Измерение временных интервалов

Временные интервалы отличаются многообразием форм представления: длительность импульсов, временной промежуток между двумя импульсами, период сигнала и т. д. Диапазон возможного изменения интервалов - от пикосекунд до десятков часов и более.

Для измерения применяют в основном электронно-лучевые осциллографы и цифровые измерители временных интервалов.

Осциллографические методы измерения временных интервалов.

а)  Метод калиброванной (линейной) развертки.

В этом случае интервал времени равен

,

где  - коэффициент развертки осциллографа, выражается в с/дел, мс/дел, мкс/дел и т. д.;

   - множитель развертки, обычно равен 1; 0,5; 0,2;

   - величина изображения временного интервала в делениях шкалы на экране осциллографа. Точность измерения невелика, погрешность достигает величины 5-10%.

б) Метод измерения с использованием меток времени образцового генератора-калибратора.

Значительно меньшие погрешности измерения получают при подаче на вход z колебаний высокостабильного генератора с периодом . В этом случае на линейной развертке осциллографа высвечиваются яркостные отметки, идущие через высокоточный интервал . Величина измеряемого временного интервала , где п - число меток, укладывающихся в интервале. Погрешность измерения определяется погрешностью задания  и точностью совмещения меток с границами интервала.

в) С целью дальнейшего повышения точности измерений используют методы сравнения измеряемого временного интервала с образцовой дискретнойзадержкой. При этом начало измеряемого интервала совмещают с началом отсчета дискретной задержки (первый импульс импульсной последовательности, нулевой код ЦАПа и т. д.), а длительность интервала определяют по количеству дискретов задержки, укладывающихся до конца интервала.

Существует несколько способов создания высокоточной дискретной задержки:

- задержка на основе счетчика последовательности счетных импульсов высокочастотного, высокостабильного генератора;

- задержка с использованием сравнения пилообразного напряжения с выхода генератора линейно-изменяющегося напряжения (ГЛИН) и выходного напряжения ЦАП, величина задержки определяется кодом ЦАП;

- задержка на линиях передачи, например, на отрезках кабеля.

Осциллографические измерители временных интервалов позволяют производить измерения с предельно возможной погрешностью до 1 нс. Для высокоточных измерений малых интервалов (10^-9¸10^-12 с) используют стробоскопические осциллографы, использующие стробоскопический метод увеличения измеряемого интервала.

Основной недостаток осциллографических методов - невозможность автоматического измерения из-за необходимости визуального отсчета результатов.