Устройство для измерения длительности переходного процесса Советский патент 1991 года по МПК H03M1/10 

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике и предназначено для автоматического измерения длительности переходного процесса цифроаналого- вых преобразователей (ЦАП),

Цель изобретения - повышение точности и достоверности контроля.

На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - временные диаграммы его работы.

Устройство содержит блок 1 задания ко- да, аналоговое запоминающее устройство (АЗУ) 2 установившегося сигнала, суммирующий усилитель 3, блок 4 управления, двух- пороговый компаратор 5, аналоговое запоминающее устройство (АЗУ) 6 сигнала коррекции, генератор 7 импульсов, ключ 8, счетчик 9 и регистр 10.

Измерение времени установления в предлагаемом устройстве основано на сравнении сигнала с выхода контролируемого ЦАП при переходном процессе не с номинальным, а с реальным значением установившегося напряжения иуст, выделении разности между ними и сравнении ее с допуском,

Напряжение Uyci формируется непосредственно из выходною сигнала контролируемого ЦАП.

Для запоминания уровня 1)Уст исполь- зуется АЗУ 2 установившегося сигнала.

Устройство работает следующим образом,

Перед началом измерений счетчик 9 ус- танавливается в О. При поступлении на контролируемый ЦАПх с блока i задания кода N (код N определяется условиями испытания ЦАПх) он переключается в соответствующее состояние. Через пнтервап времени, достаточный для окончания переходного процесса о ЦАПх с блока 4 на управляющий вход АЗУ 1 установившегося сигнала подается стробирующий импульс С1 и в нем запоминается напряжение Dyer с выхода ЦАПх, Запомненное напряжение вычитается из напряжения с оыходз ЦАП;. и разница между ними усиливается суммирующим усилителем 3. Напряжение на выходе усилителя 3 (при нулевом напряжении с выхода АЗУ 6 коррекции

где AR1 R2-R1;Д R2 R3 -R4;

UCM - смещение нуля усилителя 3:

Д U(t) - разница между установившимся и текущим значениями выходною напряжения ЦАПх при переходном процессе.

AU(t) Uycr в начале переходного процесса; ДК(т.) 0 по окончании переходного процесса.

По окончании переходного процесса в ЦАПх напряжение

Уз - иуст

R5

R3 +AR2

X

X /

Дв 1 ART. v .. 1ГГ R3 J+Ucrt

(2)

15

20 25

30

354045 50

55

Из выражения (1) видно, что напряжение на аыходе усилителя 3 имеет две составляющие. Первая составляющая

R F)

AU(t) -p-K информативна и определя- К о

ется переходным процессом. Вторая составляющая, определяемая выражением (2), неинформативна, от переходного процесса не зависит и определяется неидеальностью элементов схемы (операционных усилителей и резисторов).

При компенсации неинформативной со- cra jfяюш.ей из выходе усилителя 3 буде- информация только о переходном процесса ЦАПх.

Так как неинформативная составляющая при заданном Liycr постоянна и от вида переходного процесса не зависит, то ее можно компенсировать, используя методы, применяемые пои коррекции дрейфа нуля усилителей постоянного тока.

С этой целью в устройство введено Ј Зь G коррекции. По окончании стробируощего импульса 01 на управляющий вход АЗУ 6 с блока 4 подаемся стробирующий импульс С2 и в АЗУ 6 запоминается напряжение с выхо- аа усилителя 3, определяемое выражением ft.}. Запомненное напряжение подается на вход усилителя 3 для компенсации неин- формативной составляющей. Точность компенсации определяется коэффициентом усиления и смещением нуля усилителя е АЗУ о. При достаточно большом коэффициенте усиления можно уменьшить неинформативную составляющую до едиаиц микровольт.

После коррозии нз с-ыход суммирующего усилителя 3 бу,пет информация только о переходном процессе ЦАПх.

Напряжение с выхода суммирующею усилителя 3 ср-звниг-эегся компараторов 5 пороговым напряжением, задающим зону допуска относительно Uycr.

При вхождении напряжения с выхода ЦАПх в зону допуска на выходе компаратора появляется короткий импульс.

Одновременно с началом переходного процесса с блока 4 на управляющий вход ключа 8 подается разрешающий потенциал и импульсы с генератора 7 через ключ 8 поступают на вход счетчика 9. Код в счетчике 9 однозначно связан с временем его заполнения

N fo t.

где fo - частота следования импульсов генератора 7;

t - время заполнения счетчика 9.

По достижении исследуемым напряжением зоны допуска на выходе компаратора 5 появляется короткий импульс, поступающий на вход разрешения записи регистра 10, и в последний записывается код. Импульсы на выходе компаратора 5, разрешающие перенос кода из счетчика 9 в регистр 10, появляются при каждом входе исследуемого напряжения в зону допуска При каждой переписи в регистр 10 записывается код соответствующего момента времени.

Этот процесс продолжается до последнего вхождения в зону допуска. В этот момент на выходе компаратора 5 последний раз появляется импульс, поступающий на вход разрешения записи регистра 10, и в него записывается код, соответствующий этому моменту. 8 течение последующего времени выходное напряжение ЦАПх не выходит за границы зоны допуска, поэтому импульсов, разрешающих перепись кода, с компаратора 5 не поступает и в регистре 10 хранится код, соответствующий концу переходного процесса.

Формула изобретения Устройство для измерения длительности переходного процесса, содержащее генератор импульсов, выход которого

соединен с информационным входом ключа, выход которого соединен со счетным входом счетчика импульсов, регистр, суммирующий усилитель, первый вход которого является входной шиной, а выход соединен

с информационным входом двухпорогового компаратора, входы опорного напряжения которого являются шинами соответствующего потенциала, а выход соединен с входом записи регистра, блок задания кода,

отличающееся тем, что, с целью повышения точности и достоверности контроля, введены блок управления, аналоговое запоминающее устройство установившегося сигнала, аналоговое запоминающее устройство сигнала коррекции, выход которого соединен с вторым входом суммирующего усилителя, информационный вход - с выходом суммирующего усилителя, а управляющий вход - с первым выходом блока

управления, второй,третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с управляющими входами ключа, аналогового запоминающего устргйстра у т-тновившего- ся сигнала и блока зздзчич хода, выходы

которого ЯВЛРЮТСЯ зыходной шиной, вход аналогового запоминающе о устройства установившегося сигнала объединен с первым входом суммирук щгл о усчлит ля, а выход соединен с третьим сходом суммиру

ющегоусипителя, выход генератора импуль- сов соединен с входов блока упр влеиия, а выходы счетч /ка - с соответствующими входами разрядэв р&; с фа.

Фиг. 2

Изобретение относится к контрольно измерительной технике и предназначено для автоматического измерения длительности переходного процесса цифроанало- говых преобразователей Изобретение позволяет повысить точность и достоверность измерения за счет того, что в устройство, содержащее блок 1 задания кода, суммирующий усилитель 3, двухпорого- вый компаратор 5, генератор 7 импульсов, ключ 8, счетчик 9 и регистр 10, введены аналоговое запоминающее устройство 2 установившегося сигналя и аналоговое запоминающее устройство 6 сигнала коррекции, что позволяет исключить зависимость результата измерени,- от статистических параметров контролируемого ЦА.Г1 2 ил СП