Интерполяционный измеритель временных интервалов

Ii i 779968

"l

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республнк

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 18.12.78 (21) 2697723/18-2 l (51)М. Кл.

G04 F lO/04 с присоединением заявки ¹

Гооударстввииый комитет

СССР (53) УДК681. . 325.3 (088.8) (23) Приоритет

Опубликовано 15. l l.80. Бюллетень № 42 до делам изобретений

H открытий

Дата опубликования описания. 18.11.80 (72) Авторы изобретения

В. A. Гулякин, В. В. Данилевич, П. Л. Садов, А. Ф. Чернявский и В. А. Чудовский

Белорусский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им. В. И. Ленина (71) Заявитель (5 4) ИНТЕРПОЛЯЦИОНН ЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ

ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано в экспериментальной физике, автоматике, радиолокации, лазерной дальнометрии и других областях науки и техники для измерения временных интервалов

5 с высокой точностью.

Известен интерполяционный измеритель временных интервалов с нониусной интерполяцией интервала неопределенности

1О временного положения стоп-импульса относительно импульсов времени — задающего генератора (1).

Это устройство содержит фазируемые старт- и стоп-генераторы, счетчик перио15 дов, нониусный счетчик, схему совпадений, схему устранения неоднозначности, грубого измерения и имеют непрерыв« ную временную шкалу. Однако им свойс лвенны низкая точность измерений и большая конструктивная сложность.

Иэ известных интерполяционных измерителей временных интервалов наиболее близким к настоящему является иэмеритель, содержащий старт- н стоп- триггеры, старт- и стоп-генераторы, схему от15ора четных и нечетных импульсов

-старт-генератора, вентиль грубого изме- рения, схему выбора режима работы, схему совпадений, схему добавления

"единицы», счетчик периодов и нониусный счетчик (21.

Известное устройство характеризуется низкими точностью измерений и быстродействием. Это связано с фактом полного использования временной шкалы цнтерполяционного .преобразователя, в том числе и ее начального нелинейного участка, результатом чего является наличие существенных систематических погрешностей на участках стыковки грубой и точной шкалы. Кроме гого, рассматриваемое обстоятельство приводит к увеличе-. нию времени, затрачиваемого на интерполяционное преобразование.

Следует также отметить, что расширение рабочего диапазона пнтерполяцион-! ного преобразователя приводит к ухудшеЦель достигается тем, что в интерполяционный измеритель временных интервалов, содержащий стоп-триггер, старттриггер, выход которого через стартгенератор подключен ко входу вентиля грубого измерения, выход которого соединен со счетным входом счетчика периодов, стоп-генератор,. выход которого соединен с первым входом элемента совпадения и счетным входом нониусного счетчика, выход которого подключен к счетчику периодов, введены Д-триггер, вентиль, делитель частоты на два и линия задержки, причем выход стоп-триггера соединен ЗО через линию задержки со входом стопгенератора и непосредственно с Д-входом Д-триггера, вход синхронизации которого подключен к выходу старт-генератора и первому входу вентиля, выход 35

Д-триггера соединен с управляющим входом вентиля грубого измерения и BTopbIM входом вентиля, выход которого через делитель частоты на два подключен ко второму входу элемента совпадения, выход 40 которого соединен со входами установки нуля стоп-триггера, старт- триггера, Д-триггера и делителя частоты на два.

3 77996 ! нию точности измерений эа счет увеличения вклада нестабильности. частоты стартй стоп-генераторов в погрешность интерполяции

Недостатком известного интерполя5 ционного измерителя временных интервалов является его конструктивная сложность, обусловленная сложностью применяемой схемы устранения неоднозначности грубого измерения и сложностью10 реализации схемы совпадений с малым разрешающим временем и формой кривой совпадений, близкой к прямоугольной.

Целью изобретения является повышение точности и быстродействия иэмере1S ний и повышение надежности устройства.

На фиг. l приведена структурная схе45 ма измерителя временных интервалов; на фиг. 2 - временная диаграмма его работы; на фиг. За и фиг. Зб — временные диаграммы, поясняющие механизм устранения неоднозначности отсчета, Интерполяционный измеритель вреЫ менных интервалов содержит старт- и стоп-триггеры 3. и 2, фаэируемые старт и стоп -генераторы 3 и 4, вентиль грубого измерения 5, элемент совпадения 6 нониусного измерения, счетчик периодов 7,55 нониусный счетчик 8, линию задержки 9, а также Д-триггер lO, вентиль 13, и делитель l2 частоты на два,представляю8 4

Ъцие собой узел селекции импульсов стартгенератора.

