SU737915A1 - Измеритель временных интервалов - Google Patents

Description

(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ

. .: Изобретение относитс  к радиотехнике, в частности к импульсной технике, и предгозначено дл  измерени  временньк интервалов Меж ду импульсами конечной последовательности импульсов (пачки импульсов). Известны устройства дл  измерени  временных интервалов между импульсами конечной последовательности импульсов, состо щие из пу ковой схемы, представл ющей собой генератор переменной задержки с внепшим запуском, соединенной с входом цифрового измерител , измер ющего временную задержку, и схемы цифровой индиканли результата измерени . Дл  измерени  временного интервала необходим осциллограф. Измен   задержку синхроимпульса измер емой пачки импульсов генератором переменной задержки, совмещают задержанный синхроимпульс с первым импульсом измер емой пачки импульсов. Незадержанный синхроимпульс запускает цифровой измеритель, а задержанный синхроимпульс останавливает его. Значение временной задержки, равное временному интервалу между задержанным и незадержан нь1м criHXpbHMlfynbifaliHV вЫсвечйваетс  на табрю индикации схемы цифровой индикации. Недостатками этого измерител  временных интервалов  вл ютс  низка  точность измерени , сложность процесса измерений и требование об зательного наличи  (Синхроимпульса, опережаювдго Пачку импульсов. Из известных устройств дл  измерени  временных интервалов между импульсами конечной последовательности импульсов наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  цифровой измеритель временных интервалов , содержащий последовательно соединенные пусковую схему, цифровой измеритель и схему цифровой индикации, причем пускова  вьтолнена в виде схемы выделени  послёднего импульса, запоминатощего устройства, счетного триггера и последовательно соёдиненHBIX счетодка импульсов, схемы выделени  первого импульса, формировател  пусковых сигналов , причем первый вход счетчика импульсов, второй вход схемы вьщелени  первого импульса , первый вход схемь выделени  последнего импульса, первый вход запоминающего устройства и второй вход формировател  пусковых сигналов объединены и подключены к первому входу устройства, второй вход счетчика импульсов вход триггера и третий вход формировател  пусковых сигналов также объединены и подключены к второму входу устройства, при этом первый выход триггера соединен с третьим входом схемы выделени  первого импульса и с вторым входом схемы выделени  последнего импульса, второй выход триггера подключен к второму входу запоминающего устройства, третий вход которого соединен с третьим входом схемы выделени  первЪго импульса, с третьим входом схемы выделени  последнего импульса и с выход л счетчика импульсов , а выход запоминающего устройства подключён к четвертому входу выделени  последнего импульса, выход которой соединен с четвертым входом формировател  пусковых сигналов,

Этот измеритель временных интервалов раSotaeT на основе выделени  импульсов, ограничивающих измер емый интервал. Дл  этого измер ема  пачка импульсов просчитьшаетс  счетчиком и производитс  вьщеление с помощью схем вьщелени  импульсов, соответствующих началу и концу измер емого интервала. Далее выделенные импульсы через формирователь пусковых сигналов запускают цифровой измеритель , сисгкал. которого поступает на схему цифровой индикации, где высвечиваетс  результат измерени .

Дл  нормальной работь рассматриваемого известного устройства необходимо наличие внепшегЪ опережающего или отстающего от и мер емой пачки импульсов (не а ешаниого с пачкой) синхроимпульса, которым осуществл етс  синхронизаци  всех узлов устройства. Это  вл емс  недостатком известного устройства, так как на Практике часто Встречаютс  сигналы в виде пачек импульсов, которые не имеют указанного синхроимпульса, при этом задача измерени  временник интервалов дл  этих паче импульсов  вл етс  весьма важной. К таким сигналам, например, относ тс  пачки импульсоВ излучаемые радиома ками, которые  вл ютс  многоимпульсньпми кодами; их соответствие интервалов требуетс  определ ть с высокой точностью .

