УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ


RU (11) 2010286 (13) C1

(51) 5 G04F10/04 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.10.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(14) Дата публикации: 1994.03.30 
(21) Регистрационный номер заявки: 5002366/21 
(22) Дата подачи заявки: 1991.08.01 
(45) Опубликовано: 1994.03.30 
(71) Имя заявителя: Роговой Василий Фомич 
(72) Имя изобретателя: Роговой Василий Фомич 
(73) Имя патентообладателя: Роговой Василий Фомич 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в измерителях временных интервалов. Устройство для измерения временных интервалов содержит генератор опорной частоты 1, измеритель временного отрезка 2, формирователь входных сигналов 3, генератор постоянной нониусной шкалы 4, генераторы ударного возбуждения 5, 7, блоки измерения 6, 8, арифметический блок 9. 3 з. п. ф-лы, 8 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к электронному приборостроению и может быть использовано в прецизионных измерителях временных интервалов, в радиолокации, экспериментальной физике, цифровых вольтметрах.

Известно устройство измерения временных интервалов, содержащее два согласующих каскада для формирования входных сигналов, статический триггер с раздельными входами, верньерный LC-генератор ударного возбуждения, генератор образцовой частоты, статический триггер со счетным входом, три схемы совпадения, два счетчика импульсов верньерного генератора и один счетчик импульсов генератора образцовой частоты.

Измеряемый интервал Tx разбивается на три временных отрезка t1, t2 и t3:

Tx = t1 + t2 - t3, (1) где t1 = n1 Tb;

t2 = n2 Tо;

t3 = n3 Tb.

Тогда

Tx = n1Tb + n2 To - n3 Tb = (n1 - n3) Tb +

+ n2 To, (2) где Тb - период следования импульсов верньерного генератора;

То - период следования импульсов генератора образцовой частоты.

Недостатком устройства является погрешность, определяемая температурной нестабильностью верньерного генератора, которая полностью компенсируется только при n1 = n3. Кроме того, невозможно измерять временный интервал Tx < To, так как для измерения временных отрезков t1и t3 используется один и тот же верньерный генератор.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является измеритель временных интервалов, содержащий шины старт- и стоп-импульсов, генератор опорной частоты, два генератора ударного возбуждения, счетчик импульсов генератора ударного возбуждения, селектор импульсов, два блока синхронизации, счетчик импульсов генератора опорной частоты, два блока считывания, запоминающее устройство, арифметический блок.

Однако данный измеритель имеет погрешность, обусловленную температурной нестабильностью частот верньерных генераторов, так как величина периода частоты верньерного генератора Т3 входит в формулу вычисления измеряемого временного интервала t:

t= ti= (T3-T0)(Nti-N0i) (3)

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для измерения временных интервалов, содержащее генератор опорной частоты, выход которого подключен к первому входу измерителя временного отрезка Тхо, измеритель временного отрезка Тхо, выход которого подключен к тринадцатому входу арифметического устройства, первый и второй генераторы ударного возбуждения, арифметическое устройство, введены формирователь входных сигналов, генератор постоянной нониусной шкалы, причем период следования импульсов генератора постоянной нониусной шкалы Тн больше периода следования импульсов генератора опорной частоты То, а период следования импульсов генераторов ударного возбуждения Тв больше периода следования импульсов генератора постоянной нониусной шкалы Тн, блок измерения tхн и блок измерения tхк, причем первый и второй входы формирователя входных сигналов служат входом устройства, первый выход формирователя входных сигналов подключен к третьему входу измерителя временного отрезка Тхо, к третьему входу блока измерителя tхн и к первому входу первого генератора ударного возбуждения, а второй выход формирователя подключен к второму входу измерителя временного отрезка Тхо, к третьему входу блока измерения tхк и к первому входу второго генератора ударного возбуждения, вход генератора постоянной нониусной шкалы подключен к выходу генератора опорной частоты и к вторым входам блока измерения tхн и блока измерения tхк, а выход генератора постоянной нониусной шкалы подключен на первые входы блока измерения tхн и блока измерения tхк, четвертый вход блока измерения tхн подключен к выходу первого генератора ударного возбуждения, четвертый вход блока измерения tхк подключен к выходу второго генератора ударного возбуждения и к второму входу арифметического устройства, шестой выход блока измерения tхн подключен к второму входу первого генератора ударного возбуждения и к второму входу арифметического устройства, шестой выход блока измерения tхн подключен к первому входу арифметического устройства, к второму входу второго генератора ударного возбуждения и к третьему входу формирователя входных сигналов, первый выход арифметического устройства подключен к пятому входу блока измерения tхн, второй выход арифметического устройства подключен к пятому входу блока измерения tхк, и к четвертому входу измерителя временного отрезка Тхо, третий вход арифметического устройства подключен к пятому выходу блока измерения tхк, четвертый вход - к четвертому выходу, пятый вход - к третьему выходу, шестой вход - к второму выходу, седьмой вход - к первому выходу блока измерения tхк, восьмой вход арифметического устройства подключен к пятому выходу блока измерения tхн, девятый вход - к четвертому выходу, десятый вход - к третьему выходу, одиннадцатый вход - к второму выходу, двенадцатый вход - к первому входу блока измерения tхн.