Устройство работает следующим образом.

Старт-импульс, задающий начало измеряемого временного интервала, устанавливает в единичное состояние старттриггер 1 и запускает старт-генератор

3, период повторения которого равен Т.

Выходные импульсы последнего начинают поступать на синхронизирующий вход Дтриггера 10, вентиль l1 и через нормально открытый вентиль 5 на счетчик периодов 7.

Стоп-импульс, задающий окончание измеряемого временного интервала, устанавливает в единичное состояние стоптриггер 2. При этом на Д-входе триггера lO появляется единичный потенциал и последний устанавливается в единичное состояние по спаду ближайшего импульса старт-генератора 3. По единичному

I состоянию триггера 10 открывается вентиль З.l, и импульсы старт-генератора 3 начинают поступать на вход делителя частоты l2. Делитель частоты l2 формирует из опорной последовательности старт -генератора серию импульсов с пе» риодом повторения, равным 2Т, которая подается на первый вход элемента совпадения 6. На второй вход его подается серия импульсов стоп-генератора 4, который запускается выходным сигналом стоп-триггера 2, задержанным линией задержки 9 на время - (0 с. t с Т), Период повторения импульсов стоп-1 енератора 4 устанавливается равным 2Т+ЬЬ, где: а  — требуемый шаг квантования измеряемых временных интервалов. В момент совпадения импульса стоп-генератора 4 с импульсом делителя частоты 12 элемент совпадения 6 вырабатывает сигнал, которым сбрасываются в исходное состояние триггеры l, 2, lO и делитель частоты l2. Генераторы 3 и 4 при этом выключаются и процесс измерения завершается. Серия импульсов, сформированная на выходе генератора 4, соответствующая неопределенности положения стоп-импульса относительно импульсов старт-генератора, фиксируется иониусным счетчиком 8.

Механизм устранения неоднозначности отсчета, возможной при совпадении стопимпульса с импульсом опорной последовательности поясняется на фиг. 3. В первом случае (фиг. За) импульс (n=t) опорной последовательности, .совпавший со стоп-импульсом, не устанавливает Дтриггер l O в "единицу . Следовательно, 5 77996 селектируется и и +l импульсы. Измеренный в данном случае интервал ра/ вен: т

И М ГР тОЧН ТОЧН., 3о втором случае (фиг. Зб) при совпадении стоп-импульса с импульсом опорной последовательности Д-триггер lO устанавливается в "единицу" (h -l) импульсов. Измеренный таким образом интервал рутвен: 10

И М ГР ТОЧ Н

1 ТОЧН °

Й данном устройстве по сравнению с известным (1) точность измерения повыIS шается в 2-3 раза, быстродействие в

2 раза, сушественно упрошается узел устранения неоднозначности грубого измерения и узел совпадения.

Формула изобретения

8 6 падения и счетным входом нониусного

t счетчика, выход которого подключен к счетчику периодов, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия. измерений и повышения надежности устройства, в него введены Д-триггер, вентиль, делитель частоты на два и линия задержки, причем выход стоп-триггера соединен через линию задержки со входом стоп-генератора инепосредственно с Д-входом Д-триггера, вход синхронизации которого подключен к выходу старт-генератора и первому входу вентиля, выход Д-триггера соединен с управляющим входом вентиля грубого измерения и вторым входом вентиля, выход которого через делитель частоты на два подключен ко второму входу элемента совпадения, выход которого соединен со входами установки нуля стоп-триггера, старт-триггера, Д-тригге- ра и делителя частоты на,два.

Интерполяционный измеритель временных интервалов содержаший стоп-триггер, I

2S старт-триггер, выход которого через старт-генератор подключен ко входу вентиля грубого измерения, выход которого соединен со счетным входом счетчика периодов, стоп-генератор, выход которого зо соединен с первым входом элемента совИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР

¹ 359998, кл. G 04 5/ОО, l96l.

2. Тлачал B. А., Басиладэе С, Г., Смирнов В. А. Дифровой измеритель временных интервалов, йосйеоп а;

19, ¹ 9 1974, с. 777-783.

7 9968

° ° ° °

° ° ° °

° ° °

° ° ° °

° ° ° °

12

° ° ° °

° ° ° °

Puz. г ((12 ! Е (струн

Риг ..за таун(Т"

Ьг.,уГ

Составитель Е. Мосолков

Редактор Г. Улыбина Техред Н.Граб Корректор Н. Степ

Заказ 9322/13 Тираж 482 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьпий

3. l3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Просктн;щ, 4