных уровнях между передними и задними фронтами импульсных сигналов измеряют интервалы времени, суммируют все измеренные интервалы, делят полученную суммарную величину на число уровней 2и и получают искомое значение не|ременного интервала.

На фиг. 1 приведен вариант блок-схемы устройства, реализующего предлагаемый способ измерения; на фиг. 2 — временная диаграмма, поясняющая предлагаемый способ измерения для случая трех уровней (и=3); на фиг. 3 — временная диаграмма, поясняющая предлагаемый способ измерения для случая трех уровней п ри случайных флуктуациях длительностей сигналов.

Устройство, реализующее предлагаемый способ, содержит амплитудные дискриминаторы 1 — 6, измерители времени 7 — 12, сумматор

13 и делитель 14.

Предлагаемый способ поясняется временными диаграммами фиг. 2 и 3. Амплитуды U u

U импульсных сигналов А и Б, задающие временной интервал, разбивают на равное число уровней (в общем случае на и) U, 4, U и Ьт, Ug,Un Ha одноименных уровнях сигналов V> и U>, l и Уе измеряют временные интервалы между передними фронтами

30 импульсных сигналов Ть T2, ..., Т„и времен429409 ные интервалы между заданными фронтами

Т1, Tг, ..., Ти . Результаты измерений интервалов на всех уровнях суммируют, делят полученную сумму на удвоенное число уровней измерения (2п) и получают искомое значение временного инте рвала и и

Ут,+, т, T i=1

2п

10 и

=T + где At; — разность между временным интер35 валом Т, изме ренным на 1-ом уровне, между передними фронтами и срединным значением Т

,At,=g(T,— T ).

Аналогично средняя арифметическая слуI / чайной величины Т1, Т „, ..., Ти может быть представлена и и

;Я т1 Д,,,1

° -т S и и

50 где Т вЂ” временной интервал измерений между задними фронтами сигналов на выбранных уровнях;

Ati — разность между временным интервалом на i-ом уровне, измеренным между задними фронтами и орединI ным значением Т .

Результат измерения временного интервала предлагаемым способом можно представить 60 в виде

2п

Рассматривают полученный результат Т при измерении временного интервала предлагаемым способом. Временные интервалы между передними фронтами сигналов Ti, Тг, ..., Т„и 15 между задними фронтами Т1, Т2, ..., Т, — слуи чайные величины. Величина Х ТДп — средняя

1=1 арифметическая распределения случайной ве- 20 личины Ть Т,, Т,-„. Среднюю а рифметичеси кую Х Т, п представляют следующим образом.

i =l

Выбирают срединное значение распределения случайной величины Тн T2, ..., Т„за начало отсчета. В данном распределении срединное значение — это временной интервал Тз — — Т (см. фиг. 3), измеренный на некоторых определенных уровнях амплитуд сигналов Н, Н .

Тогда

Таким образом, результат измерения Т представляется в виде суммы временных интервалов, измеренных на выбранном уровне

I амплитуд сигналов (Т, Т ), и временных интервалов, измеренных на фронтах сигналов (At;, Ati). Однако, сравнивая результаты Т и Т, можно сделать вывод, что временной интервал Т, полученный при измерении предлагаемым способом, гораздо ближе к «истинному» значению измеряемого временного интервала. Действительно, оценка временного интервала в предлагаемом способе производится не по результатам однократных измерений интервалов между сигналами и интервалов на фронтах сигналов, которые при случайных флуктуациях длительностей сигналов могут значительно отклоняться от истинных значений при каждом конкретном измерении, а по среднему арифметическому результатов измерения этих величин.

Вариант блок-схемы устройства для реализации предлагаемого способа, цриведенный на фиг. 1, соответствует случаю, когда для измерения используют три уровня амплитуды импульсных сигналов (п=3). Входные сигналы поступают на амплитудные дискриминаторы 1 — 6. Дискриминаторы служат для запуска и остановки измерителей времени 7 — 12. Дискриминаторы 1, 2 и 3 срабатывают только по передним фронтам сигналов, а дискриминаторы 4, 5 и 6 — только по задним фронтам. Так дискриминатор 1 срабатывает первый раз по переднему фронту импульсного сигнала А на уровне Ul и вторично срабатывает по переднему фронту второго сигнала Б на уровне Vi .

Аналогично на уровнях Уз, Uz по переднему фронту срабатывает дискриминатор 2, а на уровнях U, Уз — дискриминатор 3. Диск риминатор 4 срабатывает первый раз по заданному фронту сигнала А на уровне Ul и вторично по заданному фронту сигнала Б на уровне U1.

Соответственно дискриминаторы 5 и 6 срабатывают по задним фронтам сигналов на уровI нях Уз, U и Уз, Уз. Каждый дискриминатор при первом срабатывании запускает соответствующий измеритель времени, а при втором срабатывании останавливает его.

Дискриминатор 1 запускает и останавливает измеритель 7, который измеряет интервал Т1, дискриминатор 2 запускает и останавливает измеритель 8, который измеряет интервалы Тз, и т. д. Итак, пороги срабатывания дискриминаторов 1, 2 и 3 определяют временные интервалы соответственно Тн Тз, Тз, а пороги срабатывания дискриминаторов 4, 5, 6— интервалы Tl, Т2, Тз. Временные интервалы

Tl, T2, Тз измеряются измерителями 7, 8 и 9

f 1

1 соответственно, а интервалы Т1, 72, Тз — измерителями 10, 11 и 12. Все полученные вели1 Р f чины Т1, Т2, Тз, Tl, Tg, Тз поступают на сумматор 13, а затем полученная суммарная величина — на делитель 14.

429409

Предмет изобретения

Способ измерения интервалов времени между двумя импульсными сигналами, основанный на фиксировании моментов пересечения сигналами заданных уровней и суммировании результатов измерений, о т л и ч а ю гц и и с я тем, что, с целью повышения точности измерения п ри случайных флуктуациях длительностей импульсных сигналов, амплитуды каждого из импульсных сигналов разбивают на равное число уровней и, на одноименных уровнях между передними и задними фронтами

5 импульсных сигналов измеряют интервалы времени, суммируют все измеренные интервалы, делят полученную суммарную величину на число уровней 2п и получают искомое значение временного интервала.

429409

dtt

Составитель Б. Коншин

Техред 3. Тараненко

Корректор Л. Царькова

Редактор Т. Иванова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2768/16 Изд. Мз 857 Тираж 482 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская паб., д. 4)5