В блок измерения tхн введены тринадцать схем И, причем первая и седьмая на три входа, а остальные на два, двенадцать триггеров с раздельными входами, пять счетчиков, причем первые входы первой, шестой и седьмой схем И, вторые входы второй, третьей, четвертой и пятой схем И соединены и являются вторым входом блока измерения tхн, третий вход первой, второй вход десятой и первый вход одиннадцатой схемы И соединены и являются первым входом блока измерения tхн, первые входы второго, третьего, четвертого, седьмого и одиннадцатого триггеров соединены и являются третьим входом блока измерения tхн, вторые входы шестой, девятой, одиннадцатой, двенадцатой и тринадцатой схем И и первый вход восьмой схемы И соединены и являются четвертым входом блока измерения tхн.

Выход первой схемы И соединен с первым входом первого триггера, выход которого соединен с первым входом второй схемы И, выход второй схемы И соединен с первым входом первого счетчика, выход второго триггера соединен с первым входом третьей схемы И, выход которой соединен с вторым входом второго триггера и с первым входом первой схемы ИЛИ, второй вход схемы ИЛИ соединен с вторым выходом первого счетчика, а выход соединен с вторым входом первого триггера, выход третьего триггера соединен с вторым входом первой схемы И, выход четвертого триггера соединен с первым входом четвертой схемы И, выход которой соединен с вторым входом четвертого триггера и с первым входом пятого триггера, выход пятого триггера соединен с первым входом пятой схемы И, выход которой соединен с первым входом второго счетчика, выход шестой схемы И соединен с вторым входом пятого триггера и с первыми входами шестого и восьмого триггеров, выход шестого триггера соединен с вторым входом седьмой схемы И, выход которой соединен с вторыми входами третьего, шестого и десятого триггеров, с вторым входом арифметического устройства и с вторым входом первого генератора ударного возбуждения, выход седьмого триггера соединен с вторым входом восьмой схемы И, выход которой соединен с вторым входом седьмого и восьмого триггеров, выход восьмого триггера соединен с первым входом девятой схемы И, выход которой соединен с первым входом третьего счетчика, первый вход девятого триггера соединен с выходом первой схемы И, а выход девятого триггера соединен с первым входом десятой схемы И, выход которой соединен с первым входом четвертого счетчика, выход одиннадцатой схемы И соединен с первым входом второй схемы ИЛИ и с первыми входами десятого и двенадцатого триггеров, второй вход второй схемы ИЛИ соединен с вторым выходом четвертого счетчика, а выход соединен с вторым входом девятого триггера, выход десятого триггера соединен с третьим входом седьмой схемы И, выход одиннадцатого триггера соединен с первым входом двенадцатой схемы И, выход которой соединен с вторыми входами одиннадцатого и двенадцатого триггеров, выход двенадцатого триггера соединен с первым входом тринадцатой схемы И, выход которой соединен с первым входом пятого счетчика, вторые входы первого, второго, третьего, четвертого и пятого счетчика соединены с первым входом арифметического устройства, первый выход первого счетчика соединен с тринадцатым входом арифметического устройства, первый выход второго счетчика - с двенадцатым входом, первый выход третьего счетчика - с одиннадцатым входом, первый выход четвертого - с десятым входом, первый выход пятого счетчика - с девятым входом арифметического устройства.

В формирователь входных сигналов введены два триггера с раздельными входами, две схемы И и два триггера Шмитта, причем первые входы первого триггера и первой схемы И соединены и являются первым входом формирователя входных сигналов, вторые входы второго триггера и второй схемы И соединены и являются вторым входом формирователя входных сигналов, второй вход первого триггера и первый вход второго триггера соединены и являются третьим входом формирователя входных сигналов, выход первого триггера соединен с вторым входом первой схемы И, выход которой соединен с входом первого триггера Шмитта, выход триггера Шмитта является первым выходом формирователя входных сигналов, выход второго триггера соединен с первым входом второй схемы И, выход которой соединен с входом второго триггера Шмитта, выход второго триггера Шмитта является вторым выходом формирователя входных сигналов.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предложенное устройство отличается наличием новых блоков: генератора постоянной нониусной шкалы, блока измерения tхн, блока измерения tхк, элементами и их связями с остальными элементами схемы.

Таким образом, оно соответствует критерию изобретения "новизна".

Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что генераторы ударного возбуждения широко известны. Однако при введении в указанной связи с остальными элементами схемы в предложенное устройство для измерения временных интервалов они проявляют новые свойства, что повышает измерения временных интервалов. Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для измерения временных интервалов; на фиг. 2 - временные диаграммы ее работы; на фиг. 3 - функциональная схема блока измерения tхн; на фиг. 4 - временные диаграммы его работы; на фиг. 5 - функциональная схема блока измерения tхк; на фиг. 6 - временные диаграммы его работы; на фиг. 7 представлена функциональная схема формирователя входных сигналов; на фиг. 8 - временные диаграммы его работы.

