Устройство для измерения времени задержки отсчета аналого-цифровых преобразователей Советский патент 1986 года по МПК H03M1/10 

ного сигнала. Измерение производится за два такта работы устройства и заключается в следующем. В первом такте с помощью блока 5 задания кодов устанавливают код точки шкалы АЦП, в которой производят измерение времени задержки отсчета. На вход АЦП 8 подается псевдослучайный входной сигнал, формируемый генератором 2 случайных чи.сел, цифре аналоговым i преобразователем (ЦАП) 3 и фильтром 4 низких частот. Запуск АЦП производится в момент совпадения кода случайного числа и кодаiуставки с по-э- мощью блока 6 сравнения кодов. Выходной код АЦП фиксируется регистром 10 и преобразуется с помощью ЦАП 11 в напряжение, которое подается на вход компаратора 9. Во втором такте работа устройства аналогична перво1

Изобретение относится к измериельной технике и метрологии и может быть использовано при создании поверочных установок, предназначенных для змерения характеристик аналого-цифровых преобразователей (АЦП), работающих в динамическом режиме.

Цель изобретения - повьшение точности и быстродействия за счет авто- матизапяи процесса измерения в любой точке диапазона преобразования, осуществляемого прямым методом с использованием в качестве испытательного псевдослучайного сигнала.

Па фиг. 1 изображена структурная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг-. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство для измерения времени задержки отсчета аналого-цифрового преобразователя содержит шину 1 запуска, генератор 2 случайных чисел, цифроаналоговый преобразователь (1Щ1) 3, фильтр 4 низких частот, блок 5 задания кодов, блок 6 сравнения кодов, блок 7 управления, исследуемый АЦП 8, компаратор 9, регистр Ю, ЦАП 11, измеритель 12 интервалов вре мени, который в свою очередь содержит генератор 13 опорной частоты.

80697

, му такту. При этом компаратор 9 сравнивает текущий уровень псевдослучайного испытательного сигнала, полностью идентичного входному сигналу АЦД в первом такте, с уровнем напряжения на выходе ЦАП 11, которое равно напряжению, зафиксированному АЦП в первом такте. В момент равенства изменяющегося входного., и постоянного напряжения с выхода ЦАП koMnapaTop 9 формирует импульс, передний фронт которого соответствует действительному моменту отсчета Интервал времени между импульсом запуска АЦП (заданный момент отсчета) и импульсом компаратора (действительный момент отсчета) измеряется измерителем 12 интервалов времени и представляет собой время-задержки отсчета АЦП. 2 з.п.ф., 2 ил.

триггер 14, элемент И 15, счетчик 16 импульсов, блок 17 отсчета.

Блок 7 управления содержит одно- вибраторы 18 и 19, триггеры 20 и 21, элемент ИЛИ 22, элемент И 23, триггер 24.

Устройство работает следующим образом.

Измерение времени задержки отсче- та АЦП осуществляется в два такта.

Первый такт. С блока 5 задания кодов задается код К, косвенно определяющий точку шкалы АЦП, в которой измеряется время задержки отсчета.

iJ

Этот код поступает в блок 6 сравнения кодов, на другой вход которого поступает код с генератора 2 случай- ных чисел.

По сигналу Пуск, поступающему

по шине 1, одновибратор 18 блока 7 управления формирует импульс, передним фронтом которого производится сброс всех узлов установки в начальное состояние. Задним фронтом импульса взводятся триггер 21 и через эле7ч мент ИЛИ 22 - триггер 24. Сигнал с триггера 24 запускает генератор 2 случайных чисел. Коды случайных чисел поступают в ЦАП 3, которым преобразуются в эквивалентное напря

3

жение, фильтруемое фильдослучайный, аналоговый сигнал с выхода фильтра на вход компаратора 9 и дуемого АЦП 8. В момент

да N уставки и кода с генератора 2 случайных чисел на выходе блока 6 сравнения кодов формируется импульс, который поступает-на вход запуска АЦП 3 и S-вход триггера 14 (точка а на фиг. 2). По окончании процесса преобразования сигнал Конец преобразования (КП) с выхода АЦП 8 стро- бирует регистр 10, в котором фиксируется выходной код N АЦП 8, и запускает одновибратор 19 блока 7 управления. Передним фронтом импульса с выхода одновибратора 19 сбрасывается триггер 24, останавливая тем самым работу генератора 2 псевдослучайных чисел. Код с регистра 10 поступает в ЦАП 11 и преобразуется в нем в напряжение, которое подается на вход компаратора 9. На этом заканчивается первый такт работы устройства.

Второй такт. Сигнал с выхода триггера 21, взведённого сигналом Пуск в первом такте, разрешает прохождение через элемент И 23 заднего фронта импульса одновибратора 19.

