SU911454A1 - Устройство дл измерени временных интервалов - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ

1

Изобретение относитс  к радиоизмерительной технике.

Известно устройство регистрации моментов времени, содержащее регистрирующий механизм, кольцевой счетчик , схему объединени  и линии задержки , через которые выходы кольцевого счетчика подключены к схеме объединени , выход которой соединен с регистрирующим механизмом l Однако данное устройство не обеспечивает достаточной точности.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  устройство дл  измерени  временных интервалов, содержаще счетчик,подключенный через цифроаналоговый преобразователь к входу перестраиваемого генератора, второй счетчик импульсов , включенный на выходе первой схемы совпадени , блок управлени , генератор стандартных импульсов , соединенный с входом схемы совпадени , формирователи, генератор

квантующих импульсов, причем в состав блока управлени  вход т дополнительные схемы совпадени  и триггеры 2.

Известное устройство также не обеспечивает достаточной точности.

Цель изобретени  - повышение точности измерений.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство, содержащее

10 триггер, перестраиваемый генератор, опорный генератор, два счетчика, два блока сравнени  и блок управлени , введены арифметический вычислитель , блок оперативной пам ти,блок

IS очередности, блок подстройки частоты и четыре регистра, первые входы каждогс ( из которых соединены с четырьм  выходами блока подстройки частоты, п тый выход которого соединен с

20 первым входом блока управлени ,первый выход которого соединен со вторыми входами регистров, а второй выход подключен к первому входу блока 3 подстройки частоты, второй вход кот рого соединен с входом первого счет чика и выходом опорного генератора, а третий вход которого подключен к выходу перестраиваемого генератора , вход которого через регул тор соединен с выходами триггера, вход которого соединен с входной шиной, первым входом второго счетчика и вт рым входом блока управлени ,третий вход которого соединен с первым выходом арифметического вычислител , второй выход и первый вход которого подключен к блоку оперативной пам ти , третий выход блока управлени  подключен к первому входу блока оче редности, а четвертый выход блока уп равлений соединен со вторым входом второго счетчика, третий вход котор го подключен к выходу перест0аиваемого генератора, а выход соединен с вторым, входом арифметического вычис лител , третий вход которого подключён к выходу блока очередности, остальные входы арифметического вычис лител  соединены соответственно с выходами регистров, третьи входы вт рого и четвертого из которых соединены с третьим выходом арифметического вычислител  , причем выход isTop го регистра соединен с первым входо первого блока сравнени , выход четв того регистра соединен с первым вхо дом второго блока сравнени , вторые входы блоков сравнени  соединены с выходом первого счетчика, а выходы блоков сравнени  соединены со вторым и третьим входами блока очер ности. На чертеже приведена структурна  электрическа  схема устройства. Устройство содержит триггер 1, регул тор 2, перестраиваемый генера тор 3, блок k подстройки частоты, опорный генератор 5, регистры 6-9 арифметический вычислитель 10, блоки 11 и 12 сравнени , счетчики 13 и 1, блок 15 управлени , блок 16 оперативной пам ти, блок 17 очередности . Входной сигнал подан на входную шину 18. Устройство работает следующим образом. Входной сигналi соответствующий какому-либо событию, поступает на вход триггера 1, который через регул тор 2 измен ет частоту генерато 3. Блок k подстройки частоты подстр ивает частоту генератора 5 под частоту генератора 3 по частоте и по фазе, причем частоту генератора 5 выбирают равной по номиналу или в целое число раз ь мие частоты генератора 3. После очередного срабатыани  триггера 1 блок t начинает раоту с определени  точного коэффициента пропорциональности, дл  чего одсчитывают периоды генератора 3 за нтервал времени, равный определенному количеству периодов генератора 5, отсюда: где THZ -период генератора 3; Na -количество периодов генератора 3; -количество периодов генератора 5; -период генератору 5, ХОТЯ заранее известно, что где К - номинальный коэффициент пропорциональности - целое число. Действительный коэффициент прор порциональности tr запоминаетс  в , NI регистре 6, а в регистр 7 записываетс  нуль. Блок 11 сравнивает содержимое счетчика 13, который непрерывно подсчитывает (периоды генератора 5 с содержимым регистра 7, как только произойдет совпадение кодов регистра 7 и счетчика 13 блока 11 через блок 17, который разносит по времени обращение к вычислителю 10, запускает его. В вычислителе 10 происходит добавление к содержимому регистра 7 действительного козффициента Пропорциональности хран щегос  в регистре 6, сумма снова записываетс  в регистр 7 и ожидаетс  новое срабатывание блока 11, при каждом срабатывании которого указанные операции повтор ютс , однако счетчик 13 считает периоды генератора 5 только до определенного числа Q, затем счет начинаетс  с нул ,поэтому суммирование p/N к содержимому регистра 7 производитс  по модулю Q , т.е. 1- . 1 где L. 1 содержимое регистра i-TOM шаге; исходное.состо ние регистра 7; Ь2,3....

