Цифровой измерительный прибор Советский патент 1986 года по МПК G01R13/02 

Изобретение относится к цифровой электро- и радиоизмерительной технике и может найти широкое применение при измерении различных электро- и радиотехнических величин, при про- верке функционирования цифровых и аналоговых схем.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей, прибора за счет определения характеристик полупроводниковых приборов, упрощение и ускорение процесса измерения. На фигс 1 приведена функциональная схема устройства; на фиго 2 - функциональная схема управляемого цифровым кодом коммутатора; на фиг. 3 - эквивалентная схема коммутационной матрицы управляемого цифровым кодом коммутатора; на фиг. 4 - функциональная схема одного канала усилителя-аттенюатора.

Устройство содержит клеммы 1, управляемый цифровым кодом коммутатор 2, микропроцессор 3, внешний запоминающий блок 4, клавишную па- нель 5 со схемой логики, канал 6 микропроцессора, постоянный запоминаю- 1ций блок 7, оперативный запомин акмций блок 8, аналого -цифровой преобразователь 9, цифроаналоговый преобразова- тель 10, усилитель-аттенюатор 11, знакогенератор 12, блок 13 индикации коммутируемые шины 14 управляемого цифровым кодом коммутатора.

Цифровой измерительный прибор выполнен в виде модулей, соединенных между собой с помош,ью двух каналов, канала 6 микропроцесора и коммутиру- .емых шин 14 управляемого цифровым кодом коммутатора 2, причем каналы . также соединены между собой,

К каналу 6 микропроцессора подключены управляемый цифровым кодом коммутатор 2,, микропроцессор 3, внешний запоминанвдий блок 4, клавишная панель 5 со схемой логики, постоянный запоминающий блок 7, оперативный запоминающий блок 8, выход аналого-цифрового преобразователя 9, вход цифро аналогового преобразователя 10, вход знакогенератора 12, коммутируемые шины-14 управляемого цифровым кодом коммутатора 2,

К коммутируемым шинам 14 управляемого цифровым кодом коммутатора подключены клеммы 1, управляемый цифро- вым кодом коммутатор 2, вход аналого цифрового преобразователя 9, выход цифроаналогового преобразователя 10,

5 0

5 Q

5

5

0

5

0

вход и выход у илителя-аттенюато- ра 11, выход знакогенератора 12, блок 13 индикацииjканал 6 микропроцессора.

Клеммы 1 могут быть выполнень, например, в ниде совокупности разъе- мов.

Управляемый цифровым кодом коммутатор 2 выполнен в соответствии со схемой, приведенной на фиг. 2.

Управляющие сигналы (двоичные коды) поступают из какала 6 микропроцессора на интерфейс 15, который служит для согласования канала 6 микропроцессора и управляемого цифровым кодом коммутатора 2, С интерфейса 15 управляющие двоичные коды поступают на дешифратор 16, который преобразует управляющие двоичные коды в сигналы управления. Сигналы управления с дешифратора 16 поступают на коммутационную матрицу 17. Под действием управляющих сигналов коммутационная матрица 17 осуществляет коммутацию подключенных к ней коммутируемых шин 14.

Коммутационная матрица 17 выполнена в виде матрицы МОЦ ключ- -

чей,коммутирующих ц линий, объединенных в коммутируемые шины 14 в соответствии с фиг, 3.

Микропроцессор 3 вьтолнен на базе ТТЛП микропроцессорного комплекта К589 аналогично известной структурной схеме.

Внешний запоминающий блок 4 может быть вьшолнен, например, в виде контроллера и кассетного накопителя на магнитной ленте, в ввде контроллера и накопителя на магнитных дисках или аналогичных устройств.

Клавишная панель 5 со схемой логики может быть вьшолнена, например, в виде клавишной тестатзфы со схемой логики или аналогичных устройств.

Канал 6 микропроцессора выполнен в виде совокупности быстродействующих двунаправленных связей,, предназначенных для обмена цифровыми кодами между модулями, подключенными к каналу 6 микропроцессора, и может быть вьтолнен конструктивно, например, в ввде совокупности проводников печатной платы, в виде жгута гибких проводников.

Постоянный запоминагаций блок 7 и оперативный запоминающий блок 8

могут быть выполнены в виде обычных блоков памяти, используемых в мик- роЭВМ.

Аналого-цифровой преобразователь 9 и уифроаналоговый преобразов тель 10 могут быть выполнены, например, в виде контроллеров и собственно преобразователей аналог-код и код-аналог.

Усилитель-аттенюатор 11 выполнен двухканальным. Оба канала идентичны. Функциональная схема одного из каналов приведена на фиг. 4.

Знакогенератор 12 может быть выполнен, например, в виде обычного знакогенератора, используемого в диплеях микроэвм.