Кроме того, происходит вьщеление и измербние не дл  каждой пачки импульсов, а лишь дн  каждой второй, что обуслбвЛено наличием цикла вьщелени  (измерени ) и цикла запоминани . Это  вл етс  вторым недостатком известного устройства, поскольку на практике большинство радиотехн чесюпс систем имеет низкую (пор дка еданиц-дес тков герц) частоту следовани  информационных пачек импульсов , временные интервалы между импульсами

4 : 4 4 --которых подлежат измерению, и потер  половины из них снижает скорость и объективность измерений.

Третьим недостатком известного устройства  вл етс  невозможность измерени  с его помощью временных интервалов не только между первым и последним импульсами в пачке импульсов , но и между любыми двум  импульсами измер емой пачки импульсов.

Четвертым недостатком известного устройства  вл етс  низкое быстродействие, обусловленое выделением произвольных состо ний счетчика импульсов ( в зависимости от числа импульсов в исследуемой пачке) с помощью схемы совпадени , так как при достаточно высокой частоте входных импульсов не все состо ни  счетчика могут быть выделены без помех.

Цель изобретени  - измерение временных интервалов в пачках импульсов, не имею1цих внешнего синхроимпульса, повышени  скорости и объективности измерений, обеспечение возможностаЕ измерени  временных интервалов между любыми двум  импульсами в пачке импульсов, не имеюидах внещнего синхроимпульса , и повышение быстродействи .

