Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ОДИНОЧНОГО ИМПУЛЬСА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ОДИНОЧНОГО ИМПУЛЬСА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ОДИНОЧНОГО ИМПУЛЬСА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в фазометрии, радио- и оптической локации, в спектрометрии. Устройство измерения длительности одиночного импульса содержит генератор стандартной частоты, формирователь импульсов, два блока линий задержки, два блока схем совпадения, два блока триггеров, два регистра, два блока дизъюнкторов, три элемента И, два счетчика импульсов, блок сумматоров, элемент задержки, два триггера. 2 с. п. ф-лы, 2 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: 2012025
Класс(ы) патента: G04F10/04
Номер заявки: 4912393/21
Дата подачи заявки: 20.02.1991
Дата публикации: 30.04.1994
Заявитель(и): Харьковский институт радиоэлектроники им.акад.М.К.Янгеля
Автор(ы): Кадацкая О.И.; Каменюка А.И.; Канарейкина Е.Л.
Патентообладатель(и): Кадацкая Ольга Иосифовна
Описание изобретения: Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано в фазометрии, радио- и оптической локации, в спектрометрии и т. п.
Известен способ определения длительности одиночного импульса, основанный на подсчете количества импульсов, укладывающихся во временном интервале, соответствующем длительности определяемого импульса (Гитис Э. И. , Пискулов Е. А. Аналого-цифровые преобразователи. Энергоиздат, 1981, с. 140).
Недостатком этого способа является невысокая точность измерения за счет погрешностей квантования.
Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ измерения длительности периодических импульсов, основанный на измерении фазового сдвига, пропорционального измеряемой длительности импульсов, посредством двух непрерывных последовательностей импульсов близких опорных частот, одна из которых сфазирована с началом измеряемых импульсов, а другая - с концом измеряемых импульсов. При этом выделяют импульсы в последовательно идущих пакетах совпадений при сравнении во времени импульсов, привязанных к началу и концу измеряемых импульсов, с импульсами опорной частоты (а. с. N 888065, кл. G 04 F 10/04).
Недостатком этого способа является низкая точность привязки последовательности импульсов, сфазированных относительно начала и конца измеряемых импульсов. Кроме того, точность измерения этим способом ограничивается нестабильностью импульсов, поскольку длительности пакетов совпадений и измерительных интервалов зависят от длительностей импульсов, участвующих в процессе совпадений. Точность измерения этим способом в значительной степени ограничивается также невозможностью точно выделить первые по порядку импульсы в пакетах совпадений.
Наиболее близким по решаемой задаче и технической сущности устройством, реализующим предлагаемый способ, является устройство для измерения длительности одиночного импульса (а. с. N 1200234, кл. G 04 F 10/04, 1984), содержащее две линии задержки, соединенные со схемами совпадения, выходы которых подключены через триггеры к входам приоритетного дешифратора.
В известном устройстве длительность импульса измеряют путем заполнения этого импульса импульсами высокой частоты. Это устройство имеет низкую точность, так как при измерении длительности импульса в рассматриваемом устройстве необходимо предварительно пропустить импульс через дифференциальную цепочку для выделения его начала и конца и тем самым снизить точность измерения, кроме того, длительность импульса измеряется путем подсчета импульсов квантования, выделенных на схемах совпадения, а количество этих импульсов не эквивалентно длительности измеряемого импульса, так как при измерении некоторого участка начала и конца импульса на выходах схем совпадения не выделяются импульсы, так как они имеют амплитуды, не превосходящие допустимые уровни срабатывания схем совпадения.
Цель изобретения - повышение точности измерения длительности одиночных импульсов.
Цель достигается тем, что в способе измерения длительности одиночного импульса, основанном на перенесении на низкую частоту временных интервалов, определяющих длительность повторяющихся импульсов двух близких частот путем сравнения во времени двух непрерывных последовательностей импульсов с последующим времяимпульсным преобразованием этих временных интервалов, согласно изобретению, образуют две последовательности импульсов близких частот путем многократной задержки на заданные интервалы времени измеряемого импульса. При этом сравнивают во времени одноименные импульсы этих двух последовательностей, начиная с первой пары импульсов, путем установления начальных фаз последовательностей равными нулю для образования пакета совпадений. Затем определяют временной интервал, соответствующий длительности пакета, состоящего из импульсов - полностью совпавших одноименных импульсов двух последовательностей (центральный пакет), путем подсчета количества этих импульсов и импульсов - не полностью совпавших одноименных импульсов двух последовательностей (начальный пакет) путем определения количества позиций этих импульсов.
