SU1121644A1

SU1121644A1 - Time interval meter

Info

Publication number: SU1121644A1
Application number: SU833614506A
Authority: SU
Inventors: Лейба Семенович Флейш; Людмила Борисовна Бартоломей; Светлана Михайловна Семенова
Original assignee: Предприятие П/Я В-2969
Priority date: 1983-07-01
Filing date: 1983-07-01
Publication date: 1984-10-30

Abstract

ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕ ВАЛОВ, содержащий преобразователь амплитуда-код, преобразователь вре амплитуда, элемент задержки, вход которого соединен с шиной стоп-импульсов , отличающийс тем, что, с целью повышени разреш ющей способности и точности измерений , в него введены второй преобразователь врем -амплитуда, дифференциальный усилитель и первый и второй триггеры, установочные входы которых соединены соответственно с шиной старт-импульсов и шиной стоп-импульсов , входы предустановки первого и второго триггеров подключены соответственно к первому и второму выходам элемента задержки, выходы первого и второго триггеров соединены соответственно через первый и второй преобразователи врем -амплитуда с первым и вторым входами дифференциального усилител , выход которого подключен ко входу преобразовател с1Мплитуда-код.A TEMPORARY INTE SHAFT METER containing an amplitude-code converter, a time-amplitude converter, a delay element, the input of which is connected to the stop pulse bus, characterized in that, in order to increase the resolution and measurement accuracy, a second time-amplitude converter is introduced into it , the differential amplifier and the first and second triggers, the installation inputs of which are connected respectively to the start-impulse bus and the stop-impulse bus, the preset inputs of the first and second triggers are connected respectively -retarded to first and second outputs of the delay element, the outputs of the first and second flip-flops are respectively connected through first and second inverters time the amplitude of the first and second inputs of a differential amplifier whose output is connected to an input transducer s1Mplituda code.

Description

Изобретение относитс к измерительной и вычислительной технике и может быть использовано дл построени точных измерителей временных интервалов в наносекундном диапазоне .The invention relates to measuring and computing techniques and can be used to build accurate time intervals measuring instruments in the nanosecond range.

Известно устройство дл измерени временных интервалов, содержащее блок управлени , управл емые генераторы образцовой и вспомогательной частот, три счетчика импульсов, два цифровых отсчетных устройства, два электронных ключа и схему сравнени кодов, выходным сигналом которого с помощью ключей определ етс режим работы генераторов и счетчиков . Работа устройства основана на запуске по переднему фронту измер емого интервала генератора образцовой частоты и подсчете количества импульсов, выработанных генератором за врем существовани измер емого интервала l.A device for measuring time intervals is known, comprising a control unit, controlled generator of auxiliary and auxiliary frequencies, three pulse counters, two digital reading devices, two electronic keys and a code comparison circuit whose output signal determines the operating mode of the generators and counters using the keys. The operation of the device is based on running on the leading edge of the measured interval of the generator of the reference frequency and counting the number of pulses produced by the generator during the lifetime of the measured interval l.

Однако, такое устройство дл измерени временных интервалов отличаетс сложностью и не обеспечивает высокой точности измерений, так как используемые управл емые генераторы обладают значительным временем выхода на режим, в течение которого они имеют нестабильный период вырабатываемых сигналов.However, such a device for measuring time intervals differs in complexity and does not provide high accuracy of measurements, since the controlled oscillators used have a considerable time to reach the mode during which they have an unstable period of generated signals.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности вл етс измеритель временных интервалов, содержащий преобразователь амплитудакод , преобразователь врем -амплитуда , вход запуска которого соединен с шиной старт-импульсов, шина стопимпульсов соединена со входом первого и через элемент задержки со.входом второго дискриминатора уровней, выхода которых соответственно через первый и второй переключатели тока соединены со входом эмиттерного повторител и катодом диода с накоплением зар да, анод которого соединен с общей шиной, при этом второй выход первого переключател тока соединен с управл ющим входом второго дискриминатора уровн , выход второго переключател тока соединен с управл ющим входом первого переключател тока, а выход эмиттерного повторител подключен ко входу останова преобразовател врем -амплитуда , выход которого соединен со входом преобразовател амплитудакод 23.The closest to the invention to the technical essence is a time interval meter containing an amplitude-code converter, a time-amplitude converter, the start input of which is connected to the start-pulse bus, a stop-bus line is connected to the first input and through a delay element with the second discriminator of output levels which, respectively, through the first and second current switches are connected to the input of the emitter follower and the cathode of a diode with accumulation of charge, the anode of which is connected to a common bus, At that, the second output of the first current switch is connected to the control input of the second level discriminator, the output of the second current switch is connected to the control input of the first current switch, and the emitter follower output is connected to the stop input of the time converter – amplitude, the output of which is connected to the input of the amplitude code 23 .

