SU679928A1 - Interval measuring device - Google Patents

Description

1one

Изобретение относитс  к области измерительной и импульсной техники и может быть использовано дл  измерени  временных тпервзлов , характеризующих положение объекта по дальности, и контрол  различных импульсов устройств, формируюищх точные интфвалы времеии между запускающим и задержанным сигиалами .The invention relates to the field of measuring and impulse techniques and can be used to measure temporal signals that characterize the object's position in range, and to control various impulses of devices that form accurate tails of time between triggering and delayed sigals.

Известны устройства дл  измерени  временных интервалов, построенные по классическому методу последовательного счета, использующие статические способы повышени  точности измерени  (преобразовани ) 1.Apparatuses for measuring time intervals are constructed according to the classical sequential counting method, using static methods for improving the accuracy of measurement (conversion) 1.

Точность измерени  устройств такого типа ограинчена, в ч астности, использованием линий задержки, дискретиость которых  вл етс  конечной величиной.The measurement accuracy of devices of this type is limited, for example, by using delay lines whose discreteness is the final value.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  устройство дл  измерени  интервалов времени, содержащее последовательно включенные триггер, схему совпадени , счетчик, а также генератор, подключенный ко второму входу схемы совпадени  2.The closest to the invention to the technical essence is a device for measuring time intervals, comprising a series-connected trigger, a coincidence circuit, a counter, and a generator connected to the second input of the coincidence circuit 2.

Недостатком такого устройства  вл етс  наличие разницы между двум  измерени ми, возникающей за счет несинхро1шости имггульсов генератора и измер емых интервалов времени.The disadvantage of such a device is the presence of a difference between two measurements, which is due to the non-synchronization of the generator pulse and the measured time intervals.

Целью изобретени   вл етс  увеличение точности измерени  временных интервалов и исключение систематической и медленно мен ющейс  оигабкн измерительного устройства.The aim of the invention is to increase the accuracy of the measurement of time intervals and to eliminate the systematic and slowly varying measurement device.