Таким образом, формируетс  числова  последовательность, синхронна  с частотой генератора 3, затем блок подстраивает фазу этой числовой последовательности к фазе генератора 3 дл  чего выполн ютс  следующие действи .

.Так как периоды генератора 3 и числовой последовательности, с одной стороны, и период генератора 5.Увеличенный   К раз, с другой стороны, не равнь i другу, то фаза генератора 5 пер щаетс  по отношению к фазам числом. юследовательности и генератора 3 -ПOЛьзy  это, блоком подсчитываетс  количество периодов генератора 5 между совладени ми его фазы с фазой генератора 3 и фазой числовой последовательности. Полученное число делитс  на число периодов генератора S, подсчитанное между двум  ближайшими совпадени ми его фазы с фазой генератора 3, полученное частное блок t использует дл  коррекции (добавлени  или вычитани ) содержимого регистра 7 Таким образом получаетс  синфазна  и синхронна  числова  последовательность частоте генератора 3. Совпадение фазы генератора 5 с фазой генератора 3 определ етс  блоком k как первое попадание переднего фронта импульса частоты генератора 5 под длительность импульса генератора 3, а совпадение фазы числовой последовательности с фазой генератора 5 определ е с  как приближение содержимого регистра 7 к определенному целому числу с заранее заданной точностью, это устанавливаетс  с помощью вычислител  10 и блока 15- Така  же числова  последовательность формируетс  дл  частоты генератора 3 ДО ее из(менени  входным сигналом, но дл  этого используютс  регистр 8, где хранитс  коэффициент пропорциональности

п

Ь- и регистр 9, где хранитс  соб1

ственно числова  последовательность.

При помощи вычислител  10, блока 16 и блока 15 рассчитываетс  момент изменени  частоты генератора 3, использу  факт равенства сдвига фаз той и другой числовой последовательности от фазы генератора 5 вмомент изменени  частоты.

Блок 15 совместно с вычислителем 10 анализирует параметры до и после

входного сигнала и блок 10 настраиваетс  на вычисление по соответствующей формуле. Один момент времени определ етс  последовательным запоминанием значений числовой последовательности , отличающихс  от целого числа на величину погрешности в блоке 16 оперативной пам ти. Другой момент времени определ етс  как ближайшее к целому числу значение последовательности, но при этом числ . периодов генератора 3, отсчитанное счетчиком от момента начала входного сигнала до другого момента, должно быть меньше периода числовой последовательности, который определ етс  как частное от делени  наибольшего сдвига фазы на перемеи(ение фазы за один период генератора 3Результат получаетс  в числе периодов генератора 3.

1(спользу  образцовый генератор

5 с частотой 1 МГц и генератор 3

.-.-3

той же частоты и стабильностью 10 получают точность определени  момента времени пор дка 3 нсек:

Таким образом, использу  предлагаемое устройство, можно определить временные интервалы с точностью единиц наносекунд, использу  сравнительно низкочастотные генераторы.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  измерени  вр1еменных интёрвалов, содержащее триггер , перестраиваемый генератор,опорный генератор, два счетчика, два блока сравнени  и блок управлени , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерений в него введены арифметический вычислитель , Слок оперативной пам ти, блок очередности, блок подстройки частоты и четыре регистра, первые входы каждого из которых соединены с четырьм  выходами блока подстройки частоты, п тый выход которого соединен с первым входом блока управлени , первый выход последнего соединен со вторыми входами регистров , а второй выход подключен к первому входу блока подстройки частоты, второй вход которого соединен с входом первого счетчика и выходом опорного генератора, а третий вход подключен к выходу перестраиваемого генератора, вход которого через ре1 гул тор соединен с выходам триггера , вход последнего соединен с входной шиной, первым входом второго сче чика и вторым входом блока управлени , третий вход которого соединен с первым выходом арифметического вычислител , второй выход и первый ёход которого подключен к блоку оперативной пам ти, третий выход блока управлени  подключен к первому входу блока очередности, а четвертый выход блока управлени  соединен со вторым входом второго счетчика, третий вход которого подключен к выходу перестраиваемого генератора, а выход соединен со вторым входом арифметического вычислител , третий вход которого подключен к выходу бло ка очередности, остальные входы ариО метического вычислител  соединены соответственно с выходами регистров, 8 третьи выходы второго и четвертого из которых соединены с третьим выходом арифметического вычислител , причем выход регистра соединен с первым входом первого .блока сравнени , выход четвертого регистра соединен с первым входом второго блока сравнени , вторые входы блоков сравнени  соединены с выходом первого счетчика, а выходы блоков сравнени  соединены со вторым и третьим входами блока очередности. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 1 559217, кл. G 04 F 10/00, Oi.09.7t.
2. 2.Авторское свидетельство СССР f 656018, кл. С 04 F 10/00 , 23.03.77.