专利名称:捕捉笼式数字秒差计的制作方法
本实用新型涉及一种捕捉笼式数字秒差计，特别是一种用于测定本地石英钟与BPM标准授时信号之间比对精度的时差测量仪器。
中国科学院陕西天文台发播的“BPM标准时间、标准频率”授时信号，系国家确认的高精度时间基准。将该时间基准的秒脉冲序列和本地钟的秒脉冲序列中具有同一时刻标记的秒脉冲(称之为“相关秒脉冲”)进行比较，测定两者间的时间间隔(或称“秒差”)，就可以确定石英钟的比对精度。
目前各类时间间隔测定器所采用的数字测时原理参见中国《地震》杂志1981年第四、第五期刊载的“数字对钟技术”一文，其方法不具备分辨相关秒脉冲的能力，在使用中，仪器可能记录的是非相关秒的时间间隔，即以真实秒差的十进制数1000的补数出现，造成显示数据的混乱。
本实用新型的目的就是针对以上的不足而设计的一种自动捕捉相关秒脉冲及自动判别正负的数字式秒差测时装置。
本实用新型是这样实现的由转换电路1，输入电路2、3，振荡自校电路4，捕捉笼设置电路5，秒差门电路6，秒差门后移及正负判别电路7，计数显示器8，正负显示电路9组成了该捕捉笼式数字秒差计的整机电路。本实用新型针对比对误差已在±0.5秒以内的本地钟秒脉冲与BPM(标准授时信号)秒脉冲之特点，通过设置一个单脉冲选择电路，从一个序列中选择脉冲之一 为起点，经过适当延时设置一个以下一个脉冲为中心选择开通时间为1秒(±0.5秒)的“捕捉笼”，在此选通时间内捕捉另一个序列中的相关秒脉冲，把这一对选通出来的相关秒脉冲合并在一起去控制秒差门，秒差门的开通时间即为秒差的绝对值ΔT。若把该脉冲前沿微分成窄脉冲，再通过延时电路将秒差门开通，脉冲的前后沿同时后移，后移宽度略大于窄脉冲宽度，用此后移的方波经选通门16、17对后到脉冲选通，从而排除前到脉冲，把选通电路输出的后到脉冲送至记忆显示电路，可直接给出正负判别的结果。
本实用新型可以是这样实现的单脉冲选择电路10可以选择在模式转换开关K1，转换到测量状态(QK＝0)之后到达的第一个秒脉冲，并封锁以后到达的其它秒脉冲。若基准选择开关K2选择CP1，则第一秒脉冲为CP1n(若基准选择开关K2选择CP2，则为CP2n)CP1n启动一个延时电路11，延时时间准确为TC＝0.5秒，得到脉冲为CP1n＋0.5，该脉冲启动单稳电路12，输出一个脉宽TC＝1秒的方波QL，方波QL控制相关秒选通电路13，在选通时间内将从序列CP1与CP2中分别捕捉到单脉冲CP1n＋1和CP2n＋1经合并电路14合并成一对相关秒脉冲CP1n＋1＋CP2n＋1，通过秒差门电路6输出方波QM。实现了捕捉CP1n＋1与CP2n＋1这一对相关秒脉冲，从而保证了测量的可靠性。
本实用新型还可以是这样实现的将秒差门电路6输出的方波QM送入延时电路15，将方波QM的前后沿同时后移Δt，后移宽度Δt略大于CP1和CP2窄脉冲的宽度，显然在QM＋Δt的选通时间内不会出现前到的一个脉冲，后到的脉冲将通过正负选通电路16或17送入记忆电路18及正负显示电路9，实现正负自动判别。
本实用新型设计的时差测定装置，能对数字或指针式石英钟测定其走时误差，能直接显示两个高精度秒脉冲序列的真实时差，它操作简便测量可靠，比对精度高。若选择本地秒脉冲为捕捉笼的时间选通中心，只要捕捉笼捕捉到一个BPM秒脉冲，即可得到正确的测量值。
以下结合附图对本实用新型作进一步的详细描述。
图1是本实用新型的外型示意图。
图2是本实用新型的电路方框图。
图3是本实用新型的捕捉笼设置电路方框图。
图4是本实用新型的秒差门后移及正负判别电路方框图。
