Устройство для измерения времени установления выходного сигнала цифроаналоговых преобразователей Советский патент 1989 года по МПК H03M1/10 

ЦАП 9 предназначен для компенсаци установившегося сигнала контролируемого ЦАП 25 путем преобразования кода реверсивного счетчика 14 в сигнал противоположной полярности. Формирователь 4 формирует пороговые уровни tlJi для двухпорогового компаратора 5, уровни iUj для с,вуупорого- вого компаратора 6, уровни tUc для компараторов 7, 8,причем . Двухпорог 9вые компараторы 5 и 6 формируют сигналы 1 при попадании сигнала сумматора 10 соответственно в зоны ±U , и tVi, Время установления определяется как интервал времени от момента смены кода на входе контролируемого ЦАП до момента последнего вхождения выходного сигнала,ЦАП в зону, граничные значения которой отличаются от установившегося сигнала на половину кванта ±0,5 h,

В исходном состоянии триггеры 11-13 обнулены, сигналом 1 формирователя 20 к выходной шине 23 устройства через коммутатор 3 подключен конечный код К задатчика кодов. С выхода ЦАП 25 на вход 24 сумматора 10 поступает установившийся сигнал. Через элемент И 17, открытый сигналом 1 с инверсного выхода триггера 12, импульсы генератора 21 импульсов поступают на счетный вход счетчика 14 импульсов. Компараторы 7 и 8 управляют так, чтобы сигнал сумматора 10 попал в зону tUt. При этом оба компаратора 7 и 8 устанавливаются в состояние О, реверсивный счетчик 14 блокируется и компенсирующий сигнал ЦАП 9 в дальнейшем изменяется лишь при изменении кода Ж задатчика 1 .

При поступлении имульса на вход запуска устройства счетчик 15 импульсов обнуляется, а триггер 12 устанавливается в единичное состояние, блокируя элемент И 17. Б момент переключения триггера 12 запускается формирователь 20. На требуемое время на выходе формирователя 20 устанавливается сигнал О, через коммутатор 3 на шину 23 подключается начальный код NH задатчика 2. В момент окончания импульса формирователя 20 на шине 23 происходит обратная смена кодов NH- NK, на выходе ПАП 25 начинается контролируемый пе- реходный процесс. В этот момент через элемент И 18 на счетный вход

4766054

счетчика 15 импульсов начинают поступать импульсы генератора 21 импульсов с частотой f,. В счетчике 16 импульсов формируется код, пропорциональный текущему времени от момента начала измеряемого времени установления. Выходной сигнал.ЦАП 25 контролируется с помощью двухпороговых компараторов 5 и 6. При попадании сигнала в зону tU , триггер 11 сигналом компаратора 5 устанавливается в состояние 1, а при попадании сигнала в зону ±11-г триггер 1 1 устанавливается в состояние О сигналом компаратора 6. Таким образом, на выходе триггера 11 формируются импульсы длительностью Т2-Т,, где Т 1 - момент входа в зону

10

15

0

5

0

5

0

5

0

5

tU,

Т -

Ч

момент входа в зону 111,

Кроме того, в момент Т1 осуществляется запись кода счетчика 15 импульсов в счетчик 16 импульсов, запись осуществляется по фронту сигнала D- триггера 13, который переключается в состояние, соответствующее состоянию компаратора 5 по спаду импульса элемента И 18, Счетчик 15 импульсов срабатывает по фронту импульсов элемента И 18, поэтому моменты переключения счетчика 15 импульсов и записи его кода разнесены во времени на половину периода - 0,5/f Импульс длительностью , с выхода триггера 11 через элемент 22 задержки поступает на вход элемента И 19. На счетный вход счетчика 16 импульсов через элемент И 19 в течение интервала 1 поступают импульсы генератора 21 импульсов с частотой fi. Задержка необходима для разнесения во времени моментов записи кода в счетчик 16 импульсов и начала счета импульсов °с частотой fl; в противном случае возможна потеря инЛормации, достигающая величины 0,5 . Ввиду того, что , время задержки элемента 22 достаточно выбрать из условия:

t (0,6-0,8)/f,.

