Устройство для измерения динамических характеристик цифроаналоговых преобразователей Советский патент 1989 года по МПК H03M1/10 

О1 N9

N

СО

Изобретение относится к измери тельной и преобразовательной технике и может быть использовано для измерения динамических характеристик циф- роаналоговых преобразователей (ЦАП), операционных усилителей и др.

Цель изобретения - повышение точности измерения о

На фиг.1 представлена функцио- нальная схема устройства; на фиг.2 - переходная характеристика на экране осциллографа.

Устройство для измерения динамических характеристик ЦДЛ (фиГоО.сот держит датчик 1 кода, осциллограф 2, управляемый источник 3 опорного напряжения, компаратор 4, генератор 5 тактовых импульсов, сумматор 6, управляемый делитель 7 напряжения, ге- нератор 8 пилообразного напряжения, выход1гуго шину 9, входные шины 10-12 и контролируемый ЦАП 13

Устройство работает следующим образом.

Измерение динамических параметров ЦАП (время установления выходного сигнала, времени задержки, задержки распространения и др.) осуществляет- ся в устройстве по теневой маске, которая образуется на экране осциллографа и является осциллограм.юй исследуемого переходного процесса

На цифровые входы контролируемого ЦАП 13 поступают с выходов датчика 1 кода по выходной информационной шине 9 чередующиеся две кодовые комбинаци N, и N2. Период смены кодовых комбинций определяется частотой генератора 5 импульсов, который синхронизирует также запуск горизонтальной развертки осциллографа 2, На выходе ЦАП 13 попеременно образуются два уровня наряжения, соответствующие кодам N, и

I

Сигнал с выхода ЦАП 13 поступает

по входной информационной шине 11 на первый вход компаратора 4, на второй вход которого поступает с выхода сум матора 6 сигнал сложной формы, пред- ставляющий собой сумму постоянного уровня напряжения с выхода управляемого источьгика 3 и пилообразного напряжения с выхода управляемого делителя 7 напряжения На информационный вход управляемого делителя 7 пилообразное напряжение поступает с выхода генератора 8 пилообразного напряже

Q

5 0

5

Q

Q J

5

1ШЯ. Это же напряжение поступает на вход Y вертикального усиления осциллографа 2о Частота повторения пилообразного напряжения F много меньше частоты Е, импульсов генератора 5, что обуславливает практически постоянную величину выходного напряжения сумматора 6 за период CMeiai уровней U,(N) на U(N) на выходе ЦАП 13о Величина выходного напряжения Е, управляемого источника 3 регулируется сигналом по второй входной управляющей шине 10 таким образом, чтобы постоянная составляющая выходного напряжения сумматора 6 находилась в середине исследуемого диапазона напряжений ЦАП 13. Амплитуда биополярного пилообразного напряжения на выходе управляемого делителя 7 напряжения регулируется сигналом, поступающим на первую входную управляющую шину 12 таким образом, чтобы переменный сигнал на выходе сумматора 6 перекрывал исследуемый- диапазон выходных напряжений ЦАП 13. Выходной сигнал компаратора 4 соответствующий знаку разности его входных напряжений, поступает на вход Z осциллографа 2, управляя яркостью его луча„ При этом, изображение ма экране осциллографа представляет собой растр прямоугольной формы (фиг.2), который состоит из п FT/F , практически горизонтальных линий. При движении луча вдоль каждой из этих линий развертки яркость луча резко меняется при изменении выходного сигнала компаратора с высокого уровня на низкий, что образует теневое изображение (маску) исследуемого переходного процесса. Протяженность во времени исследуемого участка выбирается установкой соответствующей дпительности развертки осциллографа 2о Управляемые источник 3 и делитель 7 могут быть реали- зовйны, например, на основе умножающих ЦАП.

Повышение точности измерения в i предлагаемом устройстве по сравнению с известным достигается за счет исключения нелинейных эффектов в измерительном тракте, обусловленных перегрузкой тракта и временем восстановления его после перегрузки. Управление уровнем пилообразного напряжения в блоке 7 позволяет выбирать для исследования практически любую протяженность по вертикали (относительно Е)

51

исследуемого участка переходной характеристики. При необходимости с помощью ...устройства можно определять установившееся значение выходного напряжения ЦАП 13. Дпя этого коэффициент передачи управляемого делителя 7 уменьшается до нуля, а выходное.напряжение Eg источника 3 устанавливается на таком уровне, чтобы компаратор 4 фиксировал равенство напряжения Е и выходного напряжения ЦАП 13. При этом напряжение на выходе сумматора 6 соответствует установившемуся значению напряжения на выходе ЦАП 13о Кроме того, устройство может быть использовано дпя исследования динамических характеристик как операционных усилителей, так и устройств выборки и хранения /в режиме слежения), дпя этого достаточно включить измеряемые объекты между компаратором 4 и ЦАП 13, используя выходные сигналы последнего как эталонные.

Разрешающая способность устройст- ва по времени определяется быстродействием компаратора, а предельная разрешающая способность по уровню определяется собственными шумами компаратора и тепловыми процессами в нем. Точность измерения ограничивается в основном также шумами компаратора, под которыми понимается быстроменяющееся напряжение на выходе компаратора при короткоеамкнутых его входах (при равенстве сравниваемых напряжений). За счет указанных шумов размывается граница свет - тень изобра0

1

5

0

5

0

5

73 -6

жения.на экране осциллографа, что приводит к погрешности фиксации измеряемого интервала времени

Формула изобретния

Устройство для измерения динамических характеристик цифроаналого- вых преобразователей, содержащий датчик кода, выходы которого являются выходной шиной, генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с входом синхронизации осциллографа, упр-авляемый источник опорного напряжения , выход которого соединен с первым входом сумматора, а вход является первой входной шиной управления, и делитель напряжения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены компаратор и генератор пилообразного напряжения, а делитель напряжения выполнен управляемым, управляющий вход которого является второй входной шиной управления, а выход соединен с вторым входом сумматора, выход которого соединен с первым входом компаратора, второй вход которого является входной информационной шиной, а выход соединен с первым информационным входом осциллографа, второй информационный вход которого объединен с информационным входом управляемого делителя напряжения и подключен к выходу генератора пилообразного напряжения, вход датчика кода подключен К выходу генератора тактовых импульсов

Изобретение относится к измерительной и преобразовательной технике и может быть использовано для измерения динамических характеристик цифроаналогых преобразователей. Цель изобретения - повышение точности измерения. Устройство для измерения динамических характеристик цифроаналоговых преобразователей содержит датчик 1 кода, осциллограф 2, управляемый источник 3 опорного напряжения, компаратор 4, генератор 5 тактовых импульсов, сумматор 6, управляемый делитель 7 напряжения, генератор 8 пилообразного напряжения, выходную 9 и входные 10-12 шины и поверяемый цифроаналоговый преобразователь 13. Положительный эффект достигнут за счет исключения нелинейных эффектов в измерительном тракте, обусловленных перегрузкой тракта и временем восстановления его после перегрузки. 2 ил.