如图1、图2所示转换电路1通过模式转换开关K1进行测量转换，其输出QK＝1用于自校，QK＝0用于测量秒差，本地秒序列信号BDM经输入电路2整形成窄脉冲序列CP1，授时序列信号BPM经输入电路3滤波整形成脉宽一致的脉冲序列CP2。当模式转换QK＝1时，振荡自校电路4呈自校状态接受由基准选择开关K2来的CP1(或CP2)，启动开通时间准确为1秒的振荡自校电路4，输出计数脉冲CPJ至计数显示器8显示其数值，调整电位器W改变振荡频率，以保证CPJ的频率精度。当模式转换QK＝0时，振荡自校门电路4转为测量计数状态，同时启动相关秒脉冲捕捉笼设置电路5。
如图3所示单脉冲选择电路10可以选择在模式转换开关K1转换后到达的第一个秒脉冲，并封锁以后到达的其它秒脉冲。若基准选择开关K2选择CP1则第一秒脉冲为CP1n(若基准选择开关K2选择CP2，则为CP2n)，CP1n启动一个延时电路11，延时时间准确为TC＝0.5秒，得到脉冲为CP1n＋0.5，该脉冲启动单稳电路12，输出一个脉宽TC＝1秒的方波QL，QL控制相关秒选通电路13，在选通时间内将从序列CP1与CP2中分别捕捉到单脉冲CP1n＋1和CP2n＋1，经合并电路14合并成一对相关秒脉冲CP1n＋1＋CP2n＋1，通过秒差门电路6输出方波QM，此时CP1n＋1(或CP2n＋1)将始终占据捕捉笼的中心位置，CP2n＋1(或CP1n＋1)由于比对误差的随机性可能出现在任何位置，只要本地钟与BPM的比对误差已经校准到±0.5秒以内，显然捕捉笼所捕捉的只可能是CP1n＋1与CP2n＋1这一对相关秒脉冲，从而保证了测量的可能性。
如图4所示合并电路14输出的CP1n＋1＋CP2n＋1并不能区分两个脉冲的先后顺序，依靠上述电路只能得到秒差的绝对值。将秒差门电路6输出的方波QM送入延时电路15，将方波QM的前后沿同时后移Δt，后移宽度Δt略大于CP1和CP2窄脉冲的宽度，在QM＋Δt的选通时间内，不会出现前到的一个脉冲。后到的脉冲将通过正负选通电路16或17送入记忆电路18及正负显示电路9，实现正负的自动判别。
权利要求
1.一种由模式转换开关K1，基准选择开关K2，电位器W及转换电路1，输入电路2、3，振荡自校电路4，计数显示器8，正负显示电路9组成的捕捉笼式数字秒差计，其特征在于该数字秒差计增设了捕捉笼设置电路5和秒差门后移及正负判别电路7。
2.根据权利要求
1所述的数字秒差计，其特征在于捕捉笼设置电路5是由单脉冲选择电路10，延时电路11，单稳电路12，相关秒选通电路13，合并电路14和秒差门电路6组成。
3.根据权利要求
1或2所述的数字秒差计，其特征在于延时电路15，正负选通电路16、17和记忆电路18组成秒差门后移及正负判别电路7。
专利摘要
本实用新型提供了一种捕捉笼式数字秒差计，适合于测定本地石英钟与BPM标准授时信号之间比对精度的时差测量仪器，能对数字式或指针式石英钟测定其走时误差。它主要是由捕捉笼的设置电路和秒差门后移及+/-判别电路组成，实现直接显示两个高精度秒脉冲序列的真实时差。若选择本地秒脉冲为“捕捉笼”的时间选通中心，只要“捕捉笼”捕捉到一个BPM秒脉冲，即可得到正确的测量值。
文档编号G04F10/04GK87206979SQ87206979
公开日1988年2月17日 申请日期1987年4月29日
发明者李文忠, 何毓宁 申请人:李文忠, 何毓宁导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan