專利名稱:捕捉籠式數(shù)字秒差計的制作方法
本實用新型涉及一種捕捉籠式數(shù)字秒差計，特別是一種用于測定本地石英鐘與BPM標(biāo)準(zhǔn)授時信號之間比對精度的時差測量儀器。
中國科學(xué)院陜西天文臺發(fā)播的“BPM標(biāo)準(zhǔn)時間、標(biāo)準(zhǔn)頻率”授時信號，系國家確認(rèn)的高精度時間基準(zhǔn)。將該時間基準(zhǔn)的秒脈沖序列和本地鐘的秒脈沖序列中具有同一時刻標(biāo)記的秒脈沖(稱之為“相關(guān)秒脈沖”)進行比較，測定兩者間的時間間隔(或稱“秒差”)，就可以確定石英鐘的比對精度。
目前各類時間間隔測定器所采用的數(shù)字測時原理參見中國《地震》雜志1981年第四、第五期刊載的“數(shù)字對鐘技術(shù)”一文，其方法不具備分辨相關(guān)秒脈沖的能力，在使用中，儀器可能記錄的是非相關(guān)秒的時間間隔，即以真實秒差的十進制數(shù)1000的補數(shù)出現(xiàn)，造成顯示數(shù)據(jù)的混亂。
本實用新型的目的就是針對以上的不足而設(shè)計的一種自動捕捉相關(guān)秒脈沖及自動判別正負(fù)的數(shù)字式秒差測時裝置。
本實用新型是這樣實現(xiàn)的由轉(zhuǎn)換電路1，輸入電路2、3，振蕩自校電路4，捕捉籠設(shè)置電路5，秒差門電路6，秒差門后移及正負(fù)判別電路7，計數(shù)顯示器8，正負(fù)顯示電路9組成了該捕捉籠式數(shù)字秒差計的整機電路。本實用新型針對比對誤差已在±0.5秒以內(nèi)的本地鐘秒脈沖與BPM(標(biāo)準(zhǔn)授時信號)秒脈沖之特點，通過設(shè)置一個單脈沖選擇電路，從一個序列中選擇脈沖之一 為起點，經(jīng)過適當(dāng)延時設(shè)置一個以下一個脈沖為中心選擇開通時間為1秒(±0.5秒)的“捕捉籠”，在此選通時間內(nèi)捕捉另一個序列中的相關(guān)秒脈沖，把這一對選通出來的相關(guān)秒脈沖合并在一起去控制秒差門，秒差門的開通時間即為秒差的絕對值ΔT。若把該脈沖前沿微分成窄脈沖，再通過延時電路將秒差門開通，脈沖的前后沿同時后移，后移寬度略大于窄脈沖寬度，用此后移的方波經(jīng)選通門16、17對后到脈沖選通，從而排除前到脈沖，把選通電路輸出的后到脈沖送至記憶顯示電路，可直接給出正負(fù)判別的結(jié)果。
本實用新型可以是這樣實現(xiàn)的單脈沖選擇電路10可以選擇在模式轉(zhuǎn)換開關(guān)K1，轉(zhuǎn)換到測量狀態(tài)(QK＝0)之后到達(dá)的第一個秒脈沖，并封鎖以后到達(dá)的其它秒脈沖。若基準(zhǔn)選擇開關(guān)K2選擇CP1，則第一秒脈沖為CP1n(若基準(zhǔn)選擇開關(guān)K2選擇CP2，則為CP2n)CP1n啟動一個延時電路11，延時時間準(zhǔn)確為TC＝0.5秒，得到脈沖為CP1n＋0.5，該脈沖啟動單穩(wěn)電路12，輸出一個脈寬TC＝1秒的方波QL，方波QL控制相關(guān)秒選通電路13，在選通時間內(nèi)將從序列CP1與CP2中分別捕捉到單脈沖CP1n＋1和CP2n＋1經(jīng)合并電路14合并成一對相關(guān)秒脈沖CP1n＋1＋CP2n＋1，通過秒差門電路6輸出方波QM。實現(xiàn)了捕捉CP1n＋1與CP2n＋1這一對相關(guān)秒脈沖，從而保證了測量的可靠性。
本實用新型還可以是這樣實現(xiàn)的將秒差門電路6輸出的方波QM送入延時電路15，將方波QM的前后沿同時后移Δt，后移寬度Δt略大于CP1和CP2窄脈沖的寬度，顯然在QM＋Δt的選通時間內(nèi)不會出現(xiàn)前到的一個脈沖，后到的脈沖將通過正負(fù)選通電路16或17送入記憶電路18及正負(fù)顯示電路9，實現(xiàn)正負(fù)自動判別。
本實用新型設(shè)計的時差測定裝置，能對數(shù)字或指針式石英鐘測定其走時誤差，能直接顯示兩個高精度秒脈沖序列的真實時差，它操作簡便測量可靠，比對精度高。若選擇本地秒脈沖為捕捉籠的時間選通中心，只要捕捉籠捕捉到一個BPM秒脈沖，即可得到正確的測量值。
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的詳細(xì)描述。
圖1是本實用新型的外型示意圖。
圖2是本實用新型的電路方框圖。
圖3是本實用新型的捕捉籠設(shè)置電路方框圖。
圖4是本實用新型的秒差門后移及正負(fù)判別電路方框圖。