Недостатком этого устройства вл етс низка разрешающа способность при измерении коротких интервалов времени, например, в наносекундном диапазоне.A disadvantage of this device is the low resolution when measuring short time intervals, for example, in the nanosecond range.

Цель изобретени - повышение разрешающей способности устройства и точности измерений в наносекундном диапазоне.The purpose of the invention is to increase the resolution of the device and the accuracy of measurements in the nanosecond range.

Указанна цель достигаетс тем, что в измеритель временных интервалов , содержащий преобразователь мплитуда-код , преобразователь врем амплитуда , элемент задержки, вход которого соединен с шиной стоп-импульсов , введены второй преобразователь врем -амплитуда, дифференциальный усилитель и первый и второй триггеры , установочные входы которых сое0 динены соответственно с шиной стартимпульсов и шиной стоп-импульсов, входы предустановки первого и второго триггеров подключены соответственно к первому и второму выходамThis goal is achieved by the fact that a second time-amplitude converter, a differential amplifier, and the first and second triggers are inserted into the time interval meter containing the modulus-code-converter, time-amplitude converter, delay element, whose input is connected to the stop pulse bus; which are connected, respectively, with the starter bus and the stop pulse bus, the preset inputs of the first and second triggers are connected respectively to the first and second outputs

5 элемента задержки, выходы первого и второго триггеров соединены соответственно через первый и второй преобразователи врем -амплитуда с первым, и вторым входами диф0 Ференциального усилител , выход5 delay elements, the outputs of the first and second triggers are connected respectively through the first and second time-amplitude converters with the first and second inputs of the Differential Amplifier, output

которого подключен ко входу преобразовател амплитуда-код.which is connected to the input of the amplitude code converter.

На чертеже представлена блок-схема , измерител цременных интервалов.The drawing shows a block diagram, measuring the temporal intervals.

Устройство содержит шину 1 стартимпульсов , шину 2 стоп-импульсов, первый и второй триггеры 3 и 4, элемент 5 задержки, первый и второй преобразователи б и 7 врем -амплитуда , дифференциальный усилитель 8 иThe device includes a bus 1 startimpulse, bus 2 stop pulses, the first and second triggers 3 and 4, element 5 delay, the first and second converters b and 7 time amplitude, differential amplifier 8 and

0 преобразователь 9 амплитуда-код,0 converter 9 amplitude code,

причем вход элемента 5 задержки соединен с шиной 2 стоп-импульсов, установочные входы первого и второго триггеров 3 и 4 соединены соответст5 венно с шиной 1 старт-импульсов и шиной 2 стоп-импульсов, входы предустановки соединены с выходами элемента 5 задержки, а выходы первого и Второго триггера 3 и 4moreover, the input of the delay element 5 is connected to the bus 2 stop pulses, the installation inputs of the first and second triggers 3 and 4 are connected respectively to the start-pulse bus 1 and the bus 2 stop pulses, the preset inputs are connected to the outputs of the delay element 5, and the outputs of the first and second trigger 3 and 4

0 соединены соответственно через первый и второй преобразователи б и 7 врем -амплитуда с первым и вторым входами дифференциального усилител 8, выход которого подключен ко вхо5 ду преобразовател 9 амплитуда-код.0 are connected respectively via the first and second transducers b and 7 time-amplitude with the first and second inputs of the differential amplifier 8, the output of which is connected to the input of the transducer 9 amplitude code.

Устройство работает следуквдим образом.The device works in the following way.

Старт-импульс с шины 1 поступает на установочный вход первого тригге ра 3, формирует импульс заведомо больше.й длительности.The start-impulse from bus 1 is fed to the installation input of the first trigger 3, which forms a pulse of a deliberately longer duration.

