Устройство для измерения времени установления выходного сигнала цифроаналоговых преобразователей Советский патент 1986 года по МПК H03M1/10 

Изобретение откосится к измерительной технике и может быть испол зовано для измерения динамических параметров преобразовательных устройств, в частности для измерения времени установления выходного сигнала цифроаналоговых преобразователей (ЦАП) . Цель изобретения - повышение точ ности и быстродействия устройства. На чертеже .приведена функциональ ная схема устройства. Устройство содержит генератор 1 импульсов, делитель 2 частоты, регистр 3 сдвига, осциллограф 4, элемент И 5, переключатель 6, регистры 7и 8 кодов, коммутатор 9, регулируемый источник 10 напряжения 5 исто ник 11 опорного напряжения, делители 12 и 13 напряжения, ключи 14 и 15, сумматор 16, усилитель-ограничи тель 17, информационные выходы 18, выход 19 опорного напряжения и вход 20для подключения контролируемого цифроаналогового преобразовате 1Я 21 Устройство работает следующим образом. Выходы 18 устройства подключаются к информационным входам контролируемого ЦАП, выход 19 к входу опорного напряжения, а выход ЦАП входу 20 устройства, В регистры 7 и 8 кодов заносятся оператором или автоматически от вне него программного устройства коды NJ и N:. Например, при измерении времени установления ЦАП при включе нии его на полную шкалу N; 00,..0 N 11.., 111. Сначала через перекл чатель 6 на третий вход элемента И 5 подается сигнал логического О элемент И 5 закрыт и нулевым потенциалом с его выхода на входы UjMI 21через информационные выходы 18 устройства подключен код N: с регис ра 8 кодов. Импульсы генератора 1 через делитель 2 поступают на вход регистра 3. На выходах последнего периодически формируются несовпадаю щие во времени импульсы, длительность которых определяется периодом следования импульсов генератора 1 и коэффициентом деления делит«шя 2. 8соответствии с формированием этих импульсов работа устройства разбивается на три периодически повторяющихся такта. В первом такте импульс с третьего выхода регистра 3 поступает на второй вход элемента И 5, но импульсы генератора 1 не проходят на управляющий вход коммутатора 9, так как на третьем входе элемента И 5 присутствует сигнал логического О, На вход сумматора 16 с входа 20 устройства поступает установившийся сигнал Ujj ЦАП 21, Во втором такте импульсом с первого выхода регистра 3 замыкается ключ 14 и на третий вход суммс1тора 16 поступает опорный уровень +0,5 МР с выхода делителя 12, В третьем такте сигналом с второго выхода регистра 3 замыкается ключ 15 и на третий вход сумматора 16 поступает опорный уровень -0,5 МР, Опорные уровни +0,5 МР формируются делителями 12 и 13 напряжений Uon и -иOJ, источника 11 в раз, з, где п - число разрядов ШШ 21, Усиленный в k раз и ограниченный усилителем-ограничит глем 17 сигнал сумматора 16 наблюдается на экране осциллографа 4, Путем изменения напряжения V регулируемого источника 10 выводят усилитель-ограничитель 17 в линейный диапазон выходных напряжений. Так как синхронизация осциллографа осуществляется непрерывно, на его экране наблюдаются одновременно три сигнала: Uy + UK ) в первом такте, Uj. (UycT + UK + 0,5 MP)k - во втором такте и Uj (Uu +11,- 0,5 МР)k - в третьем такте. Если Uyf не скомпенсировано, то на экране будет наблюдаться один из двух уровней ограничения усилителяограничителя 17, например 0,7 В. Таким образом, признаком правильного выбора UK служит наблюдение на экране осциллографа одновременно трех сигналов - скомпенсированного Uuci- и двух опорных уровней. Затем переключатель 6 переводится в такое положение. чтобы на третий вход элемента И 5 поступал сигнал логической 1. В первом такте каждого цикла сигналом с третьего выхода регистра 3 элемент И 5 открывается и импульсы генератора 1 проходят на управляющий вход коммутатора 9. На время действия импульсов генератора 1 на вход ЦАП подключается код N;. В момент обратной смены кодов N;- NJ на выходах ЦАП начинается контролируемый переходный процесс. Во втором и третьем тактах элемент И 5 закрыт, а на сумматор поступают уровни +0 МР. На экране осциллографа наблюдаются усиленные переходный процесс и уровни +0,5 МР. Момент последнего пересечения переходным процессом пороговых уровней соответствует измеряемому времени установления. Коэффициент усиления усилителяограничителя 17 для 0,5 МР 5 мВ может быть равен 10-20, При коэффициенте отклонения осциллографа 0,2 В/дел, изображение зоны, ограни ченной +0,5 МР, составит 0,5-1 деле ние, а линейный диапазон усилителяограничителя 17 при ограничении на уровнях +0,7 В - 7 дел. Усилитель вертикального отклонения осциллогра фа 4 при этом перегрузкам не подвергается, так как ширина экрана составляет обычно 8 дел. Точность компенсации величины установившегося сигнала ЦАП UM(,J при этом не вли яет на точность измерения, вследствие того, что уровни ±0,5 МР изобра жаются относительно реального скомпенсированного уровня UycT и. Если скомпенсировать пробел для кода Nj, .то при измерении времени установления для кодов , Nj-2 усилитель-ограничитель 17 остается в линейном режиме, так как приращение й.ицст при этом составляет 7 МР 70 мВ, что соответствует 7 дел. при К 20. Это означает, чт после одной регулировки U можно из мерять время установления выходного сигнала ЦАП для семи различных кодо Nj, что существенно повышает быстро действие устройства. Так как на эк-г ране осциллографа одновременно наблюдаются усиленные переходный процесс и пороги сравнения, нестабильность коэффициентов усиления усилит ля-ограничителя 17 и усилителя вертикального отклонения осциллографа не влияет на результат измерения. 64 что также приводит к повышению точности устройства. Формула изобретения Устройство для измерения времени установления выходного сигнала циф- . роаналоговых преобразователей, содержащее генератор импульсов, выход которого соединен с входом синхронизации осциллографа, регулируемый источник напряжения и переключатель, первый и второй входы которого соединены с шинами логических нуля и единицы соответственно, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения точности и быстродействия, в него введены два регистра кодов, регистр сдвига, элемент И, два ключа, коммутатор, информационные входы первой и второй групп которого соединены соответственно с выходами первого и второго регистров кодов, управляющий вход - с выходом элемента И, а выходы являются информационными выходами устройства, последовательно соединенные сумматор и усилитель-ограничитель, выход которого соединен с информационным входом осциллографа, первый вход сумматора является входом устройства, второй вход соединен с выходом регулируемого источника напряжения, -а третий с выходами первого и второго ключей, управляющие входы которых соединены с первым и вторым выходами регистра сдвига, два делителя напряжения и делитель частоты, вход которого объединен с первым входом элемента И и соединен с выходом генератора импульсов, а выход - с входом регистра сдвига, третий выход которого соединен с вторым входом элемента И, третий вход которого соединен с выходом переключателя, источник опорного напряжения, первый и второй выходы которого соединены через первый и второй делители напряжения с информационными входами первого и второго ключей соответственно, первый В111ход источника опорного напряения является выходом опорного напряжения устройства.

10

21

16

юо 2

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения динамических параметров преобразовательных устройств, в частности-для измерения , времени установления выходного сигнала цифроаналоговых преобразователей (ЦАП). Цель изобретения - повышение точности и быстродействия устройства. Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство для измерения времени установления выходного сигнала цифроаналоговых преобразователей введены два регистра кодов, регистр сдвига, сумматор, усилитель-ограничитель, источник опорного напряжения, два делителя напряжения, делитель частоты, два ключа, коммутатор и элемент И. На экране осциллографа одновременно наблюдаются три сигнала: переходный процесс и пороговые уровни ±0,5 МР (младшего разряда). Точность и быстродействие устройства повьшаются благодаря тому, что уровни +0,5 МР (О автоматически формируются с высокой точностью относительно сигнала ЦАП,сл скомпенсированного с помощью регулируемого источника напряжения. Одновременное наблюдение на экране осциллографа переходного процесса и лзовней ±0,5 МР, усиленных в одинаковое число раз, уменьшает влияние ISD нестабильностей коэффициентов передачи усилителя-ограничителя и осцилСП лографа и уменьшает влияние субъек тивной -ошибки отсчета оператора. 1 ил. о О5