После окончательного вхождения сигнала ЦАП 25 в зону ±14 в счетчике 16 импульсов будет сформирован код:

,T1+fa(Tl-Tl)f Тп+КСТг-Т З.О) Коэффициент определяется соотношением уровней U.,, U и величины h кванта ЦАП 25:

In U.,/0±5h in UT/U

(2)

На конечном участке переходной характеристики контролируемого ЦАП его выходной сигнал аппроксимируется экспоненциальной функцией:

U(t)U,exp

t-T,

()

. с, / t-Тустч 0,5h exp(f-)t

где

L - постоянная времени экспоненциального процесса. Так как 11(1, ),, U(T2)U.i, U(TVCT)0,5h, из последней формулы получим:

(4) (5) (6)

Т„-Т,

Т Тусг-Пп и,/0,5Ь; Tt TVCT- ln U2/0,5h;

T4-T,i;in ut /u2,

Подставим величины К, Т15 в формулу (I):

S.fjT,lnV0,5h+iB- fb

«Cln U, , TVCT.

Таким образом, в счетчике 16 импульсов формируется код, пропорциональный времени установления выходного сигнала ЦАП.

Величина К определяется расчетным путем, а моменты Т 1 и Т выделяются с помощью компараторов 5 и 6.

Формула изобретения

Устройство для измерения времени установления выходного сигнала циф- роаналоговых преобразователей, содержащее формирователь разнополярных пороговых уровней, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами пер )

.

я

х10

15

20

25

30

35

40

объединены с третьими входами первого и второго двухпороговых компараторов и подключены к выходу сумматора, а выходы первого и второго компараторов соединены с первым и вторым входами управления счетом реверсивного счетчика импульсов, счетный вход которого соединен с выходом первого элемента И, а выходы соединены с соответствующими входами иифроана- логового преобразователя, выход которого соединен с первым входом сумматора, второй вход которого является входной шиной, два задатчика кодов, выходы которых соединены соответственно с информационными входами коммутатора, выходы которого являются выходной шиной устройства, установочный вход первого счетчика импульсов объединен с S-входом второго RS-триг- гера и является шиной Пуск, R-вход второго RS-триггера подключен к выходу переполнения первого счетчика импульсов, инверсный выход соединен с первым входом первого элемента И, а прямой выход - первым входом второго элемента И и входом формирователя импульсов, выход которого соединен с управляющим входом коммутатора и зто- рым входом второго элемента И,выход которого соединен с С-входом D-триг- гера и счетным входом ПР; того счетчика импульсов, выходы которого соединены соответственно с информационными входами второго счетчика импульсов, синхронизирующий вход которого соединен с выходом D-триггера, а счетный вход соединен с выходом третьего элемента И, генератор импульсов, первый выход которого соединен с третьим входом второго элемента И и вторым входом первого элемента И, второй выход генератора импульсов

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в автоматизированных системах контроля динамических параметров цифроаналоговых преобразователей (ЦАП). Изобретение позволяет ускорить измерение времени установления выходного сигнала ЦАП с экспоненциальным конечным участком переходной характеристики. Предварительно с помощью вспомогательного ЦАП компенсируется установившийся сигнал контролируемого ЦАП. С помощью двухпороговых компараторов фиксируют моменты вхождения переходного процесса выходного сигнала контролируемого ЦАП в зоны, ограниченные уровнями ±U₁ и ±U₂. Результат измерения фиксируют путем суммирования первого кода, пропорционального моменту вхождения сигнала ЦАП в первую зону, и масштабированного второго кода, пропорционального интервалу времени между моментами прохождения сигнала между уровнями U₁ и U₂ (или -U₁ и -U₂). Коэффициент масштабирования зависит от соотношения значений U₁, U₂ и кванта контролируемого ЦАП. Для этого в устройство , содержащее формирователь разнополярных пороговых уровней, задатчики кодов, коммутатор, двухпороговые компараторы, ЦАП, компараторы, сумматор, триггеры, счетчики, элементы И и генератор импульсов, введен элемент задержки. 1 ил.

вого двухпорогового компаратора, пер- 45 соединен с первым входом третьего вым и вторым входами второго двух- порогового компаратора, первыми входами первого и второго компараторов, выход первого двухпорогового компаратора соединен с S-входом первого 50 RS-триггера, выход второго двухпорогового компаратора соединен с R-вхо- дом первого RS-триггера, вторые вхоэлемента И, отличающеес тем, что, с целью повышения быстро действия, в чего введен элемент за держки, вход которого соединен с прямым выходом первого RS-триггера а выход - с вторым входом третьего элемента И, D-вход D-триггера подключен к выходу первого двухпорого го компаратора.

ды первого и второго компараторов

соединен с первым входом третьего

элемента И, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, в чего введен элемент задержки, вход которого соединен с прямым выходом первого RS-триггера, а выход - с вторым входом третьего элемента И, D-вход D-триггера подключен к выходу первого двухпорогового компаратора.

10

23

15

5

1 LJ

г 6

5

а

13

Usn

11