Устройство для измерения одновременных интервалов содержит генератор опорной частоты 1, измеритель временного отрезка Тхо 2, формирователь входных сигналов 3, генератор постоянной нониусной шкалы 4, первый и второй генераторы ударного возбуждения 5, 7, блок измерения tхн 6, блок измерения tхк 8, арифметический блок 9.

Блок измерения tхн 6 содержит схему счета числа nн импульсов o, три схемы совпадения (схемы И) 10 на три входа и 12, 15 на два входа, три триггера 11, 14, 17, схему ИЛИ 16 и счетчик 13, схему счета числа Nон импульсов o - два триггера 18, 22, две схемы И 19, 21 и счетчик 22, схему счета числа nон импульсов вн - два триггера 26, 28, две схемы И 27, 29 и счетчик 30, схему формирования импульсов сброса сн - две схемы И 23, 34, схему И 25 на три входа, два триггера 24и 36, схему счета числа Nин импульсов н - схема И 32, триггер 31, схема ИЛИ 35 и счетчик 33, схему счета числа nнн импульсов вн - две схемы И 38, 40, два триггера 37, 39 и счетчик 41.

Функциональная схема блока измерения tхк 8 идентична функциональной схеме блока измерения tхн 6.

Временный интервал Тх между входными импульсами Тхн и Тхк в процессе измерения разбивается на три временных отрезка (см. фиг. 2, а): отрезок tхн от входного сигнала Тхн до первого следующего за ним импульса o основной шкалы счета - начало временного отрезка Тхо, отрезок Тхо от данного начального импульса o до последнего импульса oосновной шкалы счета, после которого следует импульс Тхк (см. фиг. 2, б), отрезок tхк - от конца временного отрезка Тхо до входного импульса Тхк. При этом каждый временной отрезок измеряется отдельно, а измеряемый временной интервал Тх рассчитывается по формуле:

Tx = tхн + Тхо + tхк . (4)

Устройство для измерения временных интервалов работает следующим образом.

Кварцованный генератор опорной частоты 1 генерирует напряжение высокостабильной частоты Fo с периодом То и длительностью импульсов o(см. фиг. 2, в). С выхода генератора опорной частоты 1 импульсы oпоступают на первый вход измерителя временного отрезка Тхо 2, на вход генератора постоянной нониусной шкалы 4, на второй вход блока измерения tхн 6 и на второй вход блока измерения tхк 8. Генератор постоянной нониусной шкалы из импульсов o формирует импульсную последовательность с периодом Тн и длительностью импульсов н (см. фиг. 2, г), причем период следования импульсов Тн отличается от периода входных сигналов Тона определенную малую величину Т:

T = Tн - То . (5)

С выхода генератора постоянной нониусной шкалы 4 импульсы нпоступают на первый вход блока измерения tхн 6 и на первой вход блока измерения tхк 8. На первый вход формирователя входных сигналов 3 поступает входной сигнал "СТАРТ" Тхн измеряемого временного интервала Тх, формируется по амплитуде и длительности. С первого выхода формирователя 3 стартовый импульс хн (см. фиг. 2, а) поступает на третий вход блока 2 для запуска схемы измерителя временного отрезка Тхо, на первый вход первого генератора ударного возбуждения 5 и запускает его, и на третий вход блока измерения tхн 6 для запуска схемы измерения временного отрезка tхн. Первый генератор ударного возбуждения 6 генерирует импульсную последовательность с периодом следования импульсов Твн и длительностью импульсов вн, причем период следования импульсов Твн больше периода следования импульсов Тн.

С выхода генератора ударного возбуждения 5 (см, фиг. 2, д) импульсы вн поступают на четвертый вход блока измерения tхн 6. В блоке измерения 6 счетчик 13 считает импульсы o и фиксирует число nн, счетчик 22 тоже считает импульсы o и фиксирует число Nон, счетчик 30 считает импульсы вн и фиксирует число nон, счетчик 33 считает импульсы н и фиксирует число Nнн, счетчик 41 считает импульсы вн и фиксирует число nнн. После окончания измерения временного отрезка tхн блок измерения tхн6 вырабатывает импульс сброса сн, который поступает на второй вход первого генератора ударного возбуждения 5 и прекращает его работу. Одновременно импульс поступает на второй вход арифметического блока 9.

