Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: 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.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2010286
Класс(ы) патента: G04F10/04
Номер заявки: 5002366/21
Дата подачи заявки: 01.08.1991
Дата публикации: 30.03.1994
Заявитель(и): Роговой Василий Фомич
Автор(ы): Роговой Василий Фомич
Патентообладатель(и): Роговой Василий Фомич
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 τo, 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 τo - два триггера 18, 22, две схемы И 19, 21 и счетчик 22, схему счета числа nон импульсов τвн - два триггера 26, 28, две схемы И 27, 29 и счетчик 30, схему формирования импульсов сброса τсн - две схемы И 23, 34, схему И 25 на три входа, два триггера 24и 36, схему счета числа Nин импульсов τн - схема И 32, триггер 31, схема ИЛИ 35 и счетчик 33, схему счета числа nнн импульсов τвн - 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 τo основной шкалы счета - начало временного отрезка Тхо, отрезок Тхо от данного начального импульса τo до последнего импульса τoосновной 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 τo(см. фиг. 2, в). С выхода генератора опорной частоты 1 импульсы τoпоступают 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 τo формирует импульсную последовательность с периодом Тн и длительностью импульсов τн (см. фиг. 2, г), причем период следования импульсов Тн отличается от периода входных сигналов Тона определенную малую величину Δ Т:
Δ T = Tн - То . (5)
С выхода генератора постоянной нониусной шкалы 4 импульсы τнпоступают 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 τхн (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 τвн, причем период следования импульсов Твн больше периода следования импульсов Тн.
С выхода генератора ударного возбуждения 5 (см, фиг. 2, д) импульсы τвн поступают на четвертый вход блока измерения tхн 6. В блоке измерения 6 счетчик 13 считает импульсы τo и фиксирует число nн, счетчик 22 тоже считает импульсы τo и фиксирует число Nон, счетчик 30 считает импульсы τвн и фиксирует число nон, счетчик 33 считает импульсы τн и фиксирует число Nнн, счетчик 41 считает импульсы τвн и фиксирует число nнн. После окончания измерения временного отрезка tхн блок измерения tхн6 вырабатывает импульс сброса τсн, 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 τхк (см. фиг. 2, а) поступает на второй вход блока 2 для прекращения работы схемы измерения временного отрезка Тхо.
Одновременно стоповый импульс τхк 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 τвк. С выхода генератора ударного возбуждения 7 (см. фиг. 2, е) импульсы τвкпоступают на четвертый вход блока измерения tхк 8. В блоке измерения 8 счетчик 45 считает импульсы τo и фиксирует число nк, счетчик 54 считает импульсы τo и фиксирует число Nок, счетчик 62 считает импульсы τвк и фиксирует число nок, счетчик 65 считает импульсы τн и фиксирует число Nнк, счетчик 73 считает импульсы τвк и фиксирует число nнк.
После окончания измерения временного отрезка tхн блок измерения tхк 8 вырабатывает импульс τск, 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 τск 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 τo , импульсы постоянной нониусной шкалы τн и разрешающий уровень напряжения с триггера 17 (см. фиг. 4.2, 4.3 и 4.11), при совпадении во времени импульсов τo и τн 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 τo. С выхода схемы И 12 (см. фиг. 4.7) импульсы τo поступают на вход счетчика 13. При поступлении на первый вход триггера 14 стартового импульса τхн (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 τo, с выхода схемы И 15 (см. фиг. 4.9) импульс τo поступает на второй вход триггера 14 и переключает его спадом в состояние "0" (см. фиг. 4.8), одновременно импульс τo с выхода схемы И 15 поступает на первый вход схемы ИЛИ 16, с выхода схемы ИЛИ 16 (см, 4.10) импульс τo поступает на второй вход триггера 11 и переключает его в состояние "0" (см, фиг. 4.6), после чего прекращается поступление импульсов τo на счетчик 13. Таким образом, счетчик 13 произвел подсчет импульсов τo с момента совпадения во времени импульсов τo и τн и до момента поступления на вход блока измерения tхн 6 импульса τхн - импульса начала измерения временного интервала Тх. Если импульс τхн на вход устройства не поступил, то при подсчете максимального числа nн импульсов τo 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 τo и τн на схеме И 10 цикл работы схемы по подсчету числа nнимпульсов τo повторяется.