如圖1、圖2所示轉(zhuǎn)換電路1通過模式轉(zhuǎn)換開關(guān)K1進行測量轉(zhuǎn)換，其輸出QK＝1用于自校，QK＝0用于測量秒差，本地秒序列信號BDM經(jīng)輸入電路2整形成窄脈沖序列CP1，授時序列信號BPM經(jīng)輸入電路3濾波整形成脈寬一致的脈沖序列CP2。當(dāng)模式轉(zhuǎn)換QK＝1時，振蕩自校電路4呈自校狀態(tài)接受由基準(zhǔn)選擇開關(guān)K2來的CP1(或CP2)，啟動開通時間準(zhǔn)確為1秒的振蕩自校電路4，輸出計數(shù)脈沖CPJ至計數(shù)顯示器8顯示其數(shù)值，調(diào)整電位器W改變振蕩頻率，以保證CPJ的頻率精度。當(dāng)模式轉(zhuǎn)換QK＝0時，振蕩自校門電路4轉(zhuǎn)為測量計數(shù)狀態(tài)，同時啟動相關(guān)秒脈沖捕捉籠設(shè)置電路5。
如圖3所示單脈沖選擇電路10可以選擇在模式轉(zhuǎn)換開關(guān)K1轉(zhuǎn)換后到達(dá)的第一個秒脈沖，并封鎖以后到達(dá)的其它秒脈沖。若基準(zhǔn)選擇開關(guān)K2選擇CP1則第一秒脈沖為CP1n(若基準(zhǔn)選擇開關(guān)K2選擇CP2，則為CP2n)，CP1n啟動一個延時電路11，延時時間準(zhǔn)確為TC＝0.5秒，得到脈沖為CP1n＋0.5，該脈沖啟動單穩(wěn)電路12，輸出一個脈寬TC＝1秒的方波QL，QL控制相關(guān)秒選通電路13，在選通時間內(nèi)將從序列CP1與CP2中分別捕捉到單脈沖CP1n＋1和CP2n＋1，經(jīng)合并電路14合并成一對相關(guān)秒脈沖CP1n＋1＋CP2n＋1，通過秒差門電路6輸出方波QM，此時CP1n＋1(或CP2n＋1)將始終占據(jù)捕捉籠的中心位置，CP2n＋1(或CP1n＋1)由于比對誤差的隨機性可能出現(xiàn)在任何位置，只要本地鐘與BPM的比對誤差已經(jīng)校準(zhǔn)到±0.5秒以內(nèi)，顯然捕捉籠所捕捉的只可能是CP1n＋1與CP2n＋1這一對相關(guān)秒脈沖，從而保證了測量的可能性。
如圖4所示合并電路14輸出的CP1n＋1＋CP2n＋1并不能區(qū)分兩個脈沖的先后順序，依靠上述電路只能得到秒差的絕對值。將秒差門電路6輸出的方波QM送入延時電路15，將方波QM的前后沿同時后移Δt，后移寬度Δt略大于CP1和CP2窄脈沖的寬度，在QM＋Δt的選通時間內(nèi)，不會出現(xiàn)前到的一個脈沖。后到的脈沖將通過正負(fù)選通電路16或17送入記憶電路18及正負(fù)顯示電路9，實現(xiàn)正負(fù)的自動判別。
權(quán)利要求
1.一種由模式轉(zhuǎn)換開關(guān)K1，基準(zhǔn)選擇開關(guān)K2，電位器W及轉(zhuǎn)換電路1，輸入電路2、3，振蕩自校電路4，計數(shù)顯示器8，正負(fù)顯示電路9組成的捕捉籠式數(shù)字秒差計，其特征在于該數(shù)字秒差計增設(shè)了捕捉籠設(shè)置電路5和秒差門后移及正負(fù)判別電路7。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的數(shù)字秒差計，其特征在于捕捉籠設(shè)置電路5是由單脈沖選擇電路10，延時電路11，單穩(wěn)電路12，相關(guān)秒選通電路13，合并電路14和秒差門電路6組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1或2所述的數(shù)字秒差計，其特征在于延時電路15，正負(fù)選通電路16、17和記憶電路18組成秒差門后移及正負(fù)判別電路7。
專利摘要
本實用新型提供了一種捕捉籠式數(shù)字秒差計，適合于測定本地石英鐘與BPM標(biāo)準(zhǔn)授時信號之間比對精度的時差測量儀器，能對數(shù)字式或指針式石英鐘測定其走時誤差。它主要是由捕捉籠的設(shè)置電路和秒差門后移及+/-判別電路組成，實現(xiàn)直接顯示兩個高精度秒脈沖序列的真實時差。若選擇本地秒脈沖為“捕捉籠”的時間選通中心，只要“捕捉籠”捕捉到一個BPM秒脈沖，即可得到正確的測量值。
文檔編號G04F10/04GK87206979SQ87206979
公開日1988年2月17日 申請日期1987年4月29日
發(fā)明者李文忠, 何毓寧 申請人:李文忠, 何毓寧導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan