Устройство для измерения характеристик аналого-цифровых преобразователей Советский патент 1988 года по МПК H03M1/10 H03M3/02 

о

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь зовано для измерения времени преобразования аналого-цифровых преобразова- теле й (АЦП) и времени задержки цифровых микросхем.

Целью изобретения является расши- рение области применения за счет измерения времени преобразования АЦП. ю

Т (фиг. 26,

стробирующего импульса в), второй импульс пары в данном ре- ткиме работы не используется. Число циклов измерений задается счетчиком . 6 выборки селектора 4. При равенстве числа циклов измерений числу, предварительно записанному в счетчик 6 выборки, он вьфабатьгеает потенциал, закрывающий элемент И 5, и, таким

Изобретение относится к области измерительной техники и может найти применение для измерения времени преобразования аналого-циф()овых преобразователей (АЦП) и времени задержки цифровых микросхем. Цель изобретения - расширение функциональных-возможностей за счет измерения времени преобразования АЦП - достигается путем введения в устройство, содержащее формирователь 3 строба, селектор 4, регистратор 8, генератора 2 синусоидального сигнала, умножитель 7 частоты, формирователя 12 парных пульсов, формирователя 13 аналогового сигнала, переключателя 15 и ключа 16. Вновь введенные элементы позволяют определить время преобразования.АЦП. 2 ил. с S

На фиг. 1 представлена функциональ- образом, прохождение импульсов фор

ная схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройств

Устройство содержит модулятор 1, генератор 2 синусоидального напряже- ния, формирователь 3 строба, селекто 4, состоящий из элемента И 5 и счетчика 6 выборки, умножитель 7 частоты, регистратор 8, состоящий из фор- мирователя 9, ключа 10, счетчика 11, формирователь 12 парных импульсов, формирователь 13 аналогового сигнала, АЦП 14, переключатель 15, ключ 16.

Уйтройствр предусматривает два ре жима работы - калибровки и измерения - и работает следующим образом.

В режиме калибровки переключатель 15 устанавливается в положение, при котором его первый и второй контакты замкнуты, а ключ 16 разомкнут..

Модулятор 1, синхронизируемый гармоническим сигналом (фиг. 2а) с выхода генератора 2, вырабатывает последовательность прямоугольных импульсов, период повторения которых флук- туирует по случайному .закону с максимальным отклонением от среднего значения, не превышающим период следования меток времени. Эта последовательность импульсов воздействует на первый вход формирователя 3 строба, вырабатывающего стробирующий импульс (фиг. 26), который проходит через селектор 4, открывая ключ 10, и тем самым разрешает прохояэдение меток времени, получаемых путем умножения частоты гармонического сигнала с выхода генератора 2 умножителем 7 частоты и сформированных формирователем 9, в счетчик 11 регистратора 8. Ко- личество меток времени, зарегистрированных счетчиком 11 в течение одного цикла измерения, определяется временем задержки формирователя 12 парных импульсов, с выхода которого импульсы подаются на второй вход формирователя 3 строба. При этом первьй импульс ограничивает длительность

о

5 0

5

o

5

0

5

1ирователя 3 строба прекращается.

В режиме измерений переключатель 15 устанавливается в положение, при котором его второй и третий контакты замкнуты, и ключ 16 также замкнут.

Модулятор 1, синхронизируемый гармоническим сигналом (фиг. 2а) с выхода генератора 2, вырабатывает последовательность прямоугольных импульсов, период повторения которых флуктуирует по случайному заквну с максимальным отклонением от среднего значения, не превышающим период следования, меток времени. Эта последовательность импульсов воздействует на первый вход формирователя 3 строба, вырабатывающего стробирую- щий импульс (фиг. 26), который проходит через селектор 4, открывая ключ 10, и тем самым разрешает прохождение .меток времени, получаемых путем умножения частоты гармонического сигнала с выхода генератора 2 умножителем частоты 7 и сформированных формирователем 9, в счетчик 11 регистратора 8. Этот же стробирующий импульс подается на вход формирователя 13 аналогового сигнала , формирующего меандр, размах амплитуды koTOporo пе- рекрьшает U - диапазон преобразуе - емых напряжений АЦП 14.