Дл  этого ,устройство введены схема ИЛИ, переключатель, второй генератор, схема формировани  импульсов перемещенной длительности, формирователь импульсов заднего фронта и блок измереии  среднего периода, при этом выход схемы ИЛИ с помощью переключател  св зан с единичным входом триггера либо непосредственно , либо через измер емую задержку, выход счетчика включен на второй вход триггера и на вход формировател  импульсов переменной длительности, на второй вход которого включен второй генератор, а выход которюго через форм1фователь импульсов заднего фронта подключен к входу блока измерени  среднего периода и входу схемы ИЛИ, второй вход которой  вл етс  входом запуска устройства. На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемо го устройства измерени  интервалов времени, а на фиг. 2 - временна  диаграмма работы уст ройства, осуществл ющего модул цию периода повторений стар т-импульсов. Предлагаемое устройство содержит схему ИЛИ 1, соединенную через переключатель 2 с триггером 3, управл ющим прохождением через схему совпадени  4 импульсов генератора 5 на вход переменного делител  6, в качестве которого используетс  двоичный счетчик. Выход переменного делител  соединен с блоком 7 формировани  переменной задерзкки, состо щим из второго генератора 8, схемы 9 форА4ировани импульсов переменной длительности и ф рмировател  10 импульсов заднего фронта, выход блока 7 форм фовани  переменной задержки соединен со вторым входом схемы ИЛИ 1 и блоком И измерени  среднего значени  периода . На первый вход схемы ИЛИ 1 подаетс  одиночный импульс, необходимый дл  запуска устройства. Устройство работает следующим образом. Переключатель 2 устанавливаетс  в положение , подключающее выход 1 к выходу схемы ИЛИ. На вхюд 1 устройства подаетс  одиночный импульс, который со схемы ИЛИ 1 через выход 1 В| качестве старт-импульса, поступает на устройство, временна  задержка которого tx измер етс . Задержанный импульс поступает; на вход 2 устройства и устанавливает триггер 3 в положение, разрещающее поступление импульсов генератора 5 через схему совпадени  4 на вход переменного делител  6, выходной импульс которого устанавливает триггер 3 в состо ние, прекращающее поступление импульсов генератора 5 на делитель 6. Импульс с выхода переменного делител  поступает также на блок 7 формировани  задержки, с выхода кото рого задержан1п 1Й импульс поступает на второй вход схемы ИЛИ 1. В результате в устройстве возникает рециркул ци  импульсов с. периодом TI tx + tф, где tф - задержка, формируема  предлагаемым устройством. Величина периода рециркул ции Tj измер етс  блоком измерени  феднего значени  из N периодов 11. По сним работу блока 7 формировани  переменной задержки, осуществл ющего модул цию периода рециркул ции старт-импульсов (см. фиг. 2). На вход а схемы 9 формировани  импульсов переменной длительности поступают импульсы с периодом, равным периоду рециркул ции, а на вход б - импульсы второ го генератора 8. Схема 9 формирует импульсы переменной длительности, равной временному интервалу между передним фронтом импульсов lui входе а и передним фронтом тех импуль 441 генератора 8 (вход f), которые поступают первыми во времени после переднего фронта импульсов на входе а. Как видно из временной диаграммы, на входе схемы 9 формируютс  импульсы переменной длительности, распределенной в пределах от нул  до периода втфого генератора 8. В случа х, когда периоды рециркул ции генератора 8  вл ютс  соизмеримыми величинами , справедливо соотношение: где m,r - целые взаимоопросл1е числа, TI - период рециркул ции, Tj - период импульсов генератора 8. Число определ ет чи ло различных длительностей импульса на выходе схемы формировани  9. При этом длительности импульсов на выходе схемы 9 пробегают следующие значени : TZ 2Т2 tnl-)T2 тТд ТгГ m hri rri В случае несоизмеримых периодов TI и Та число значений длительностей на выходе схемы формировани  9 стремитс  к бесконечности , т.е. длительность становитс  непрерывной величиной. Формирователь 10 формирует импульс по заднему фронту сигнала на входе в, в результате при рециркул ции, импульс на выходе 2 задерживаетс  относительно импульса входа а на величину задержки, распределенную по равномерному закону. Выбором значений TI и Tj можно получить щаг изменени  задержки, т.е. модул 1шю периода рециркул ции много меньше, чем дискрет квантовани  в пределах от нул  до дискрета квантовани . Затем переключатель 2 устанавливаетс  в замкнутое положение и на вход 1 устройства подаетс  одиночный импульс. В результате в устройстве возникает рециркул ци  импульсов с периодом TJ 1ф. В этом случае блок 11 измерени  периода измер ет усредненное значение Tj за то же число N периодов. Вычита  из первого результата измерени  второй, получим величину измер емого временного интервала: TI - TZ tx + tф - 1ф txФормула изобретени  Устройство дл  измерени  интервалов вре- . мени, содержащее последовательно включенные триггер, схему совпадени , счетчик, а также генератор, подключенный ко второму входу схемы совпадени , отличающеес For this, the device has an OR circuit, a switch, a second generator, a pulsed-duration pulse shaping circuit, a trailing edge pulse shaper, and an average period measurement unit. The OR circuit output is connected to a single trigger input, either directly or through a measured delay, the output of the counter is connected to the second input of the trigger and to the input of the pulse shaper of varying duration, to the second input of which the second generator is turned on, and the output of which through the formator The pulses of the falling edge are connected to the input of the average period measurement unit and the input of the OR circuit, the second input of which is the device start input. FIG. 1 shows a block diagram of the proposed device for measuring time intervals, and FIG. 2 is a timing diagram of the operation of the device modulating the repetition period of the start t pulses. The proposed device contains an OR 1 circuit connected via a switch 2 to a trigger 3 that controls the passage through the coincidence circuit of 4 pulses of the generator 5 to the input of a variable divider 6, which uses a binary counter. The output of the variable divider is connected to a variable jar formation unit 7, consisting of a second generator 8, a variable duration pulse shaping circuit 9 and a fipper 10 pulse edges, the output of the variable delay pulse shaping unit 7 is connected to the second input of the OR circuit 1 and the AND measurement unit mean period value. At the first input of the OR circuit, 1, a single pulse is applied to start the device. The device works as follows. Switch 2 is set to the position that connects output 1 to the output of the OR circuit. A single pulse is applied to the device's input 1, which from the circuit OR 1 through the output 1 V | as a start pulse, it arrives at the device, the time delay of which tx is measured. The delayed impulse arrives; to input 2 of the device and sets the trigger 3 to the position allowing the receipt of pulses of the generator 5 through the coincidence circuit 4 to the input of the variable divider 6, the output pulse of which sets the trigger 3 to the state stopping the flow of the pulses of the generator 5 to the divider 6. The pulse from the output of the variable divider It also enters the delay shaping unit 7, from the output of which a 1d delay is applied to the second input of the circuit OR 1. As a result, the device recirculates the pulses c. period TI tx + tf, where tf - the delay generated by the proposed device. The magnitude of the recirculation period Tj is measured by a unit measuring the federal value of N periods 11. According to the operation of the variable delay unit 7, modulating the start-pulses recirculation period (see Fig. 2). Pulses with a period equal to the recirculation period arrive at the input of circuit 9 of formation of pulses of variable duration, and pulses of the second generator 8 arrive at input b. Circuit 9 generates pulses of variable duration equal to the time interval between the leading edge of pulses lui of input a and the leading edge those pulses 441 of the generator 8 (input f), which arrive first in time after the leading edge of the pulses at the input a. As can be seen from the timing diagram, variable duration pulses are formed at the input of circuit 9, ranging from zero to the period of the generator 8. In cases where the recirculation periods of generator 8 are comparable, the relationship is valid: where m, r are whole the interrelation of the number, TI - the period of recirculation, Tj - the period of the pulses of the generator 8. The number determines the number of different pulse durations at the output of the formation circuit 9. At the same time, the pulse durations at the output of the circuit 9 run through the following values: TZ 2Т2 tnl-) T 2 tdd Trg m hri rri In the case of incommensurable periods TI and Ta, the number of durations at the output of the formation circuit 9 tends to infinity, i.e. the duration becomes a continuous value. The shaper 10 generates a pulse at the falling edge of the signal at the input, resulting in recirculation, the pulse at the output 2 is delayed relative to the pulse of the input a by an amount of delay distributed according to a uniform law. By choosing the values of TI and Tj, it is possible to obtain a delay variation gate, i.e. the module 1 of the recirculation period is much smaller than the quantization discretization ranging from zero to the quantizing discrete. Switch 2 is then set to the closed position and a single pulse is applied to the input 1 of the device. As a result, a recirculation of pulses with a period TJ 1f occurs in the device. In this case, the period measurement unit 11 measures the averaged value Tj for the same number of N periods. Subtracting the second one from the first measurement result, we obtain the value of the measured time interval: TI - TZ tx + tf - 1f tx Formula of the invention A device for measuring time intervals. a sequence containing a trigger, a matching circuit, a counter, as well as a generator connected to the second input of the matching circuit, which is different