С поступлением этого импульса арифметический блок 9 вырабатывает импульс опроса счетчиков: импульс опроса с первого выхода блока 9 поступает на пятый вход блока измерения tхн 6. С первого выхода блока 6 на двенадцатый вход арифметического блока 9 вводится информация со счетчика 13 - число nн, с второго выхода на одиннадцатый вход - информация со счетчика 22 - число Nон, с третьего выхода на десятый вход - информация со счетчика 30 - число nон, с четвертого выхода на девятый вход - информация со счетчика 33 - число Nнн, с пятого выхода на восьмой вход - информация со счетчика 41 - число nнн. На второй вход формирователя сигналов 3 поступает входной сигнал "стоп" Тхк измеряемого временного интервала Тх, формируется по амплитуде и длительности и с второго выхода формирователя 3 стоповый импульс хк (см. фиг. 2, а) поступает на второй вход блока 2 для прекращения работы схемы измерения временного отрезка Тхо.

Одновременно стоповый импульс хк с выхода формирователя 3 поступает на первый вход второго генератора ударного возбуждения 7 и запускает его. Стоповый импульс поступает также и на вход блока 8 для запуска схемы измерения временного отрезка tхк. Второй генератор ударного возбуждения 7 генерирует импульсную последовательность с периодом следования импульсов Твк и длительностью импульсов вк. С выхода генератора ударного возбуждения 7 (см. фиг. 2, е) импульсы вкпоступают на четвертый вход блока измерения tхк 8. В блоке измерения 8 счетчик 45 считает импульсы o и фиксирует число nк, счетчик 54 считает импульсы o и фиксирует число Nок, счетчик 62 считает импульсы вк и фиксирует число nок, счетчик 65 считает импульсы н и фиксирует число Nнк, счетчик 73 считает импульсы вк и фиксирует число nнк.

После окончания измерения временного отрезка tхн блок измерения tхк 8 вырабатывает импульс ск, который поступает на второй вход второго генератора ударного возбуждения 7 и прекращает его работу, на третий вход формирователя входных сигналов 3 и подготавливает его к следующему циклу измерения, импульс сброса ск поступает также на первый вход арифметического блока 9. С поступлением этого импульса арифметический блок 9 вырабатывает импульс опроса счетчиков блока измерения tхк 8 измерителя временного отрезка Тхо 2. С выхода блока 9 импульс опроса поступает на пятый вход блока измерения tхк 8 для опроса его счетчиков: в первого выхода блока 8 на седьмой вход блока 9 вводится информация со счетчика 45 - число nk, с второго выхода на шестой вход - информация со счетчика 54 - число Nок, с третьего выхода на пятый вход - информация со счетчика 62 - число nок, с четвертого выхода на четвертый вход - информация со счетчика 65 - число Nнк, с пятого выхода на третий вход - информация со счетчика 73 - число nнк. С выхода измерителя временного отрезка То информация поступает на тринадцатый вход блока 9 - число No.

После окончания ввода информации арифметический блок 9 вычисляет длительность временного интервала Тх по формуле Tх= +NoTo+ (6)

Блок измерения tхн 6 работает следующим образом.

На входы схемы И 10 поступают импульсы шкалы основного счета o , импульсы постоянной нониусной шкалы н и разрешающий уровень напряжения с триггера 17 (см. фиг. 4.2, 4.3 и 4.11), при совпадении во времени импульсов o и н с выхода схемы И 10 на первый вход триггера 11 поступает импульс (см, фиг. 4.5) и спадом переключает его в состояние "1" (см. фиг. 4.6). С выхода триггера 11 на первый вход схемы И 12 поступает разрешающий уровень напряжения, а на второй вход поступают импульсы o. С выхода схемы И 12 (см. фиг. 4.7) импульсы o поступают на вход счетчика 13. При поступлении на первый вход триггера 14 стартового импульса хн (см. фиг. 4.1) от переключается в состояние "1", с выхода триггера 14 разрешающий уровень напряжения (см. фиг. 4.8) поступает на первый вход схемы И 15, а на второй вход - импульс o, с выхода схемы И 15 (см. фиг. 4.9) импульс o поступает на второй вход триггера 14 и переключает его спадом в состояние "0" (см. фиг. 4.8), одновременно импульс o с выхода схемы И 15 поступает на первый вход схемы ИЛИ 16, с выхода схемы ИЛИ 16 (см, 4.10) импульс o поступает на второй вход триггера 11 и переключает его в состояние "0" (см, фиг. 4.6), после чего прекращается поступление импульсов o на счетчик 13. Таким образом, счетчик 13 произвел подсчет импульсов o с момента совпадения во времени импульсов o и н и до момента поступления на вход блока измерения tхн 6 импульса хн - импульса начала измерения временного интервала Тх. Если импульс хн на вход устройства не поступил, то при подсчете максимального числа nн импульсов o счетчик 13 вырабатывает импульс, который поступает на второй вход схемы ИЛИ 16, с выхода схемы ИЛИ - на второй вход триггера 11 и переключает его в состояние "0". С момента совпадения во времени импульсов o и н на схеме И 10 цикл работы схемы по подсчету числа nнимпульсов o повторяется.