Это достигаетс  тем, что в измеритель временных интервалов, содержащий счетный триггер , первым выходом соединенный с одним из входов блока выделени  первого импульса, другие входы которого соединены с выходами разр дов счетчика импульсов, а также последовательно соединенные блок вьщелени  последнего импульса, формирователь пусковых сигналов , выход которого через цифровой измерител соединен с блоком цифровой индикации, второ вход соединен с первым входом счетчика импульсов и с входной цпгаой устройства, а третий вход формировател  пусковых сигналов соединен с выходом блока вьщелени  первого импульса, введены устройство временной задержки, блок переписи, блок управлени , дополнительный блок переписи дополнительный счетчик импульсов, дополнительный счетный триггер, первый выход которого подключен к первому входу дополнительного счетчика импульсов и к из входов блока вьщелени  последнего импульса, другие входы которого соединены с соответствующими выходами разр дов допо тсительного счетчика импульсов, второй вход которого подключен к входной шине устройства, третий вход - к выходу Дополнительного блока переписи, первый вход которого подключен к второму выходу дополнительного счетного триггера, первый вход которого объединен с первым входом счетного триггера, четвертым входом формировател  пусковых -сигналов и подключен к выходу устройства временной задержки, вход которо5 , ,,.. ;: iro соединен с входной шиной устройства, вто рые входы счетного триггера и дополнительного счетного триггера подключены к выхода соответственно счетчика импульсов и дополни тельного счетчика импульсов, а второй вход дополнительного блока переписи объединен с первым входом блока переписи и соединен с выходом блока управлени , причем выход блока переписи подключен к второму входу счетчика импульсов, третий вход которого сое динен с первым выходом счетного триггера, второй выход которого подключен к второму входу блока переписи, а выходы блоков выделени  первого и последнего импульсов подк чены соответственно к четвертому входу счетчика импульсов и четвертому входу дополните ного счетчика импульсов. На фиг. 1 представлена структурна  электрическа  схема предлагаемого измерител  вре менных интервалов; на фиг. 2 а, б, в - временные диаграммы, по сн ющие его работу. Измеритель временных интервалов содержит счетчик импульсов 1, блок 2 выделени  перво го импульса, блок 3 вьщелени  последнего импульса, устройство 4 временной задержки, счетный триггер 5, формирователь 6 пусковых шгналов, цифровой измеритель 7, схему цифровой индикации 8, блок 9 управлени , блок 10 переписи, дополнительный блок 11 переписи дополнительный счетный триггер 12 и дополни тельный счетчик импульсов 13. На фиг. 2 изображены диаграммы напр жений , по сн ющие работу предлагаемого измери тел , где: а) измер ема  пачка импульсов; б) импульс на выходе устройстаа временной задержки 4; в) импульс На выходе форми вател  пусковых сигналов; tg - врем  задерж ки устройства 4 временной задержки. На фиг. 2 приведен пример, кОгда исспег емай ПачКа состоит из четырех импульсов, и измер етс  интервал между 2 и 3 импульсами . Измеритель временных интервалов работает следующим образом. Импульсы исследуемой пачки (фиг. 2,а) пост}гпают на вход устройства 4 временной задер жи, на первые входы счетчика импульсов 1, дополнительного счетчика импульсов 13 и на второй вход формировател  пусковых сигналов. В момент переключени  исследуемой пачки импульсов первый из пришедших на вход устройства импульс этой пачки запускает устройство 4 временной задержки. Врем  задержки Тз устройства 4 временной задержки выбираетс  из услови  Тпачка Тз Тповт. где Тпачки - временной интервал между первым и последним импульсом пачки; Тповт период повторе т  пачки). Выполнение этого услови  на практике не вызывает затруднений, поскольку период по- , вторени  пачек Тцовт в современных радиотехнических системах составл ет обычно от нескольких дес тков до нескольких сотен миллисекугтд , а временной интервал между первым и последШ1М пачки обьгчно лежит в пределах до 2- 3 мсек. - Устройство 4 временной задержки технически легко реализуемо, например, в виде ждущего мультивибратора или счетч1гка импульсов, которык с приходом запзскающего ймгг/льса отсчитывает определенное заданное число импульсов генератора тактовых импульсов, прин тых за временную шкалу. После того как устройство 4 временной задержки сформирует свой выходной импульс, который, поступвд на третий вход 4ормировател  б пусковых сигналов и на первые входы счетного триггера 5 и дополтштельного счетного триггера 12, схема устройства возвращаетс  в исходное состо ние, при котором сигналы с первых выходов счетных триггеров 5 и 12 открывают по входам соответственно счётчик ийпульсов 1, блок 2 вьщелени  первого импульса и Дополнительный счетчик импульсов 13, блок 3 выделеш-ш последнего импульса. Счетчики импульсов 1 и 13 после переполнени  формируют на своих выходах импульсы, . рые, nocrymiB па входы соответственно счетного триггера 5 и дополнительного счетного триггера 12, устанавл1ша1от последние в состо 1ше, когда на первых выходах указанных триггеров устанавливаетс  состо ние логического нул , а на вторых - логической единщ1;ы. Логические единицы с вторых втз1хЬдов счетных триггеров 5 и 12, воздейству  на первые входы соответственtro блока 10 переписи и дополнительного блока 11 переписи, переписывают соответственно в счетчик импульсов I и счетчик импульсов 13 информацию о номере выдел емых импульсов исследуемой пачки импульсов, в результате чего к началу просчета импульсов пачки счетзд1ками импульсов 1 и 13 в них записаны вдела, равт1ые разности емкости. зтих счетчиков и номеров соответствующих В1 1дел емых импульсов исследуемой пачки импульсов. Во врем  счета импульсов иачкн счеттаки импульсов 1 и 13Вед)т счет до полного заполнени ,т .е. достижени  всеми триггерами этих счетчиков единичных состо ний, а блоки 2 и 3 нодклшчены по входам к единичным вьтходам триггеров счетчиков 1 и 13. Блоки 2 и 3 выделени  представл ют собой схемы совпадени  реализованные, например, на элементах И-НЕ, поэтому на их выходах в момент заполнени  счетвдков импульсов 1 и 13 по вл етс  низкий уровень сигнала, соответстлуюший логическому нулю, который, воздейству  на третьи входы

C4ef4HKOB импульсов 1 и 13, приводит к закрытию последних по входу. Одновременно сигналы с выходом блоков 2 и 3 выделени  первого и последнего импульсов поступают на первый и четвертый входы формировател  пусковых сигналов, работа которого в. предлагаемом устройстве не отличаетс  от известного: пройд  через элемент ИЛИ, вхол ишй в состав формировател  пусковых сигналов, выходные отгналы блоков 2 и 3 выделени  поступают

на первый вход элемента И, вход щего в состав формировател  пусковых сишалов, на второй вход которого подаютс  импульсы с входа устройства, с выхода указанного элемента И сигналы поступают; на счетный вход триггера, вход щего в состав формировател  пусковых сигналов, и далее с выхода этого триггера на вь1ход формирювател  пусковых сигналов.