При этом создают шаг квантования, являющийся разносто-периодной мерой на двух потоках импульсов, образованных путем многократной задержки во времени исследуемого импульса, причем периоды этих потоков отличаются на величину шага квантования, а сами потоки сфазированы друг относительно друга таким образом, что с первых импульсов потоков начинается пакет совпадения, а временной интервал для определения длительности одиночного импульса формируется путем подсчета количества импульсов центрального пакета и подсчета количества импульсов начального пакета, которые в сумме и определяют длительность исследуемого импульса, единицей измерения которого является шаг квантования.
Число импульсов обоих пакетов в пакете совпадения может быть меньше или равно числу многократных задержек во времени исследуемого импульса, т. е. могут быть несовпавшие импульсы двух потоков импульсов.
Поэтому для подсчета импульсов в пакете совпадения сравнивают во времени одноименные импульсы двух потоков аналогично операции сравнения для создания пакета совпадения, при этом второй поток импульсов принимает свое инверсное значение (инверсный поток).
В результате совпадения импульсов прямого и инверсного потоков образуются два дополнительных пакета совпадения: нулевой, состоящий из импульсов - неполностью совпавших одноименных импульсов прямого и инверсного потоков, и единичный, состоящий из импульсов - полностью совпавших одноименных импульсов прямого и инверсного потоков.
Число импульсов в пакете совпадения определяется суммированием двух слагаемых. Первое слагаемое определяется подсчетом импульсов центрального пакета и увеличением его на единицу. Второе слагаемое определяется вычитанием двух чисел и увеличением разности в два раза. Первое число определяется числом многократных задержек исследуемого импульса, уменьшенным на единицу. Второе число определяется подсчетом импульсов единичного пакета совпадения. Таким образом, второе слагаемое представляет собой число импульсов в начальном пакете совпадений, уменьшенное на единицу.
Цель достигается тем, что в устройство измерения длительности одиночного импульса, содержащее две линии задержки, соединенные со схемами совпадения, выходы которых подключены к триггерам, входы линий задержек объединены, введен второй блок схем совпадения с одним инверсным входом, прямые входы которого поразрядно соединены с одноименными выходами первого блока линий задержки, инверсные входы поразрядно соединены с одноименными выходами второго блока линий задержки, а выходы соответственно поразрядно подключены к счетным входам второго дополнительного блока триггеров, инверсные выходы каждого разряда первого и второго блоков триггеров соединены с информационными входами своих разрядов соответственно, прямые выходы первого блока триггеров соединены с информационными входами первого регистра, причем выходы первых разрядов первого блока триггеров подключены к входам последних разрядов первого регистра соответственно, а последние выходы этого блока подключены к входам первых разрядов первого регистра соответственно, а на последний информационный вход первого регистра подается логическая "1", прямые выходы второго блока триггера соединены с информационными входами второго регистра, причем выходы первых разрядов второго блока триггеров подключены к входам соответствующих разрядов второго регистра, начиная с второго, на первый информационный вход второго регистра подается логический "0". Кроме того, выход последнего разряда второго дополнительного блока триггеров соединен с одним из двух входов третьего элемента И, второй вход которого подключен к выходу формирователя, вход которого соединен с выходом генератора стандартной частоты, выход третьего элемента И подключен к синхровходам первого и второго регистров соответственно и через элемент задержки - к одному из двух входов первого и второго элементов И соответственно: выходы первого и второго регистров подключены к входам первого и второго блоков дизъюнкторов соответственно, выходы которых подключены к синхровходам первого и второго триггеров соответственно, инверсные выходы которых соединены с информационными входами этих же триггеров соответственно, а также подключены к управляющим входам первого и второго регистров соответственно, причем последние выходы первого и второго регистров подключены к вторым входам первого и второго элементов И соответственно, выход первого элемента И подключен к суммирующему входу первого счетчика, выход второго элемента И подключен к вычитающему входу второго счетчика. Кроме того, выход последнего второго дополнительного блока триггеров соединен с управляющими входами параллельной загрузки информации первого и второго счетчиков соответственно; информационные выходы первого счетчика подключены к информационным входам первого слагаемого блока сумматоров поразрядно соответственно, информационные выходы второго счетчика подключены к информационным входам второго слагаемого блока сумматоров поразрядно, причем первый разряд второго счетчика соединен с вторым разрядом второго слагаемого блока сумматоров и далее соответственно до предпоследнего разряда второго счетчика, соединенного с последним разрядом второго слагаемого блока сумматоров. Выход сумматора является выходом устройства.