С выхода формирователя входных сигналов 3 на первый вход триггера 18 поступает импульс хн (см. фиг. 4.1) и переключает его в состояние "1", с выхода триггера 18 (см. фиг. 4.12) разрешающий уровень напряжения поступает на первый вход схемы И 19, а на второй вход - импульсы o. Первый прошедший импульс o с выхода схемы И 19 (см. фиг. 4.13) поступает на второй вход триггера 18, переключает его спадом в состояние "0", на вход схемы И19 поступает запрещающий уровень напряжения, и на ее выход проходит только один импульс o, этот же импульс одновременно поступает на первый вход триггера 20 и переключает его в состояние "1".

С выхода триггера 20 (см. фиг. 4.14) разрешающий уровень напряжения поступает на первый вход схемы И21, а на второй вход поступают импульсы o, с выхода схемы И21 импульсы o поступают на счетчик 22 (см. фиг. 4. 15). На входы схемы И23 поступают импульсы o и вн, в момент совпадения их во времени с выхода схемы И23 (см. фиг. 4.16) импульс поступает на второй вход триггера 20 и переключает его в состояние "0", на вход схемы И21 поступает запрещающий уровень напряжения, на счетчик 22 прекращается поступление импульсов o и он фиксирует число Nон. Одновременно импульс с выхода схемы И23 поступает на второй вход триггера 28. Импульс хн с выхода формирователя 3 поступает также на первый вход триггера 17, переключает его в состояние "0", с выхода триггера 17 (см. фиг. 4.11) запрещающий уровень напряжения поступает на второй вход схемы И 10.

На первый вход триггера 26 поступает импульс хн (см. фиг. 4.1) и переключает его в состояние "1". С выхода триггера 26 разрешающий уровень напряжения (см. 4.19) поступает на первый вход схемы И27, на второй вход поступают импульсы вн. Первый прошедший импульс вн с выхода схемы И27 (см. фиг. 4.20) поступает на второй вход триггера 26, переключает его спадом в состояние "0", на вход схемы И27 поступает запрещающий уровень напряжения, и на ее вход проходит только один импульс вн, этот же импульс поступает на первый вход триггера 28 и переключает его в состояние "1". С выхода триггера 28 (см. фиг. 4.21) разрешающий уровень напряжения поступает на первый вход схемы И29, а на второй вход поступают импульсы вн, с выхода схемы И29 (см. фиг. 4.22) импульсы вн поступают на счетчик 30. Поступивший на второй вход триггера 28 с выхода схемы И23 импульс переключает его в состояние "0", на первый вход схемы И28 поступает запрещающий уровень напряжения, на счетчик 30 прекращается поступление импульсов вн, и он фиксирует число nон.

На второй вход триггера 24 поступает импульс хн, переключает его в состояние "0", с поступлением на первый вход триггера 24 импульса с выхода схемы И23 триггер 24 переключается в состояние "1", разрешающий уровень напряжения с выхода триггера 24 (см. фиг. 4.17) поступает на второй вход схемы И 25, на первый вход схемы поступают импульсы o.

С выхода схемы И 10 на первый вход триггера 31 поступает импульс (см. фиг. 4.5) и спадом переключает его в состояние "1" (см. фиг4.23). С выхода триггера 31 на первый вход схемы И 32 поступает разрешающий уровень напряжения, а на второй вход поступают импульсы н. С выхода схемы И 32 (см. фиг. 4.24) импульсы н поступают на вход счетчика 33.

На первый вход схемы И 34 поступают импульсы н, на второй вход - импульсы вн. В момент совпадения их во времени (см. фиг. 4.3, 4.4) с выхода схемы И 34 (см. 4.25) на первый вход схемы ИЛИ 35 поступает импульс, с выхода схемы ИЛИ 35 (см. фиг. 4.26) импульс поступает на второй вход триггера 31 и переключает его в состояние "0". С выхода триггера 31 запрещающий уровень напряжения поступает на первый вход схемы И 32, прекращается поступление импульсов н на счетчик 33 и он фиксирует число Nнн. Таким образом, счетчик 33 произвел подсчет импульсов н с момента совпадения во времени импульсов o и н и до момента совпадения импульсов н и вн. Если импульс Тхн на вход устройства не поступил, то при подсчете максимального числа Nнн импульсов н счетчик 33 вырабатывает импульс, который поступает на второй вход схемы ИЛИ 35, с выхода схемы ИЛИ - на второй вход триггера 31 и переключает его в состояние "0". С момента совпадения импульсов o и н на схеме И 30 цикл работы схемы по подсчету импульсов н повторяется.

На первый вход триггера 37 поступает импульс хн и переключает его в состояние "1". С выхода триггера 37 (см. фиг. 4.28) разрешающий уровень напряжения поступает на первый вход схемы И 38, на второй вход поступают импульсы вн. Первый прошедший импульс вн с выхода схемы И 38 (см. фиг. 4.29) поступает на второй вход триггера 37, спадом переключает его в состояние "0", на первый вход схемы И 38 поступает запрещающий уровень напряжения. На ее выход проходит только один импульс вн, этот же импульс одновременно поступает на второй вход триггера 39 и переключает его в состояние "1". С выхода триггера 39 (см. фиг. 4.30) разрешающий уровень напряжения поступает на первый вход схемы И 40, а на второй вход поступают импульсы вн, с выхода схемы И 40 (см. фиг. 4.31) импульсы вн поступают на счетчик 41.