Сигнал с выхода элемента И 23 через элемент ИЛИ 22 взводит триггер 24, сигнал с выхода которого вторично запускает генератор 2 случайных чисел. Импульсом с одновибратора 19 взводится счетный триггер 20 и путем установки сигнала логической 1 на третьем входе элемента И 15 разрешает работу измерителя. 12 интервалов времени, которая в первом такте была запрещена. В дальнейшем цикл работы устройства повторяется аналогично первому такту. Генератор.2 случайных чисел генерирует последовательность случайных двоичных чисел, полностью идентичную последовательности первого такта. Аналогичным .образом формируется сигнал запуска АЦП 8, который теперь еще и запускает измеритель 12 интервалов времени. Сигнал на входе .АЦП 8 доходит до уровня, которьй уже был преобразован АЦП 8 в код в первом такте, а поскольку информация об этом уровне зафиксирована в регистре 10 и преобразована в напряжение с помощью ЦАП 11 , кампаратор 9, сравнив напряжение с выхода ЦАП 11 и напряжение на выходе АЦП 8, изменяюще

еся псевдослучайным образом, форми- руе т импульс на выходе. Этот и myльc поступает на R-вход триггера 14 и останавливает измеритель 12 интер- -5 валов времени. Далее следует сигнал КП АЦП 8, который снова запускает одновибратор 19, передний фронт импульса с которого сбрасывает триггер 24, останавливает генератор случай 0 ных чисел и переключает триггер 20. Положительный перепад напряжения на инверсном выходе триггера 20 сбрасывает триггер 21, что запрещает прохождение импульсов через элементы И

5 23 и--ИЛИ 22 на установку триггера 24 и повторный запуск генератора случайных чисел. Таким образом, закончен второй такт работы устройства.

Во втором такте длительность им20 пульса на выходе триггера 14, в течение которого разрешено заполнение счетчика I6 импульсами опорной частоты от генератора 13 опорной частоты через элемент И 15, будет равна вре-. мени задержки отсчета АЦП.

Если в счетчике 16 содержится п импульсов, то

,

где Т, - период импульсов опорной эп - частоты.

Подобрав соответствующим образом Тд, получаем на блоке 17 отсчета, связанном со счетчиком 16, непосредственный -отсчет времени задержки от- 35 счета АЦП.

25

Формула изобретения

1. Устройство для измерения времени задержки отсчета аналого-цифровых преобразователей, содержащее блок сравнения кодов, первые входы которого соединены с соответствующими выходами блока задания кодов, первый цифроаналоговый преобразователь, компаратор, первый вход которого объединен с сигнальным входом аналого-цифрового преобразователя, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности и быстродействия, в него введены блок управления, измеритель интервалов времени, генератор случайных чисел, фильтр низких частот, регистр и второй цифроаналоговый преобразователь, выход которого соединен со вторым входом компаратора, а входы - с соответствующими выходами регистра, вход сброса кото51280697

рого объединен с входом сброса генератора случайных чисел, и первым входом измерителя интервалов времени и подключен к первому выходу блока уп- равления, вход синхронизации регистра объединен с первым входом блока управления и подключен к выходу Конец преобразования аналого-цифрово6

10

15

входом которого является первый вход триггера, выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход которого подключен к выходу генератора опорной частоты, а третий вход является третьим входом измерителя интервалов времени, четвертым входом которого является второй вход триггера.

3. Устройство по п. 1, о т л и - чающееся тем, что блок управления выполнен на первом и втором одновибраторах, первом, втором и третьем триггерах, элементе ИЛИ и элементе И, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, первый вход - с выходом первого триггера, а второй вход - с первым выходом первого одновибратора, вход которого является первым входом блока управления, вторым входом которого является вход второго одновибратора, первый выход которого является первым выходом блока управления, вторым выходом которого является выход второго триггера, Б-вход которого является шиной нулевого потенциала, С-вход объединен с С-входом третьего триггера и подключен ко второму выходу первого одновибратора, а S-вход соединен с выходом элемента ИЛИ, второй вход которого объединен с 5-входом первого триггера и подключен ко второму выходу второго одновибратора, счетчике импульсов и бло- 35 при этом D-вход первого триггера яв-

ляется шиной нулевого потенциала, а С-вход объединен с D-входом третьего триггера и подключен к инверсному выходу третьего триггера, прямой вы- 0 ход которого является третьим выходом блока управления.

го преобразователя, информационные I .

выходы которого соединены с соответствующими информационными входами регистра, а вход синхронизации объединен с вторым входом измерителя интервала времени и подключен к выходу блока сравнения кодов, вторые входы которого объединены с соответствующими входами первого цифроаналогово- го преобразователя и соответственно подключены к выходам генератора случайных чисел, вход запуска которого соединен с вторьш выходом блока уп- равления, второй вход которого является шиной запуска, а третий выход

соединен с третьим входом измерителя интервалов времени, четвертый вход которого подключен к выходу компаратора, первый вход которого через фильтр низких частот соединен с выходом первого цифроаналогового преобразователя.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что измеритель интервалов времени вьшолнен на генераторе опорной частоты,.триггере, элементе И,

ке отсчета, входы которого соединены с соответствующими выходами счетчика импульсов, счетный вход которого соединен с выходом элемента И, а вход сброса является первым входом измерителя интервалов времени, вторым

20

25

6

§

4J

ta

1 ; &

«

ta vj

«5s eo ; w c

|S

Изобретение относится к измерительной технике и метрологии и может быть использовано при создании поверочных установок, предназначенных для измерения характеристик аналого- цифровых преобразователей (АЦЦ), работающих в динамическом режиме. Устройство обеспечивает автоматизированное измерение времени задержки отсчета АЩ1 в любой точке их рабочего диапазона с высокой точностью прямым методом с использованием в качестве испытательного псевдослучайс (Л Ю 30

Редактор A. Ревин

Составитель В.,Войтов Техред В.Кадар

Заказ 7133/58 Тираж 816

ВНИЖШ Государственного комитета СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор С. Шекмар

Подписное