тем, что, с целью увеличени  точности измерени  и исключени  систематической и медленно мен ющейс  ошибки измерительного устройства, в него введены схема ИЛИ, переключатель, второй генератор, схема форм фованн  импульсов переменной длительности, формирователь импульсов заднего фронта и блок измерени  среднего периода, при зтом выход схемы ИЛИ с помощью переключател  св зан с единичным входом триггера, выход счетчика включен на второй вход триггера и на вход форм1фовател  импульсов переменной дпнтельноети, на второйBy the fact that, in order to increase the measurement accuracy and eliminate the systematic and slowly varying errors of the measuring device, an OR scheme, a switch, a second generator, a circuit of Fowann forms of variable duration pulses, a falling front pulse shaper, and an average period measurement unit have been introduced. the output of the OR circuit with the help of a switch is connected with a single trigger input, the counter output is connected to the second trigger input and to the input of the pulse changer of the variable voltage circuit, to the second

вход которого подключен второй генератор, а выход которюго через формирователь импульсов заднего фронта подключен к входу блока {Измерени  среднего периода и входу схемы ИЛИ, второй вход которой  вл етс  входом запуска устройства.the input of which is connected to the second generator, and the output of which through the pulse front driver is connected to the input of the block {Measurement of the average period and the input of the OR circuit, the second input of which is the device start input.

Источники информации, прин тые во внима ние при экспертизеSources of information taken into account in the examination

1.Гитис Э. И. Преобразователи информации дл  зпектронных цифровых вычислительных устройств. Энерги , ,1975, с. 252.1. E. Gitis. Information converters for spectrometer digital computing devices. Energy, 1975, p. 252.

2.Там же, с. 208, рис. 5-1 (прототип).2. In the same place 208, fig. 5-1 (prototype).

ВыходOutput

Г-71 IG-71 I

Гг IGg I

IIII

10ten

11eleven

hh

ii

BxodzBxodz

а -«.but -".

5 five