С выхода формирователя входных сигналов 3 на первый вход триггера 18 поступает импульс τхн (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 τo. Первый прошедший импульс τo 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 τo, 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 τo, с выхода схемы И21 импульсы τo поступают на счетчик 22 (см. фиг. 4. 15). На входы схемы И23 поступают импульсы τo и τвн, 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 τo и он фиксирует число Nон. Одновременно импульс с выхода схемы И23 поступает на второй вход триггера 28. Импульс τхн 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 τхн (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 τвн. Первый прошедший импульс τвн 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 τвн, 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 τвн, с выхода схемы И29 (см. фиг. 4.22) импульсы τвн 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 τвн, и он фиксирует число nон.
На второй вход триггера 24 поступает импульс τхн, 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 τo.
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 τн. С выхода схемы И 32 (см. фиг. 4.24) импульсы τн поступают на вход счетчика 33.
На первый вход схемы И 34 поступают импульсы τн, на второй вход - импульсы τвн. 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 τн на счетчик 33 и он фиксирует число Nнн. Таким образом, счетчик 33 произвел подсчет импульсов τн с момента совпадения во времени импульсов τo и τн и до момента совпадения импульсов τн и τвн. Если импульс Тхн на вход устройства не поступил, то при подсчете максимального числа Nнн импульсов τн 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 τo и τн на схеме И 30 цикл работы схемы по подсчету импульсов τн повторяется.
На первый вход триггера 37 поступает импульс τхн 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 τвн. Первый прошедший импульс τвн 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 τвн, 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 τвн, с выхода схемы И 40 (см. фиг. 4.31) импульсы τвн 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 τвн 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 τo является импульсом сброса τсн. Импульс сброса τсн 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 τсн 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 τo.
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 τo, постоянной нониусной шкалы τн, 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 τo и τн 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 τo. С выхода схемы И 44 импульсы τo(см. фиг. 6.7) поступают на вход счетчика 45. На первый вход триггера 46 поступает импульс τхн 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 τo. 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 τo (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 τo и он фиксирует число nк. Если на вход устройства импульс Тхк не поступил, то счетчик считает максимальное число nк импульсов τo, 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 τo и τн на схеме И 42 цикл работы блока по подсчету числа nк импульсов τo повторяется.
На первый вход триггера 50 поступает импульс τхк, 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 τo. С выхода схемы И 51 первый пошедший импульс τoпоступает 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 τo (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 τo. С выхода схемы И 53 импульсы τo поступают на счетчик 54 (см. фиг. 6.15). Одновременно импульс τхк 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 τo и τвк 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 τхк (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 τвк . Первый прошедший импульс τвк 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 τвк (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 τвк, с выхода схемы И 60 (см. фиг. 6.22) импульсы τвк 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 τвк 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 τo.
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 τн. С выхода схемы И 64 (фиг. 6,24) импульсы τн поступают на счетчик 65.
На первый вход схемы И 66 поступают импульсы τн, на второй вход - импульсы τвк. 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 τн на счетчик 65 и он фиксирует число Nнк.
Таким образом, счетчик 65 произвел подсчет числа импульсов τнс момента совпадения во времени импульсов τo и τн и до момента совпадения во времени импульсов τн и τвк. Если импульс Тхк на вход устройства не поступил, то при подсчете максимального числа Nнкимпульсов τн 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 τo и τн на схеме И 63 цикл работы схемы по подсчету числа импульсов τн повторяется.
На первый вход триггера 69 поступает импульс τхк 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 τвк. Первый прошедший импульс τвк 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 τвк. 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 τвк. С выхода схемы И 72 (см. фиг. 6.31) импульсы τвк 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 τвк 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 τск поступает на второй вход второго генератора ударного возбуждения 7 (см. фиг. 1). Одновременно импульс τск 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 τск 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 τo - импульс сброса τск.
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 τхк - триггер 74, схему И 75, триггер Шмитта 76, схему формирования импульса τхк - триггер 77, схему И 78, триггер Шмитта 79.
Формирователь входных сигналов 3 работает следующим образом.
Импульс сброса τск (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 τхк 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 τхк 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 τск 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.