Из приведенного анализа существующих технических решений авторам неизвестны признаки, предлагаемые в данном техническом решении. Поэтому изобретение обладает новизной и существенными отличиями.
На фиг. 1 представлены временные диаграммы образования разностно-периодного кванта и пакетов совпадения двух пар импульсных потоков, следующих с частотой f1 и f2; на фиг. 2 - структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ.
Сущность способа заключается в следующем.
Из исследуемого импульса длительности tx путем многократной задержки этого импульса создается последовательность импульсов, следующих с периодом Т1 (фиг. 1а), т. е. длительность импульсов потока t1= tx. Аналогично создается другая последовательность импульсов, следующих с частотой t2, близкой к частоте t1, f2 = 1/T2, где T2 = T1 + Δ t, и длительностью импульсов t2 = = tx (фиг. 1б). Начальные фазы последовательностей импульсов частоты t2 и t1 совмещают во времени с учетом начальных фаз для образования пакета совпадения (фиг. 1в). При этом образуется пакет совпадения, имеющий первым импульсом в пакете импульс длительности t = t1 = t2, вторым - импульс длительности t - Δ t и т. д. до тех пор, пока длительность импульса пакета совпадения не станет равной нулю. Кроме того, эти нули могут образовываться до окончания операции сравнения во времени импульсов последовательностей частот f1 и f2.
Очевидно, что амплитуды и длительности No последних импульсов пакета совпадения (начальный пакет) являются меньшими по сравнению с амплитудами и длительностями N1 первых импульсов пакета совпадения (центральный пакет) (фиг. 1в).
Из-за ограничений, накладываемых современной элементной базой, Noпоследних импульсов не могут быть сосчитаны, но можно сосчитать количество позиций импульсов, являющихся цифровым эквивалентом количества импульсов начального пакета. Поэтому для того, чтобы выделить импульсы начального пакета, создается дополнительный пакет совпадения (фиг. 1д). Для этого потоки импульсов частоты t2 и t1 совмещают во времени с учетом начальных фаз, которые равны нулю, причем вторая последовательность импульсов частоты t2 принимает свое инверсное значение (фиг. 1г).
Дополнительный пакет совпадения (фиг. 1д) включает в себя пакет совпадения (фиг. 1в) следующим образом: одной позиции дополнительного пакета совпадения соответствуют две позиции начального пакета или одна позиция центрального пакета. Длительности одноименных, но соответствующих разным позициям в двух пакетах совпадения импульсов одинаковы. Дополнительный пакет совпадения на первой позиции имеет два импульса, идентичных центральному импульсу начального пакета длительности τ = t - (N1 + No/2) Δ t, с номером позиции N1 + No/2 (фиг. 1в), на второй позиции - два импульса длительности τ - Δ t и τ + Δt, на третьей позиции - два импульса τ - 2 Δ t и τ + 2 Δ t и т. д. до тех пор, пока длительность одного из импульсов не станет равной нулю и длительность второго импульса не равной длительности участвующих в совпадении импульсов, но это произойдет не в один момент времени (фиг. 1д). Как только длительность второго импульса станет равной t1 = t2, далее начинают следовать импульсы дополнительного пакета совпадения, равные по длительности t1 = t2= = tx.
Соответствие позиций одноименных импульсов двух сравниваемых во времени потоков импульсов (прямого и инверсного) определяется следующим образом (фиг. 1д, в):
M = (N1+N0/2) ± (K-1) = K, если (K-1) < ,
M = (N1+N0/2) - (K-1) = K, если (K-1) ≥ , где К - номер позиции импульса дополнительного пакета совпадения 1; N1 + No/2;
М - номер позиции импульса пакета совпадения.
Очевидно, что амплитуды и длительности первых импульсов, соответствующих No1 позициям, дополнительного пакета совпадения (нулевой пакет) являются меньшими по сравнению с амплитудами и длительностями N11последних импульсов дополнительного пакета совпадения (единичный пакет); из-за ограничений, накладываемых современной элементной базой, No1первых импульсов не могут быть сосчитаны, но можно сосчитать количество позиций импульсов.