Для измерения времени преобразования t верхнего порогового уровня входного сигнала АЦП 14 время задержки формирователя 12 парных импульсов должно быть выставлено таким образом, чтобы первый импульс был совмещен во времени с верхним, а второй - с нижним уровнями напряжения меандра.

Для измерения времени преобразования tpp нижнего порогового уровня :входного сигнала АЦП 14 время за- .держки формирователя 12 парных импульсов должно быть выставлено таким образом, чтобы первый импульс /был совмещен во времени с нижним, а

второй - с верхним уровнями напряжения меандра (фиг. 2в, е).

В обоих случаях на вьтходе каждого разряда АЦП 14 появляется последовательность импульсов (фиг. 2д, ж), которая подается на второй вход формирователя 3 строба, причем в первом случае длительность стробирующего импульса Т ограничивается фронтом, а ю во втором - срезом этих импульсов (фиг. 26).

Количество меток времени, посту пающих на счетчик 11 в течение одноУстройство для измерения характе ристик аналого-цифровых преобразова телей, содержащее последовательно с диненные модулятор, формирователь

го цикла измерения (фиг. 2з), опреде- 15 строба, селектор и регистратор, о

ляется суммой временных интервалов - времени задержки формирователя 12 парных импульсов и времени преобразования исследуемого разряда АЦП. Число циклов измерений задается счетчиком 6 выборки селектора 4. При равенстве числа циклов измерений числу, предварительно записанному в . счетчик 6 выборки, он вьфабатывает потенциал, закрьтающий элемент И 5, и, таким образом, прохождение импуль сов формирователя 3 строба прекращается. Искомое время преобразования исследуемого разряда АЦП вычисляется по формуле

Nju-a-T-N

пр;

K-N

JfSl

ам&

f

личающееся тем, что, с целью расширения области применения за счет измерения времени преобразования аналого-цифровых преобразов 20 телей, введены генератор синусоида льного напряжения, умножитель част ты, формирователь аналогового сигнала, формирователь парных имруль сов, ключ и переключатель, первый

25 информационный вход которого являе ся входной шиной, второй информацио ный вход через формирователь парны импульсов соединен с выходом формирователя строба и является первой в

30 ходной шиной устройства, второй выходной шиной которого является вы- ход формирователя аналогового сигна ла, вход которого соединен с выходо ключа, информационный вход которого

количество меток времени зафиксированных счетчиком 11 в режиме измерения; Nun. - количество меток времени, зафиксированных счетчиком 11 в режиме калибровки;

Kqx

число, записанное в счетчик 40 равляющим вхбдом формирователя стро6 выборки;

К - коэффициент умножения умножителя 7 частоты;

f - частота гармонического сигнала генератора 2.

ба, а выход генератора синусоидального напряжения соединен с входом модулятора и через умножитель част тоты - с информационным входом регистратора.

42

Временем преобразования АЦП 14 считается

максимальное время среди

0,14,0

всех значении t.. и t(,p- при i 1, 2, ..., п, где i - номер разряда АЦП 14; п - разрядность АЦП 14,

Формула изобретения

Устройство для измерения характеристик аналого-цифровых преобразователей, содержащее последовательно соединенные модулятор, формирователь

строба, селектор и регистратор, о

личающееся тем, что, с целью расширения области применения за счет измерения времени преобразования аналого-цифровых преобразова- телей, введены генератор синусоидального напряжения, умножитель частоты, формирователь аналогового сигнала, формирователь парных имруль- сов, ключ и переключатель, первый

информационный вход которого является входной шиной, второй информационный вход через формирователь парных импульсов соединен с выходом формирователя строба и является первой выходной шиной устройства, второй выходной шиной которого является вы- ход формирователя аналогового сигнала, вход которого соединен с выходом ключа, информационный вход которого

соединен с выходом формирователя строба, а управляющий вход объединен с управляющим входом переключателя и является.шиной Задание режима,

выход переключателя соединен с упба, а выход генератора синусоидального напряжения соединен с входом модулятора и через умножитель част тоты - с информационным входом регистратора.

Фиг. 2