Измеритель временных интервалов

Фиг. 1

третий вход блока измерения и сложения времен - к второму выходу блока коррекции погрешности измерения, третий выход которого соединен с четвертым входом блока измерения и сложения времен.

Блок коррекции погрешности измерения содержит цреобразователь, вход которого соединен с выходом двух ключей, вход первого ключа подключен к выходу формирователя стартового импульса, второй вход первого ключа - к выходу триггера, к входу третьего ключа и к второму входу блока измерения и сложен ия времен. Вход второго ключа соединен с вы.ходом формирователя стопового имнульса , второй вход второго ключа нодключен к второму выходу триггера, к входу четвертого ключа и к третьему входу блока измерения и сложения времен. Второй вход преобразователя соединен с выходом третьего ключа и с выходом четвертого ключа, второй вход третьего ключа подключен к выходу одновибратора , вход которого связан с выходом бло-ка устранения неоднозначцости для стартового нмпзльса. Второй вход четвертого ключа соединен с выходом второго одновибратора , вход которого подключен к выходу блока устранения неоднозначности для стопового имнульса, третий вход третьего ключа-с третьим входом четвертого ключа и с выходом генератора мерных импульсов, а выход преобразователя - с четвертым входом блока измерения и сложения времен.

Такое отличие позволяет значительно уменьшить абсолютную погр-ешность измерения интервала времени.

На фиг. 1 приведена функциональная схема измерителя временных интервалов; на фнг. 2-временная диаграмма его работы.

Измеритель временных интервг в содержит генератор 1 мерных импульсов; блок формирования временных ворот грубого счета , состоян1НЙ из ключей 2, 3, триггеров 4, 5; счетчик 6 грубого измерения; объект 7 исследования; формирователи стартового 8 и стопового 8 импульса; блок устранения неодиол значности для стартового нмяульса, содержащий триггер 9, ключи 10, 11 и 12, триггер 13, линию 14 задержки; блок устранения неоднозначности для стопового импульса, включающий в себя триггер 9, ключи 10, 11 и 12, т)иггер 13 и линию 14 задержки; блок кор- рекцип погрешности измерения состеящий из одновибраторов 15, 15, преобразователя 16, ключей 17, 17, 18, 18, триггера 19; фор.мирователь 20 сдвига синхроимпульсов; формирователь 21 зон запрета, блок измерения и сложения времен, имеющий ключи 22, 23, 24, счетчики 25 и 26 точного измерения, триггер 27; ключ 28.

В исходном состоянии триггеры 4,9, 9, 27 держат соответственно ключи 2, 12, 12,24 закрытыми , а триггеры 5, 9, 9, 13, 13-ключи 3, Юн 10, И, 11 открытыми. Триггер 19 держит при этом кл)очи 17, 18, 22 открытыми,-а ключи 17, 18, 23 закрытыми, На ключи И,

1Г с формирователя 21 синхронно с последовательностью мерных импульсов t/i (фиг. 2) поступают импульсы запрета зон неоднозначности 1/2- Длительность импульсов зоны запрета выбирается из условия

О.Оо 5i Тиз 2 (т:ф -|- т„),

где Тш - длительность импульса зоны запрета;

То - период следования мерных импульсов;

Тм - длительность мерного импульса ряда MI;

тф-длительность фронта триггера управления временных ворот грубого счета (триггер 4).

Носледовательность импульсов t/з, предназначенных для запуска объекта 7 исследования , HOCTySjaeT с выхода формирователя 20 сдвига синхроимпульсов таким образом, что каждая последующая пара нмпульсов оказывается сдвинутой относительно Н;редыдущей на величину

т сргде ;V - число сдвигов пар синхроимпульсов.