Таким образом, удвоенному числу позиций без первой позиции нулевого пакета соответствует число позиций без центральной позиции с номером N1+ No/2 начального пакета, а следовательно, и число импульсов без центрального импульса начального пакета.
Число позиций без первой позиции нулевого пакета определяется путем вычитания из общего числа позиций дополнительного пакета совпадения, уменьшенного на единицу, т. е. n - 1, числа N11. Удваивая полученное число позиций, получают число позиций без центральной позиции начального пакета. Импульс, соответствующий первой позиции нулевого пакета, учитывается при подсчете импульсов центрального пакета.
Процесс измерения длительности одиночного импульса заключается в измерении временного интервала, соответствующего длительности центрального пакета, путем подсчета импульсов этого пакета и временного интервала, соответствующего длительности начального пакета, путем подсчета количества позиций импульсов начального пакета.
Искомое значение длительности измеряемого импульса:
tx = [(N1 + 1) + 2˙(n - 1) - N1')] Δ t =
= [(N1 + 1) + 2 (No' - 1)] ˙ Δ t = (N1 +
+ No) ˙Δ t = [(N1 + 1) +
+ (No - 1)] ˙Δ t
Устройство, реализующее способ (фиг. 2), содержит генератор 1 стандартной частоты (ГИ), формирователь 23 импульсов (Ф), первый, второй блоки линий задержки соответственно 2,3 (ЛЗ1, ЛЗ2), первый, второй блоки схем совпадения соответственно 4, 5, первый, второй блоки триггеров соответственно 6,7, первый, второй регистры соответственно 10, 11, первый, второй блоки дизъюнкторов 12, 13 соответственно, первый, второй, третий элементы И соответственно 14,15,21, первый, второй счетчики соответственно 18,19, блок сумматоров 20, элемент 22 задержки, первый, второй триггеры соответственно 8. 9.
Устройство работает следующим образом.
ГИ 1 работает в непрерывном режиме.
Перед началом работы устройства все элементы памяти обнуляются. Импульсы с выхода ГИ 1 поступают на вход формирователя 23. С выхода формирователя 23 импульсная последовательность поступает на элемент И 21.
Измеряемый импульс с источника измеряемых импульсов одновременно поступает на блоки линий задержки 2 и 3 ЛЗ1 и ЛЗ2 соответственно, каждый из которых состоит из n дополнительных каналов измерений, причем ЛЗ11 и ЛЗ21 равны, а ЛЗ12 и ЛЗ22, ЛЗ13 и ЛЗ23 и т. д. отличаются друг от друга на (n - 1)˙Δ t соответственно. Далее измеряемый импульс с ЛЗ1 и ЛЗ2 поступает на каждую из n-1 схем блока схем совпадения 4 соответственно, а также на каждую из n-1 схем блока схем совпадения 5 соответственно. Полученные результаты совпадения измеряемого импульса с блока ЛЗ1 и измеряемого импульса с блока ЛЗ2 на блоке схем совпадения 4, состоящем из n-1 каналов, фиксируются на блоке триггеров 6, состоящем из n-1 каналов, и поступают на информационные входы регистра 10. Полученные результаты совпадения измеряемого импульса с блока ЛЗ1 и измеряемого импульса с блока ЛЗ2 на блоке схем совпадения 5, состоящего из n-1 каналов, фиксируются на блоке триггеров 7, состоящего из n каналов, и поступают на информационные входы регистра 11. Приходящий с n-го элемента блока триггеров 7 на элемент И 21 сигнал открывает последний, и поступающая на элемент И 21 импульсная последовательность с формирователя 23 поступает на синхровход регистра 10, тем самым производя запись информации, стоящей на информационных входах регистра 10. Режим записи информации предварительно выставляется на управляющих входах регистра 10 с помощью блока дизъюнкторов 12 и триггера 8. Как только произойдет запись и информация появится на выходах регистра 10, с помощью блока дизъюнкторов 12 и триггера 8 произойдет смена режима работы "Запись" на режим работы "Сдвиг вправо". Так как первоначально результатом совпадения импульсов с ЛЗ1 и ЛЗ2 на блоке схем совпадения и будет являться 1, то необходим подсчет единиц. Разрядность регистра 10 должна быть равной n-числу дополнительных каналов измерения. Кроме того, для правильного подсчета информации выходы блока триггеров 6 необходимо соединить с информационными входами регистра 10 в следующем порядке: разряды блока триггеров 6, начиная с 62-го разряда с предпоследним информационным входом регистра 10 до разряда 6n блока триггеров с первым информационным входом регистра 10. На последний информационный вход регистра 10 подается логическая "1". Сдвигаемая в регистре 10 информация снимается с его последнего выхода и подается на элемент И 14. Снимаемая с элемента И 21 импульсная последовательность пропускается через элемент 22 задержки и также поступает на элемент И 14. Элемент 22 задержки необходим для того, чтобы информация с регистра 10 и импульсная последовательность поступала на элемент И 14, одновременно сигнал, приходящий с n-го элемента блока триггеров 7, поступает на управляющий вход параллельной загрузки счетчика 18. Предварительно на информационных входах счетчика 18 выставляется 1, т. е. предварительно в счетчик 18 записывается единица. Импульсная последовательность, получаемая на выходе элемента И 14 и соответствующая информации, снимаемой с последнего выхода регистра 10, соответствует количеству единиц и подается на счетный суммирующий вход счетчика 18. Таким образом, по окончании счета на информационных выходах счетчика 18 выставляется число единиц D, на единицу больше N1, соответствующее импульсам на элементах блока схем совпадения 4.