С выхода схемы И 34 (см. фиг. 4.25) импульс поступает и на первый вход триггера 39 и на первый вход триггера 36.

Поступивший на первый вход триггера 39 импульс переключает его в состояние "0", на первый вход схемы И 40 поступает запрещающий уровень напряжения , на счетчик 41 прекращается поступление импульсов вн и он фиксирует число nнн.

Поступивший импульс с выхода схемы И 34 на первый вход триггера 36 переключает его в состояние "1", разрешающий уровень напряжения с выхода триггера 36 (см. фиг. 4.27) поступает на третий вход схемы И 25. Первый прошедший на выход импульс o является импульсом сброса сн. Импульс сброса сн с выхода схемы И 25 (см. фиг. 4.18) поступает на второй вход первого генератора ударного возбуждения 5, на второй вход арифметического блока 9 и на второй вход триггера 17, переключает его в состояние "1", разрешающий уровень с выхода триггера 17 (см. 4.11) поступает на второй вход схемы И 10, одновременно импульс сн поступает на вторые входы триггеров 24 И 25, спадом переключает их в состояние "0", на второй и третий входы схемы И 25 поступают запрещающие уровни напряжения и на выход проходит только один импульс o.

Измерение временного отрезка tхн окончено, необходимая информация (nн, Nон, nон, Nнн, nнн) хранится в счетчиках 13, 22, 30, 34, 42 и по запросу вводится в арифметическое устройство 9 для дальнейшей обработки.

Блок измерения tхк 8 работает следующим образом.

На первый и третий входы схемы И 42 поступают импульсы шкалы основного счета o, постоянной нониусной шкалы н, и разрешающий уровень напряжения с выхода триггера 49 на второй вход (см. фиг. 6.2, 6.3 и 6,11), при совпадении во времени импульсов o и н с выхода схемы И 42 на первый вход триггера 43 поступает импульс (см. фиг. 6.5) и спадом переключает его в состояние "1". С выхода триггера 43 на первый вход схемы И 44 поступает разрешающий уровень напряжения (см. фиг. 6.6), а на второй вход поступают импульсы o. С выхода схемы И 44 импульсы o(см. фиг. 6.7) поступают на вход счетчика 45. На первый вход триггера 46 поступает импульс хн и переключает его в состояние "1". С выхода триггера 46 разрешающий уровень напряжения (см. фиг. 6.8) поступает на первый вход схемы И 47, а на второй вход поступают импульсы o. С выхода схемы И 47 первый прошедший импульс поступает на второй вход триггера 46 и спадом переключает его в состояние "0". Запрещающий уровень напряжения с выхода триггера 46 поступает на первый вход схемы И 47 и на выход И проходит только один импульс o (см. фиг. 6.9), который также поступает на первый вход схемы ИЛИ 48 и далее на второй вход триггера 43 (см. фиг. 6.10) и переключает его в состояние "0". С выхода триггера 43 запрещающий уровень напряжения поступает на первый вход схемы И 44, на вход счетчика 45 прекращается поступление импульсов o и он фиксирует число nк. Если на вход устройства импульс Тхк не поступил, то счетчик считает максимальное число nк импульсов o, вырабатывает импульс, который поступает на второй вход схемы ИЛИ 48, с выхода схемы ИЛИ - на второй вход триггера 43, переключает его в состояние "0". С момента совпадения импульсов o и н на схеме И 42 цикл работы блока по подсчету числа nк импульсов o повторяется.

На первый вход триггера 50 поступает импульс хк, переключает его в состояние "1". С выхода триггера 50 разрешающий уровень напряжения (см. фиг. 6.12) поступает на первый вход схемы И 51, на второй вход схемы поступают импульсы o. С выхода схемы И 51 первый пошедший импульс oпоступает на второй вход триггера 50 и спадом переключает его в состояние "0". Запрещающий уровень напряжения с выхода триггера 50 поступает на первый вход схемы И 51. Таким образом, на выход схемы И 51 проходит только один импульс o (см. фиг. 6.12). Этот же импульс поступает на первый вход триггера 52 и переключает его в состояние "1" (см. фиг. 6.14). С выхода триггера 52 разрешающий уровень напряжения поступает на первый вход схемы И 53, а на второй вход схемы поступают импульсы o. С выхода схемы И 53 импульсы o поступают на счетчик 54 (см. фиг. 6.15). Одновременно импульс хк с выхода формирователя 3 поступает на первый вход триггера 49, переключает его в состояние "0", с выхода триггера 49 (см. фиг. 6,11) запрещающий уровень напряжения поступает на второй вход схемы И 42.

