Старт-стопний вимірювач часових інтервалів

Старт-стопний вимірювач часових інтервалів, який містить джерело постійної напруги, загальну шину, перший і другий резистори, перший і другий конденсатори, перший і другий ключі, схему порівняння та цифровий вимірювач, причому перші виводи першого і другого конденсаторів з'єднані відповідно з першим і другим входами схеми порівняння, вихід схеми порівняння з'єднаний з входом цифрового вимірювача, клема контакту першого ключа є вхідною для сигналу "Старт", клема контакту другого ключа, з'єднана з другим входом цифрового вимірювача, є вхідною для сигналу "Стоп", при цьому другі виводи першого і дру U 1 3 похибки вимірювання за рахунок значної неточності порівняння, що зумовлено експоненційним законом заряджання першого і другого конденсаторів. В основу корисної моделі поставлена задача створення старт-стопного вимірювача часових інтервалів, в якому за рахунок введення нових елементів і зв'язків між ними досягається розширення діапазону вимірюваних часових інтервалів і зменшення похибки неточності порівнянні за рахунок використання лінійного закону зарядження першого і другого конденсаторів. Поставлена задача вирішується тим, що в старт-стопний вимірювач часових інтервалів, який містить джерело постійної напруги, загальну шину, перший і другий резистори, перший і другий конденсатори, перший і другий ключі, схему порівняння та цифровий вимірювач, причому перші виводи першого і другого конденсаторів з'єднанні відповідно з першим і другим входами схеми порівняння, вихід схеми порівняння з'єднаний з входом цифрового вимірювача, клема контакту першого ключа є вхідною для сигналу "Старт", клема контакту другого ключа з'єднана з другим входом цифрового вимірювача є вхідною для сигналу "Стоп", при цьому другі виводи першого і другого конденсаторів з'єднані з другим виводом джерела постійної напруги і підключенні до загальної шини, введено перший і другий польові транзистори, причому, стоки першого і другого польових транзисторів підключені до першого виводу джерела постійної напруги, витоки першого і другого польових транзисторів з'єднанні з першими виводами відповідно першого і другого резисторів, другий вивід першого резистора з'єднаний з першим виводом першого ключа, затвором першого польового транзистора, першим виводом першого конденсатора і першим входом схеми порівняння, другий вивід другого резистора з'єднаний з першим виводом другого ключа, затвором другого польового транзистора, першим виводом другого конденсатора і другим входом схеми порівняння, другі виводи першого і другого ключів з'єднані з другими виводами першого та другого конденсаторів і другим виводом джерела постійної напруги, які підключені до загальної шини. На Фіг.1 подано електричну схему стартстопного вимірювача часових інтервалів, на Фіг.2 подано часові діаграми, що пояснюють роботу старт-стопного вимірювача часових інтервалів. Старт-стопний вимірювач часових інтервалів містить джерело постійної напруги 1, загальну шину 2, перший 3 і другий 4 польові транзистори, перший 5 і другий 6 резистори, перший 7 і другий 8 конденсатори, перший 9 і другий 10 ключі, схему порівняння 11 і цифровий вимірювач 12, причому перший вивід джерела постійної напруги 1 з'єднаний зі стоками першого 3 і другого 4 польових транзисторів, витік першого польового транзистора 3 з'єднаний з першим виводом першого резистора 5, витік другого польового транзистора 4 з'єднаний з першим виводом другого резистора 6, другий вивід першого резистора 5 з'єднаний з першим виводом першого конденсатора 7, затвором першого 57361 4 польового транзистора 3, першим виводом першого ключа 9 і першим виводом схеми порівняння 11, другий вивід другого резистора 6 з'єднаний з першим виводом другого конденсатора 8, затвором другого польового транзистора 4, першим виводом другого ключа 10 і другим виводом схеми порівняння 11, вихід схеми порівняння 11 з'єднаний з першим входом цифрового вимірювача 12, другий вхід цифрового вимірювача 12 з'єднаний з контактом другого ключа 10, що утворюють вхідну клему сигналу "Стоп", контакт першого ключа 9 з'єднаний з вхідною клемою сигналу "Старт", при цьому другий вивід джерела постійної напруги 1 з'єднаний з другими виводами першого 7 і другого 8 конденсаторів та другими виводами першого 9 і другого 10 ключів, які підключені до загальної шини 2. Старт-стопний вимірювач часових інтервалів працює таким чином. У початковий момент часу перший 9 і другий 10 ключі замкнуті, а перший 7 і другий 8 конденсатори розряджені. При надходженні старт-імпульса розмикається клема першого ключа 9 і здійснюється зарядження конденсатора 7 крізь високий динамічний опір струмостабілізуючого польового транзистора 3 за лінійним законом з постійною часу 1=(Rвих1+R1)С1, де Rвих1 - вихідний диференційний опір першого польового транзистора 3, R1,C1 - відповідно опір і ємність першого резистора 5 і першого конденсатора 7. Еквівалентна напруга заряджання конденсатора Епер=І01(Rвих1+R1), де І01 - початковий струм стоку першого польового транзистора 3 при заряджанні першого конденсатора 7. У момент надходження стопімпульса розмикається другий ключ 10 і починається заряджання другого конденсатора за лінійним законом з постійною часу 2=(Rвиx2+R2)C2, де Rвиx2 - вихідний диференційний опір другого польового транзистора 4, R2,C2 - відповідно опір і ємність другого резистора 6 і другого конденсатора 8. Еквівалентна напруга заряджання конденсатора Епер=І02(Rвих2+R2), де І02 - початковий струм стоку другого польового транзистора 4 при заряджанні другого конденсатора 8. При однакових польових транзисторах 3 і 4 (виготовлених у єдиному технологічному циклі) будуть однакові їх початкові струми І01=І02 і динамічні вихідні опори Rвux1=Rвиx2. Оскільки сталі часу 1 і 2 вибираються з умови 1>2, тому в певний момент часу миттєві значення напруги на першому 7 і другому 8 конденсаторах, які прикладені відповідно до першого й другого входів схеми порівняння 11, стають рівними і на виході схеми порівняння формується імпульс, який сумісно зі стоп імпульсом, що прикладений надходить на другий вхід цифрового вимірювача 12, формує перетворений інтервал часу, що вимірюється цифровим вимірювачем 12. Вимірюване значення часового інтервалу визначатиметься зі співвідношення 5 57361 інтервалів, зменшує напругу живлення, а також зменшує похибку вимірювання.   ti  Tпер 1  1  ТперКпер ,    2  де коефіцієнт перетворення Кпер  6 2 ви1  2 бирається з врахування часових параметрів та характеристик елементної бази цифрового вимірювача. Використання запропонованого пристрою суттєво розширює діапазон вимірюваних часових Комп’ютерна верстка Н. Лиcенко Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601