Данные с информационных выходов счетчика 18 поступают на информационные входы, соответствующие первому из двух слагаемых, блока сумматоров 20.
Информационные выходы счетчика 18 и информационные входы первого слагаемого блока сумматоров 20 соединены по принципу "первый с первым", "второй с вторым" и т. д. до "m-й с m-й", где m - разрядность счетчика 18 и блока сумматоров 20.
Приходящий с n-го элемента блока триггеров 7 на элемент И 21 сигнал открывает последний, и поступающая на элемент И 21 импульсная последовательность с формирователя 23 подается на синхровход регистра 11. Режим записи информации предварительно выставляется на управляющих входах регистра 11 с помощью блока дизъюнкторов 13 и триггера 9. Как только произойдет запись и информация появится на выходах регистра 11, с помощью блока дизъюнкторов 13 и триггера 9 произойдет смена режима работы "Запись" на режим работы "Сдвиг вправо". Необходимо организовать подсчет единиц, соответствующих совпадению импульсов с блока ЛЗ1 и блока ЛЗ2 на блоке схем совпадения 5. Разрядность регистра 11 должна быть равной n-числу дополнительных каналов измерения. Кроме того, для правильного и более быстрого подсчета информации выходы блока триггеров 7 необходимо соединить с информационными входами регистра 11 в следующем порядке: разряды блока триггеров 7, начиная с 72-го разряда, с вторым информационным входом регистра 11 до разряда 7n блока триггеров n-м информационным входом регистра 11. На первый информационный вход регистра 11 подается логический "0".
Сдвигаемая в регистре 11 информация снимается с его последнего выхода и подается на элемент И 15. Снимаемая с элемента И 21 импульсная последовательность пропускается через элемент 22 задержки и также поступает на элемент И 15. Элемент 22 задержки необходим также для того, чтобы информация с регистра 11 и импульсная последовательность поступали на элемент И 15 одновременно. Сигнал, приходящий с n-го элемента блока триггеров 7, поступает на управляющий вход параллельной загрузки счетчика 19. Предварительно на информационных входах счетчика 19 выставляется число (n-1)2, т. е. предварительно в счетчик 19 записывается число n-1. Импульсная последовательность, получаемая на выходе элемента И 15 и соответствующая информации, снимаемой с последнего выхода регистра 11, и количеству единиц, подается на счетный вычитающий вход счетчика 19. Таким образом, по окончании счета на информационных выходах счетчика 19 вычисляется число с, равное разности n-1 и числа единиц, соответствующих совпавшим импульсам на элементах блока схем совпадения 5. Данные с информационных выходов счетчика 19 поступают на информационные входы, соответствующие второму слагаемому, блока сумматоров 20. Кроме того, для правильного подсчета информации информационные выходы счетчика 19 необходимо соединить с входами, соответствующими второму слагаемому блока сумматоров 20, в следующем порядке: разряды счетчика 19, начиная с 191-го разряда - с вторым информационным входом второго слагаемого блока сумматоров 20 до разряда 19m-1 с m-м информационным входом второго слагаемого блока сумматоров 20, где m - разрядность счетчика 19 и блока сумматоров 20.