После запуска первым синхроимпульсом ряда t/3 (первый подцикл работы устройства) объекта исследований исследуемый сигнал с выхода последнего попадает на формирователи 8, 8, обеспечивающие формирование интервальных импульсов 4 (стартового Я, стопового /С), ограничивающих временной интервал tn на фиксированных уровнях входного сигнала. Стартовый (стоповый) импульс с учетом состояния U триггера 19 проходит (не проходит) через ключ 17 (17) на вход «интервальный импульс t/e П1реобразователя 16. Одновременно стартовый (стоиовый) импульс подается в блок устранения неоднозначности для стартового (стопового) импульса . Если старто-Еый (стоповый) импульс /-/1 (Ki) не входит в зону запрета, то он проходит через ключ 11 (1Г) и перебрасывает триггер 9 (9) в состояние Uj (Ui), разрешающее поступление последующего интервального импз-льса через ключ 12 (12) и запрещающее прохождение импульсов Us (t/s) через ключ И (И )- Стартовый (стоповый) импульс , пройдя через ключ 11 (11), запускает одновибратор 15 (15) с длительностью имйульса UQ (Uis), равной то.

В этом случае ближайший мерный импульс, следующий за стартовым (стоповым).импульсом , с учетом состоянияf/5 триггера 19 подается (не подается) через ключ 18 (18) на вход «мерный импульс UQ преобразователя 16.

После преобразования в k раз нмпульс длительностью +11 с выхода преобразователя 16 иостзпает на вход ключа 22, обеспечивая тем самым прохождение мерных импульсов на счетчик 25 точного измерения А емкостью kiQ. Кроме того, ста )товый импульс,

пройдя через ключ 11, перебрасывает триггер 4 в состояние U, при котором через ключ 2 мерные импульсы t/is начинают проходить на счетчик б грубого измерения. Стоповый импульс , пройдя ключ 1 Г, перебрасывает триггеры 4 и 5 в состояния Un и t/is, при которых подача мерных импульсов через ключи 2 и 3 на счетчик б прекращается. Таким образом , в течение первого подцикла работы устройства счетчик б измеряет целую часть временного интервала /„, а счетчик 25-неучтенный отрезок времени tn.

Второй подцикл работы устройства начинается с приходом через период Т второго синхроимпульса f/s с формирователя 20, При этом триггер 9 перебрасывается, а также происходит запуск объекта 7 исследований. Как и во время первого подцикла формирователи 8, 8 осуществляют выработку двух интервальных импульсов t/4 (HZ и /(2), однако в этом случае состояние триггера 19 таково, что возможно прохождение на преобразователь 16 только стопового интервального импульса и следующего за ним мерного импульса . Преобразованный интервал времени 4i с выхода преобразователя 16 поступает на вход ключа 23, обеспечивая прохождение мерных импульсов на счетчик 26 емкостью 2йто. Очевидно, что отрезок времени 2i+ o 2то-г 21 составляет количество мерных импульсов , недостаюпхее до полного заполнения счетчика 26.

Однозначное сложение отрезкО|В времени /и и 21+Тб начинается с окончанием преобразования отрезка времени 2ь т. е. с окончанием преобразованного импульса выхода преобразователя 16 триггер 27 через ключ 28 устанавливается в состояние, при котором мерные импульсы через ключ 24 одновременно проходят на счетчики 25, 26. При переполнении счетчика 26 возникает импульс переноса , который перебрасывает триггер 27 в состояние , запрещающее прохождение мерных импульсО|В на счетчики 25, 26. В счетчике 25 происходит суммирование мерных импульсов, составляющих отрезки времени и и /21+т оВозникающие в счетчике 25 либо при измерении отрезка времени и, либо при суммировании отрезков времени и 21+то импульсы переноса поступают на счетчик б. Измерения целой части временного интерва та in во время второго подцикла не происходит, так как триггер 5 находится в состоянии, запрещающем прохождение мерных импульсов через ключ 3 на счетчик 6.

Таким Образом, в устройстве за одпн цик-л, состоящий из двух подциклов, происходит первое, из полного числа Л, измерение временного интервала tnРабота устройства в случае появления какого-либо интервального импульса в зоне запрета отличается лишь работой блока устранения неоднозначности для соответствующего интервального импульса. Как показано на

фиг. 2, после заиуска об1.екта исследований третьим синхроимпульсом СУа стартовый импульс Яз находится в зоне запрета и во время первого подцпкла очередного цикла 1змереиий не проходит через ключ 11. а через линию 14 с задержкой тз«0.5то подается через открытый ключ 10 на входы одновибратора 15, триггеров 4. 13, иепебрасывая цпп этом триггер 13 в состояние , при котором прохождеиис данного интервального импульса через ключ 11 исвозможио и во воемя втопого подиикла. На иреобразопатель 16 иоступаст, таким образом, отрезок времени /i;.