Блок 13 индикации может быть выполнен, например в виде электроннолучевой трубки со схемой управления

Коммутируемые шины 14 управляемого цифровым кодом коммутатора 2 выполнены в виде совокупности быстродействующих двунаправленных связей;, предназначенных для обмена цифровым кодами и аналоговыми сигналами между модулями, подключенными к комму- тируемьм шинам 14 управляемого цифровым кодом коммутатора 2 и могут быть конструктивно выполнены, например, -в виде аналогичном каналу 6 микропроцессора.

Цифровой измерительный прибор работает следуюЕ1им образом.

При включении цифрового прибора

микропроцессор 3 автоматически переходит на выполнение начальной программы, записанной в постоянном запоминающем блоке 7. В соответствии с начальной программой микропроцессор 3 передает на управляемьш цифровым кодом коммутатор 2 коды, под действием которых управляемый цифровым кодом коммутатор 2 подключает блок 13 .индикации к выходу знакогенератора 12. Затем микропроцессор 3, продолжая выполнение начальной программы, передает на вход знакогенератора 12 коды начального сообщения оператору, в результате на блоке 13 индикации отображается начальное сообщение оператору, например: Прибор к работе готов. Выберите программу измерения. Получив сообщение, оператор, производящий измерения, подключает к клеммам 1 универсального цифрового измерительного прибора измеряемый объект и с помощью клавишной панели 5 со схемой логики

5

10

15

20

25

30

1534

вводит код выбранной им программы измерения. В соответствии с введенным кодом выбранной программы измерения микропроцессор 3, продолжая выполнение начальной программы, осуществляет поиск выбранной программы измерения во внешнем запоминающем блоке 4; при нахождении выбранной программы измерения во внешнем запоминающем блоке 4 микропроцессор 3 осуществляет переписывание найденной программы измерения из внешнего запоминающего блока 4 в оперативный запоминающий блок 8, после этого начальная программа передает управление программе измерения, переписанной в оперативный запоминающий блок 8. В соответствии с программой измерения, находящейся в оперативном запоминающем блоке 8, микропроцессор 3 выдает коды на управляемый цифровым кодом коммутатор 2. Под действием кодов управляемый цифровым кодом коммутатор 2 переключает подключенные к коммутируемым шипам 14 управляемого цифровым кодом коммутатора 2 клеммы 1, вход аналого-цифрового преобразователя 9, выход цифро- аналогового преобразователя 10,вход и выход усилителя-аттенюатора 11, выход знакогенератора 12, блок 13 индикации, канал 6 микропроцессора.

Кроме того, под управлением программы измерений микропроцессор 3

принимает цифровые коды от управляемого цифровым кодом -коммутатора 2, клавишной панели 5 со схемой логики, постоянного запоминающего блока 7, оперативного запоминающего блока 8, с выхода аналого-цифрового преобразователя 9, от коммутируемых шин 14 управляемого цифровым кодом коммутато- ipa 2. В соответствии с программой измерений микропроцессора 3 осуществляет обработку полученных цифровых кодов и вьщает цифровые коды на управляемый цифровым кодом коммутатор 2, в оперативный запомина ощий блок 8, на вход цифроаналогового преобразователя 10, на вход знакогенератора 12, на коммутируемые шины 14 управляемого цифровым кодом ком(ута- тора 2. Таким образом, под управлением программы измере ния, переписанной из внешнего запоминающего блока 4 в оперативный запоминающий

блок В, осуществляется процесс измерения и выдаются сообщения оператору на блок 13 индикации, а также

осуществляется обработка кодов, вводимых оператором с помощью клавишной панели 5 со схемой логики. Процесс измерения может быть прерван в любое время оператором. Для прерывания процесса измерения оператор вводит с помощью клавишной панели 5 со схемой логики соответствующий код, по которому Выполнение программы измерения, находящейся в оперативном запоминающем блоке. 8 прерьгоается и микропроцессор 3 ждет последующего ввода кодов оператором. Последующим вводом кодов с помощью клавишной панели 5 со схемой логики оператор может продолжить прерванную программу измерения или выбрать выполнение другой программы, находящейся во внешнем запоминающем блоке 4 или вызвать выполнение тест-программы, записанной в постоянном запоминающем блоке 7 (тест-программа может быть вызвана также непосредственно после включения универсального цифрового измерительного прибора). Под управлением тест-программы микропроцессор 3 осуществляет проверку исправности всех блоков, входящих в универсальный цифровой измерительный прибор и выдает на блок 13 индикации сообщения оператору о работоспособности блоков.

Конкретные случаи работы с универсальным цифровым прибором определяются программами, записанными в постоянном запоминающем блоке 7, и могут быть проиллюстрированы.

Пример 1. Определение характеристик полупроводникового при- бора (Характериограф).