Стоп-импульс с шины 2 поступает на установочный вход триггера 4 и вход элемента 5 задержки, с выхода которого задержанный на 2-3 мксA stop pulse from the bus 2 is fed to the setup input of the trigger 4 and the input of the delay element 5, from the output of which is delayed for 2-3 μs

5 стоп-импульс поступает на входы предустановки триггеров 3 и 4.5 stop-pulse arrives at the inputs of the preset triggers 3 and 4.

Врем между старт-импульсом и стоп-импульсом определ ет измер емый интервал времени t. Таким обра0 зом на выходах триггеров 3 и 4 будут сформированы два импульса, разность длительностей которых равна измер емому интервалу времени t.The time between the start-pulse and the stop-pulse determines the measured time interval t. Thus, at the outputs of triggers 3 and 4, two pulses will be formed, the difference in durations of which is equal to the measured time interval t.

Сигналы с выходов триггеров по5 ступают на входы преобразователей 6 и 7 врем -амплитуда, представл ющих собой интеграторы, выходы которых подключены к дифференциальным входа усилител 8, при этом амплитуды про интегрированных сигналов будут соот ветственно равны: U-, К, Т,; ( Т,- t,). и, К где К - коэффициент преобразовани интеграторов; Т„ - длительность импульса, сформированного первым триггером, Разность сигналов U, усиливаетс усилителем 8 до значени и К, Kj t, где Kj - коэффициент усилени усилител 8. Выходной сигнал с выхода усилите л 8 преобразуетс преобразователем 9 амплитуда-код в цифровой код. Коэффициент преобразовани интеграторов определ етс из следуищего соотношени , Доп д: ( 2-3) МКС - амплитуда максимально допустимого синфазного сигнала на входе дифференциального усилител . Коэффициент Kj усилени дифференцигшьного усилител 8 выбираетс из соображений получени высокой устой чивости и составл ет величину не более 16-20. Усилитель 8 может иметь программируемый коэффициент усилени , велиЧина которого св зана обратно пропорциональной зависимостью с длительностью преобразуемого интервгша времени (цепи управлени коэффициентом усилени на чертеже не показаны) При преобразовании временных интервалов малых длительностей наносекундного диапазона коэффициент К - максимален , при преобразовании больших длительностей этого диапазона его пропорционально уменьшают. Таким образом, в данном устройстве по сравнению с известными повышаетс разрешакеда . способность и точHOCTb измерени .The signals from the trigger outputs go to the inputs of transducers 6 and 7 time-amplitude, which are integrators, the outputs of which are connected to the differential inputs of amplifier 8, while the amplitudes of the integrated signals are respectively equal: U-, K, T ,; (T, - t,). and, K where K is the integrator conversion factor; Tl is the duration of the pulse generated by the first trigger, the difference of the signals U, is amplified by the amplifier 8 to the value of and K, Kj t, where Kj is the gain of the amplifier 8. The output signal from the output of the amplifier 8 converts the amplitude code to digital code by the converter 9. The integrator conversion factor is determined from the following relation, Supplement: (2-3) MCS — the amplitude of the maximum permissible common-mode signal at the input of the differential amplifier. The gain factor Kj of the differential amplifier 8 is selected for reasons of obtaining high stability and is not more than 16-20. Amplifier 8 can have a programmable gain, the magnitude of which is inversely proportional to the duration of the time interval being converted (gain control circuits are not shown in the drawing) When converting time intervals of small nanosecond range, the coefficient K is maximum, while converting large durations of this range it proportionally reduced. Thus, in this device, the resolution is increased compared to the known ones. ability and accuracy of measurement.

Claims

TIME INTERVAL METER, comprising an amplitude-code converter, a time-amplitude converter, a delay element, the input of which is connected to a stop pulse bus, characterized in that, in order to increase the resolution and measurement accuracy, a second time-converter is introduced into it the amplitude, the differential amplifier and the first and second triggers, the installation inputs of which are connected respectively to the start-pulse bus and the stop-pulse bus, the preset inputs of the first and second triggers are connected respectively Directly to the first and second outputs of the delay element, the outputs of the first and second triggers are connected respectively through the first and second time-amplitude converters to the first and second inputs of the differential amplifier, the output of which is connected to the input of the amplitude-code converter.

and-