Па фиг. 2 показано ттахождеиие стопового импульса /С2Л- также в зоне запрета ипи запуске объекта исследований последним 2jV-M синхроимпульсом ряда U. Па преобразователь 16 в этом случае поступает отрезок впемени . С окончание т каждого иикла измерений триггеры 4, 5, 9, 9. КЗ, 13, 19. 27 устанавливаются импульсом Lls с формирователя в исходиое состояние.

Фор T.I у л а изобретения

1. Пзмеритель временных интервалов, содержащий генератор мер.ных Т1мпульсов, выход котооого соединен через блок измереиия и сложения времен с входом счетчи.ка грубого измерения и через блок формирования временных ворот грубого счета с вторым входом счетчика грубого 1 змерения. второй вход блока формирования временных ворот грубого счета соединен с выходом блока устранения неоднозначности для стартового импульса, вход которого соединен с выходом формирователя стартового импульса, третий вход блока формирования времеиных ворот грубого счета соединен с выходом блока устранения неоднозначностц для стопового импульса, вход которого соедтщен с выходом формирователя стопового импульса, вход формирователя стартового имиульса по.дключен к выходу объекта исследования, вход фопмирователя стопового импульса подключен к втопому выходу объекта исследования, вход которого соединен с выходом формирователя сдвига синхроимпульсов, вход которого соединен с выходом генератора мерных импульсов и с входом формирователя зон запрета, выход которого подключен к втооому входу блока уст ранения неоднозначности д,1Я стопового им пульса и к второму входу блока устранени; неоднозначности для стартового импульса отличающийся те,т, что, с целью умень щения абсолютной погреитности измерения, него вве.ден блок коррекции погрешности тт мереиия, причем вхо.д блока коррекции пс гоеии-юсти измерения соедииеи с выходо блока устранения неоднозначности для стаг тпвых ИМПУЛЬСОВ, второй вход блока KOpneiии 1 погрешиостл ттзмерения соединен с вых ОМ блока устранения неоднозначности дл стоиоБого импульса,, третий вход блока ко рекциц погрещности измерения подключен ыходу формирователя сдвига синхроимпул

сов, выход блока коррекции погрешности измерения соединен с вторым входом блока измерения и сложения времен, третий вход которого иодключеи к второму выходу блока коррекции погрешности измерения, третий выход которого соединен с четвертым входом блока измерения и сложения времен.

2. Измеритель по п. I, от ЛИ ч а го ш и йс я тем, что блок коррекции погрешности измерения содержит преобразователь, вход которого соединен с выходом двАх ключей, вход первого ключа соединен с выходом формирователя стартового импульса, второй вход первого ключа подключен к выходу триггера, к входу третьего ключа и к второму входу блока измерения и сложения времен, вход второго клроча соедпиеи с выходом формирователя стопового импульса, второй вход второго ключа подключен к второму выходу триггера , к входу четвертого ключа и к третьему входу блока измерения и сложения времен,

второй вход преобразователя соединен с выходом третьего ключа и выходом четвертого ключа, второй вход третьего ключа подключен к выходу одновибратора, вход которого

соединен с выходом блока устранения неоднозначности для стартового импульса, второй вход четвертого ключа соединен с выходом второго одновибратора, вход которого подключен к выходу блока устранения неоднозначности для стопового импульса, третий вход третьего ключа соединен с третьим входом четвертого ключа и с выходом генератора мерных импульсов, выход преобразователя соединен с четвертым входом блока измерения и сложения времен.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе I. Авторское свидетельство СССР №423094, кл. G 04F 10/04, 1974.

2. Патент Великобритании № 990564, кл. G 08С, 11 Н 03F, 1965.