Блок 9 управлени  реализуетс  в виде обычных переключателей, блоки Ю и 11 переписи в виде набора элементов И-НЕ, выходы каждого из которых управл ют по установочному входу одним триггером соответствующего счетчика 1 и 13 импульса, последние представл ют собой обычные двоичные счетчики с последоватёМнЫй переносом, реализованные, например на Д-триггерах.

Таким образом, введение устройства временной задержки позвол ет измер ть временные интервалы в пачках импульсов, не имеющих дополнительного внешнего синхроимпульса.так как роль внешнего синхроимпульса вьшолн ет выходной импульс устройства 4 временной задержки, которое запускаетс  импульсами исследуемой пачки.

Введение блока управлени , блоков переписи , дополнительного счетного триггера, дополнительного счетчика, импульсов позвол ет выдел  на вь1х6дах блоков выделени  первого и поледнего импульсов любые импульсы исследуе мой пачки импульсов путем предварительной уста новки счетчиков импульсов. Вьщеление пары импульсов в предлагаемом измерителе происходит (в установившемс  режиме) в каждой проход щей пачке, т.е. нет потери информ цни, обеспечена больща  скорость и объективн. лость измерений.

Быстродействие блоков выделени  возросло более чем в три раза, поскольку на счегшках импульсов не выдел ютс  с стго ни , которым предшествуют длительный пКретс из разр да в разр д счетчика импульсов, а выдел етс  состо ние достижени  всеми разр дами единичных состо ний, которое может быть вьщелено без помех с малой задержкой прохождени  сигналов.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Измеритель временных интервалов, содержащий счетный триггер, первым выходом соединенный с одним из входов блока выделени  первого импульса, другие входы которого соединены с вь1ходами разр дов счетчика импулсов , а также последовательно соединеш ые блок выделени  последнего импульса, формирователь пусковых сигналов, выход которого через цифрвой измеритель соединен с блоком цифровой индикации, второй вход соединен с первым входом счетчика импульсов и с входной шиной устройства, а третий вход формировател  пусковых сигналов соединен ,с выходом блока выделени  первого импульса, отличающийс  тем, что, с целью обеспечени  возмоности измерени  временных интервалов между любыми двум  импульсами в пачке импульсов , не имеющих внешнего синхроимп пьса, и повышени  быстродействи  в него введены устройство временной задержки, блок переписи блок управлени , дополнительный блок переписи , дополнительный счетчик импульсов, дополнительный счетный триггер, первый выход которого подключен к первому входу дополнительного счетчика импульсов и к одному из входов блока выделени  П1эследнего импульса , другие входы которого соединены с соответствующими выходами разр дов дополнительного счетчика импульсов, второй вход которого подключен к входной шине устройства, третий вход - к выходу дополнительного блока переписи, первый вход которого подключен к второму выходу дополнительного счётного триггера, первый вход которого объединен с первым входом счетного триггера, четвертым входом формировател  пусковых сигналов и подключен к выходу устройства временной задержки, вход которого соединен с входной шиной устройства, вторые входы счетного триггера и дополнительного счетного триггера подключены к выходам соответственно счетчика импульсов и дополнительного счетчика импульсов, а второй вход дополнительного блока переписи объединен с первым входом блока переписи и соединен с выходом блока управлени , причем выход блока переписи подключен ко второму входу счетчика импульсов , третий.вход которого соединен с первь1М выходом счетного триггера, второй выход которого подключен к второму входу блока переписи , а выходы блоков выделени  первого и последнего импульсов подключены соответственно k Четвёртому входу счетчика импульсов и четвертому входу дополнительного счетчика импульсов.

   Фи9.2