На вход схемы И 55 поступают импульсы o и вк в момент совпадения их во времени с выхода схемы И 55 (см. фиг. 6.16) импульс поступает на второй вход триггера 52, переключает его в состояние "0", на первый вход схемы И 53 поступает запрещающий уровень напряжения, на счетчик 54 прекращается поступление импульсов и он фиксирует число Nок. Одновременно импульс с выхода схемы И 55 поступает на первый вход триггера 56 и второй вход триггера 60.

На первый вход триггера 58 поступает импульс хк (см. фиг. 6.1) и переключает его в состояние "1". С выхода триггера 58 разрешающий уровень напряжения поступает на первый вход схемы И 59 (см. фиг. 6.19), на втоpой вход схемы поступают импульсы вк . Первый прошедший импульс вк с выхода схемы И 59 (см. фиг. 6.20) поступает на второй вход триггера 58 и спадом переключает его в состояние "0", на первый вход схемы И 59 поступает запрещающий уровень напряжения и на ее выход проходит только один импульс вк (см. фиг. 6.20), этот же импульс поступает на первый вход триггера 58 и переключает его в состояние "1". С выхода триггера 60 (см. 6.21) разрешающий уровень напряжения поступает на первый вход схемы И 61, на второй вход схемы поступают импульсы вк, с выхода схемы И 60 (см. фиг. 6.22) импульсы вк поступают на счетчик 62. Поступивший на второй вход триггера 60 импульс с выхода схемы И 55 переключает его в состояние "0", и на вход схемы И 61 поступает запрещающий уровень напряжения, на счетчик 63 прекращается поступление импульсов вк и он фиксирует число nок.

С поступлением на первый вход триггера 56 импульса с выхода схемы И 55 он переключается в состояние "1", разрешающий уровень напряжения с выхода триггера 56 (см. фиг. 6.17) поступает на втоpой вход схемы И 57, на первый вход схемы поступают импульсы o.

С выхода схемы И 42 на первый вход триггера 63 поступает импульс (фиг. 6,5) и переключает его в состояние "1". С выхода триггера 63 (фиг. 6,23) на первый вход схемы И 64 поступает разрешающий уровень напряжения, а на второй вход поступают импульсы н. С выхода схемы И 64 (фиг. 6,24) импульсы н поступают на счетчик 65.

На первый вход схемы И 66 поступают импульсы н, на второй вход - импульсы вк. В момент совпадения их во времени (см. фиг. 6, 3, 6,4) с выхода схемы И 66 (см. фиг. 6,25) на первый вход схемы ИЛИ 67 поступает импульс, с выхода схемы ИЛИ (см. фиг. 6,26) импульс поступает на второй триггер 63 и переключает его в состояние "0". С выхода триггера 63 запрещающий уровень напряжения поступает на первый вход схемы И 64, прекращается поступление импульсов н на счетчик 65 и он фиксирует число Nнк.

Таким образом, счетчик 65 произвел подсчет числа импульсов нс момента совпадения во времени импульсов o и н и до момента совпадения во времени импульсов н и вк. Если импульс Тхк на вход устройства не поступил, то при подсчете максимального числа Nнкимпульсов н счетчик 65 вырабатывает импульс, который поступает на первый вход схемы ИЛИ 67, с выхода схемы ИЛИ - на второй вход триггера 63 и переключает его в состояние "0". С момента совпадения во времени импульсов o и н на схеме И 63 цикл работы схемы по подсчету числа импульсов н повторяется.

На первый вход триггера 69 поступает импульс хк и переключает его в состояние "1". С выхода триггера 69 (см. фиг. 6,28) разрешающий уровень напряжения поступает на первый вход схемы И 70, на второй вход схемы поступают импульсы вк. Первый прошедший импульс вк с выхода схемы И 70 (см. фиг. 6,29) поступает на второй вход триггера 69 и спадом переключает его в состояние "0". На вход схемы И 70 поступает запрещающий уровень напряжения и на ее выход проходит только один импульс вк. Этот же импульс одновременно поступает на первый вход триггера 71 и переключает его а состояние "1". С выхода триггера 71 (см. фиг. 6.30) разрешающий уровень напряжения поступает на первый вход схемы И 72, а на второй вход поступают импульсы вк. С выхода схемы И 72 (см. фиг. 6.31) импульсы вк поступают на счетчик 73.

С выхода схемы И 66 импульс одновременно поступает на второй вход триггера 71 и на первый вход триггера 68. Поступивший на второй вход триггера 71 импульс переключает его в состояние "0", на первый вход схемы И 72 поступает запрещающий уровень напряжения, на счетчик 73 прекращается поступление импульсов вк и он фиксирует число nнк.