Оператор включает универсальный цифровой прибор, и микропроцессор 3 начинает работать под управлением начальной программы, записанной в постоянном запоминающем блоке 7 (как это описано ранее). После получения начального сообщения оператор подключает исследуемый полупроводни- ковьй прибор к клеммам 1 и с помощью клавишной панели 5 со схемой логики вводит код программы Характе- риограф. После этого под управлением начальной программы происходит поиск во внешнем запоминающем блоке 4 и переписызание в оперативный запоминающий блок 8 требуемой программы которой затем передается управление

Работая под управлением программы Характериограф, микропроцессор 3 выдает цифровые коды на управляемый цифровым кодом коммутатор 2, который подключает клеммы 1 к входу аналого- цифрового преобразователя 9 (непосредственно или через усилитель-аттенюатор 11), подключает клеммы 1 к

выходу цифроаналогового преобразователя 10 (непосредственно или через усилитель-аттенюатор 11), подключа-- ет вьпход знакогенератора 12 к блоку 13 индикации. Микропроцессор 3

также принимает цифровые коды от аналого-цифрового преобразователя 9, передает цифровые коды на цифроана- логовьй преобразователь 10.

Таким образом, на исследуемый

полупроводниковьй прибор подаются электрические сигналы и снимаются электрические сигналы, необходимые для определения характеристик полупроводникового прибора. Микропроцессор 3 также вьщает цифровые коды на знакогенератор 12, в результате в блоке 13 индикации отображаются графические характеристики исследуемого полупроводникового прибора, а также

цифровые значения этих характеристик. Как было сказано ранее, оператор в любое время может прервать выполнение программы Характериограф и перейти к новой программе или вызвать тестпрограмму.

Пример 2. Определение характеристик усилителя низкой частоты.

После включения универсального цифрового прибора (или после прерывания программы,выполнявшейся ранее) оператор подключает исследуемый усилитель низкой частоты к клеммам 1 и вводит код данной программы. Аналогично описанному ранее происходит переписывание данной программы из внешнего запоминающего блока 4 в оперативный запоминающий блок 8 и ей . передается управление. Под управлением данной программы на исследуемый усилитель низкой частоты подаются необходимые сигналы и снимаются исследуемые сигналы, таким образом, происходит определение характеристик усилителя низкой частоты. Графические характеристики и их численные значения для исследуемого усилителя низкой частоты отображаются в блоке 13 индикации.

Из приведенных примеров видно, 1то реализация того или иного процесса измерения в универсальном цифровом измерительном приборе сводится только к выбору той или иной программы во внешнем запоминающем блоке 4.

Формула изобретения

Цифровой измеритель ый прибор, содержащий клеммы, усилитель-аттенюатор, аналого-цифровой преобразователь, цифроаналоговый преобразователь, оперативный запоминающий блок, отличающийся тем, что, с целью распшрения функциональных возможностей прибора за счет определения характеристик полупроводниковых приборов, упрощения и ускорения процесса измерения, в него введены микропроцессор, клавишная паОт канала (б) микропроцессора

нель со схемой логики, внешний запоминающий блок, знакогенератор, управляемый цифровым кодом коммутатор, блок индикации и постоянный запою - нающий блок, причем к каналу микропроцессора подключены непосредственно клавишная панель со схемой логики, внешний запоминакмций блок, вход знакогенератора, постоянный запоминающий блок, оперативный запоминакиций блок, выход аналого-цифрового преобразователя, вход цифроаналогового преобразователя и управляемый цифровым кодом коммутатор, к коммутиру- емьм шинам управляемого цифровым кодом коммутатора подключены клеммы, вход и выход усилителя-аттенюатора, вход аналого-цифрового преобразователя,- выход цифроаналогового преобразователя, блок индикации, выход знакогенератора, а также канал микропроцессора.

Коммутупуемб/е tuuHbfff4}

фаг. 2

Д Л1(НЦЛ

KoMnymuoifeMU9

Ш(/НЫ

Изобретение относится к цифровой электро- и радиоизмерительной технике. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Устройство содержит клеммы 1, коммутатор 2, управляемый цифровым кодом, микропроцессор 3, внешний запоминающий блок 4, клавишную панель 5 со схемой логики, канал 6 микропроцессора, постоянный запоминающий блок 7, оперативный запоминающий блок 8, аналого-цифровой преобразователь 9, цифроаналоговый преобразователь 10, усилитель-аттенюатор 11, знакогенератор 12, блок 13 индикации, коммутируемые шины 14 управляемого цифровым кодом коммутатора. Устройство вьшолнено в виде модулей, соединенных посредством двух каналов Интерфейс 15 служит для согласования канала 6 микропроцессора и управляемого цифровым кодом коммутатора 2, Коммутационная плата t7 выполнена в виде матрицы МОП ключей, коммутирующих п линий о Клавишная панель 5 со схемой логики может быть выполнена, например, в виде клавишной тестату-. ры со схемой логики. 4 ил. I W с

К номмутиру- емын uti/ нам ff4)

-сЫ

фиг.4

Редактор Е.Папп

Составитель В.Быков

Техред И.Попович Корректор С.Шекмар

1708/48Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ПИП Патент, го Ужгород, ул.Проектная, 4