На информационных выходах блока сумматоров 20 выставляется число N, соответствующее длительности измеряемого импульса, выраженной в квантах Δ t.
Определение длительности импульса выполняется квантованием измеряемого импульса импульсом такой же длительности с шагом Δ t, причем процесс квантования начинается с полного совпадения двух импульсов. В результате квантования образуется N импульсов, представляющих собой длительность измеряемого импульса, выраженную в квантах Δ t, или пакет импульсов, амплитуда огибающей которого уменьшается с 1 до 0. Таким образом, определение длительности txизмеряемого импульса сводится к подсчету импульсов пакета квантования с амплитудой, равной 1, и с амплитудой меньше 1, т. е. недостаточной для срабатывания элементов схемы.
Чтобы измеряемый импульс проквантовался полностью, необходимо соблюдение условия:
txmin>Δt,
txmax≅Δt˙n, где n - число дополнительных каналов измерения. Нижний предел ограничивается элементной базой, верхний - аппаратурными затратами.
Для измерения длительности импульса tx организуются две импульсные последовательности на двух блоках линий задержки, состоящих из n параллельных дополнительных каналов измерения каждый. Линии задержки в каждом из блоков отличаются друг от друга, т. е. вторая от первой, третья от второй и т. д. на величину Т1 и Т2 соответственно. Кроме того, остальные ЛЗ во втором блоке отличаются от одноименных ЛЗ в первом блоке на (n-1) Δ t, где Δ t - квант измерения.
Процесс квантования организуется таким образом, что импульсы с первого блока ЛЗ квантуются импульсами с второго блока ЛЗ, причем организуются два вида квантования - положительное (прямое) и отрицательное (инверсное).
Прямое квантование - импульсы с первого блока ЛЗ квантуются импульсами с второго блока ЛЗ. Результатом квантования являются импульсы, уменьшающиеся постепенно по амплитуде от 1 до 0.
Инверсное квантование - импульсы с первого блока ЛЗ квантуются инверсными импульсами с второго блока ЛЗ. Результатом квантования являются импульсы, увеличивающиеся постепенно по амплитуде от 0 до 1.
Прямое квантование организуется для подсчета импульсов-результатов квантования с амплитудой, достаточной для срабатывания элементов схемы, т. е. засчитанных единицами. Инверсное квантование организуется для подсчета импульсов-результатов квантования с амплитудой, недостаточной для срабатывания элементов схемы, т. е. засчитанных нулями.
Известно, что импульсы пакета, полученного в результате прямого квантования, идентичны импульсам пакета, полученного в результате инверсного квантования. Поэтому число импульсов совпадения, соответствующих длительности измеряемого импульса, вычисляется по формуле
N = N1 + No = D + c/2 =
= (N1 + 1) + 2 [(n - 1) - N11] , где N1 - число единиц, соответствующих совпавшим импульсам с первого и второго блоков ЛЗ (прямое квантование);
No - число нулей, соответствующих совпавшим импульсам с первого и второго блоков ЛЗ, с амплитудой, недостаточной для срабатывания элементов схемы (прямое квантование);
N11 - число единиц, соответствующих совпавшим импульсам с первого и второго блоков ЛЗ (инверсное квантование);
n - число дополнительных каналов измерения.
Диапазон измеряемых импульсов tx по данному способу составляет от 1 до 3 нс. Необходимо определить длительность импульса tx с погрешностью 40 пкс, т. е.
Δ t = 4 ˙10-11 c = 0,04 ˙10-9 c = 0,04 нс.
Число дополнительных каналов измерения по соображениям удобства вывода информации
n = = = 75,
где tx max - максимальная длительность импульса из указанного диапазона измерения.
Формула изобретения: 1. Способ измерения длительности одиночного импульса, основанный на перенесении на низкую частоту временных интервалов, определяющих длительность повторяющихся импульсов двух близких частот путем сравнения во времени двух непрерывных последовательностей импульсов и последующим время-импульсным преобразованием этих временных интервалов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения длительности одиночного короткого импульса, образуют две последовательности импульсов близких частот путем многократной задержки измеряемого импульса на заданные интервалы времени, при этом сравнивают во времени одноименные импульсы этих двух последовательностей, начиная с первой пары импульсов этих последовательностей и устанавливая начальные фазы последовательностей равными нулю, для образования пакета совпадения, затем определяют временной интервал, соответствующий длительности пакета совпадения, состоящего из центрального пакета, путем подсчета импульсов этого пакета, и начального пакета, путем подсчета позиций импульсов этого пакета, для чего образуют третью импульсную последовательность путем инвертирования второй импульсной последовательности и сравнивают во времени одноименные импульсы первой (прямой) и третьей (инверсной) последовательностей, начиная с первой пары импульсов этих последовательностей и устанавливая начальные фазы последовательностей равными нулю, для образования дополнительного пакета совпадения, затем определяют временной интервал, соответствующий длительности единичного пакета импульсов, путем подсчета импульсов этого пакета, и временной интервал, соответствующий длительности нулевого пакета импульсов, путем подсчета позиций импульсов этого пакета, первой позиции нулевого пакета соответствует два одноименных импульса центральной позиции начального пакета, остальным позициям нулевого пакета соответствуют два разноименных импульса двух разноименных позиций соответственно начального пакета, импульсы единичного пакета соответствуют импульсам центрального пакета и импульсам, равным измеряемому импульсу и следующим за импульсами, соответствующими импульсам до окончания сравнения во времени прямой и инверсной последовательностей импульсов, число позиций без центральной позиции начального пакета, учитывающееся при подсчете импульсов центрального пакета, определяется путем подсчета числа позиций без первой позиции нулевого пакета и его удваивания путем вычитания из общего числа позиций дополнительного пакета совпадения, уменьшенного на единицу, числа импульсов единичного пакета, суммарное количество импульсов центрального пакета и позиций импульсов начального пакета принимают в качестве цифрового эквивалента измеряемого импульса.
2. Устройство для измерения длительности одиночного импульса, содержащее две линии задержки, соединенные со схемами совпадения, выходы которых подключены к триггерам, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, входы линий задержек объединены, кроме того, в него дополнительно введен второй блок схем совпадения с одним инверсным входом, прямые входы которого поразрядно соединены с одноименными выходами первого блока линий задержки, инверсные входы поразрядно соединены с одноименными выходами второго блока линий задержки, а выходы соответственно поразрядно подключены к счетным входам второго дополнительного блока триггеров, инверсные выходы каждого разряда первого и второго блоков триггеров соединены с информационными входами своих разрядов соответственно, прямые выходы первого блока триггеров соединены с информационными входами первого регистра, причем выходы первых разрядов первого блока триггеров подключены к входам последних рязрядов первого регистра соответственно, а последние выходы этого блока подключены к входам первых разрядов первого регистра соответственно, а на последний информационный вход первого регистра подается логическая I", прямые выходы второго блока триггеров соединены с информационными входами второго регистра, причем выходы первых разрядов второго блока триггеров подключены к входам соответствующих разрядов второго регистра, начиная со второго, на первый информационный вход второго регистра подается логический "0", кроме того выход последнего разряда второго дополнительного блока триггеров соединен с одним из двух входов третьего элемента И, второй вход которого подключен к выходу формирователя, вход которого соединен с выходом генератора стандартной частоты, выход третьего элемента И подключен к синхровходам первого и второго регистров соответственно и через элемент задержки к одному из двух входов первого и второго элементов И соответственно, выходы первого и второго регистров подключены к входам первого и второго блока дизъюнкторов соответственно, выходы которых подключены к синхровходам первого и второго триггеров соответственно, инверсные выходы которых соединены с информационными входами этих же триггеров соответственно, а также подключены к управляющим входам первого и второго регистров соответственно, причем последние выходы первого и второго регистров подключены к вторым входам первого и второго элементов И соответственно, выход первого элемента И подключен к суммирующему входу первого счетчика, выход второго элемента И подключен к вычитающему входу второго счетчика, кроме того выход последнего второго дополнительного блока триггеров соединен с управляющими входами параллельной загрузки информации первого и второго счетчика соответственно, информационные выходы первого счетчика подключены к информационным входам первого слагаемого блока сумматоров поразрядно соответственно, информационные выходы второго счетчика подключены к информационным входам второго слагаемого блока сумматоров поразрядно, причем первый разряд второго счетчика соединен с вторым разрядом второго слагаемого блока сумматора и далее соответственно до предпоследнего разряда второго счетчика, соединенного с последним разрядом второго слагаемого блока сумматоров, выход блока сумматоров является выходом устройства.