На первый вход триггера 68 поступает импульс с выхода схемы И 66 и переключает его в состояние "1", разрешающий уровень напряжения с выхода триггера 68 (см. фиг. 6.27) поступает на третий вход схемы И 57. С выхода схемы И 57 (фиг. 6,18) импульс ск поступает на второй вход второго генератора ударного возбуждения 7 (см. фиг. 1). Одновременно импульс ск поступает на первый вход арифметического блока 9 и на второй вход триггера 49, переключает его в состояние "1", разрешающий уровень напряжения с выхода триггера 49 (см. фиг. 6.11) поступает на второй вход схемы И 42. Этот же импульс ск поступает на вторые входы триггеров 56 и 68 и задним фронтом переключает их в состояние "0" (см. фиг. 6,17 и 6,28). С выхода этих триггеров запрещающие уровни напряжения поступают на второй и на третий входы схемы И 57. На вход проходит только один импульс o - импульс сброса ск.

Измерение временного отрезка tхк закончено, необходимая информация (nk, Nok, nok, Nнк, nнк) хранится в счетчиках 45, 54, 62, 65 и 73.

Поступивший на первый вход арифметического блока 9 импульс (см. фиг. 1) дает ему разрешение произвести опрос всех счетчиков блока измерения tхк и измерителя временного отрезка Тхо и по окончании ввода информации о временных отрезках tхн, Тхо, tхк произвести расчет длительности временного интервала Тх по формуле (6).

Блок формирования входных сигналов 3 содержит схему формирования импульса хк - триггер 74, схему И 75, триггер Шмитта 76, схему формирования импульса хк - триггер 77, схему И 78, триггер Шмитта 79.

Формирователь входных сигналов 3 работает следующим образом.

Импульс сброса ск (см. фиг. 8, а) поступает на объединенные входы триггеров 74, 77 и переключает их в состояние "1". Разрешающий уровень напряжения с выхода триггера 74 поступает на второй вход схемы И 75 (см. фиг. 8, г), а с выхода триггера 77 на первый вход схемы И 78 (фиг. 8, ж).

Входной сигнал Тхн (см, фиг. 8, б) поступает на первый вход схемы И 75 и на первый вход триггера 74 и спадом переключает его в состояние "0" (см. фиг. 8, г). С выхода схемы И 75 (см, фиг. 8, д) сигнал поступает на вход триггера Шмитта 76. Триггер Шмитта по фронту входного сигнала формирует импульс хк заданной длительности и амплитуды (см. фиг. 8, е), который поступает на вход измерителя временного отрезка Тхо 2 и на вход блока измерения tхн 6.

Входной сигнал Тхк (см. фиг. 8, в) поступает на второй вход схемы И 78 и на второй вход триггера 77 и спадом переключает его в состояние "0" (см. , фиг. 8. ж). С выхода схемы И 78 (см. фиг. 8, з) сигнал поступает на вход триггера Шмитта 79. Триггер Шмитта по фронту входного сигнала формирует импульс хк заданной амплитуды и длительности (см. фиг. 8, и), который поступает на вход измерения временного отрезка Тхо 2 и на вход схемы измерения tхк 8.

Переключением входными сигналами Тхн и Тхк триггеров 74 и 77 в состояние "0" повышается помехозащищеность устройства. По окончании измерения временного интервала Тх импульс сброса ск с выхода блока измерения tхк 8 переключает триггеры 74, 78 в состояние "1" и подготавливает устройство к следующему циклу измерения.

Использование изобретения позволит повысить точность измерения временных интервалов, в радиолокации - точность измерения дальности, в фазометрах - точность измерения фазы, в цифровых вольтметрах с времяимпульсным кодированием измеряемого напряжения - точность измерения напряжения. (56) Авторское свидетельство СССР N 1001001, кл. C 04 F 11/08. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



еpа соединен с пеpвым входом тpинадцатой схемы И, выход котоpой соединен с пеpвым входом пятого счетчика импульсов, втоpые входы пеpвого, втоpого, тpетьего, четвеpтого и пятого счетчиков импульсов соединены с пеpвым входом аpифметического устpойства, пеpвый выход пеpвого счетчика импульсов - с тpинадцатым входом аpифметического устpойства, пеpвый выход втоpого счетчика импульсов - с двенадцатым входом, пеpвый выход тpетьего счетчика импульсов - с одиннадцатым входом, пеpвый выход четвеpтого - с десятым входом, пеpвый выход пятого счетчика импульсов - с девятым входом аpифметического устpойства.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Электроника и электротехника




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+автомобильная -сигнализация".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "датчик" будут найдены слова "датчик", "датчики" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("датчик!").


Металлоискатели и металлодетекторы | Электронные устройства охраны и сигнализации | Электронные устройства систем связи | Приемные и передающие антенны | Электротехнические и радиотехнические контрольно-измерительные приборы и способы электроизмерений | Электронные устройства пуска, управления и защиты электродвигателей постоянного и переменного тока | Электродвигатели постоянного и переменного тока | Магниты и электромагниты | Кабельно-проводниковые и сверхпроводниковые изделия


Рейтинг@Mail.ru