Стробоскопический измеритель временных интервалов Советский патент 1991 года по МПК G01R13/20 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при измерении динамических параметров цифроаналоговых преобразователей (ЦАП).

Цель изобретения - увеличение точности измерения времени установления и расширение функциональных возможностей.

На чертеже представлена структурная схема стробоскопического измерителя временных интервалов при испытании ЦАП.

Измеритель состоит из клемм для подключения исследуемого ЦАП 1, первого стробоскопического смесителя 2, разностного усилителя 3, нагрузочного резистора 4, третьего стробоскопического смесителя 5, первого формирователя 6 импульсов запуска, второго стробоскопического смесителя 7, второго формирователя 8 импульсов запуска, формирователя 9 строб-импульсов, сумматора 10, перемножающего ЦАП 11, первого реверсивного счетчика 12, блока 13 регулирования, второго реверсивного счетчика 14, ЦАП 15, усилителя 16 смещения, усилителей-ограничителей 17 и 18, первого 19 и второго 20 блоков сравнения, первого 21 и второго 22 блоков смещения, третьего 23 и четвертого 24 блоков сравнения, блока 25 уровней отсчета, коммутатора 26, триггера 27, элемента И 28, генератора 29 счетных импульсов, счетчика 30, блока 31 управления.

Причем выход исследуемого ЦАП 1 и один из выводов нагрузочного резистора 4 соединены с первым входом смесителя, 2, выходом соединенного с первым входом усилителя 3, второй вход нагрузочного резистора 4 соединен с первым входом смеситеО

ел о

.N О 00

ля 5, выход которого соединен с вторым входом усилителя 3. Первый вход исследуемого ЦАП 1 соединен с выходом формирователя 6 и входом смесителя 7, второй выход формирователя 6 соединен с входом формирователя 8, выходом соединенного с вторым входом исследуемого ЦАП 1. Выход формирователя 9 соединен с вторыми входами смесителей 2, 5, 7, первый вход сумматора 10 соединен с выходом усилителя 3, выходом перемножающего ЦАП 11. Выход счетчика 12 соединен с входом перемножающего ЦАП 11. Вход счетчика 12 соединен с вторым выходом блока 13, первый вход которого соединен с выходом усилителя 3, первый выход блока 13 - с входом счетчика 14, выходом соединенного с входом ЦАП 15, выход которого соединен с вторым входом усилителя 16, причем первый вход последнего соединен с выходом сумматора 10.

Входы усилителей-ограничителей 17 и 18 соединены с выходом усилителя 16, первый вход блока 19 соединен с выходом усилителя-ограничителя 17, второй вход - с общей шиной, выход - с вторым входом блока 13. Первый вход блока 20 соединен с выходом усилителя-ограничителя 18, второй вход - с общей шиной, выход - с третьим входом блока 13. Первые входы блоков 21 и 22 соединены с выходами блоков 17 и 18. а вторые входы - с третьим выходом блока 13. Первые входы блоков 23 и 24 соединены соответственно с выходами блоков 21 и 22, вторые входы - соответственно с первым и вторым выходами блока 25, а выходы - соответственно с первым и вторым входами коммутатора 26, выход которого соединен с вторым входом триггера 27, причем первый вход триггера 27 соединен с выходом смесителя 7, а выход - с первым входом элемента И 28, второй вход которого соединен с генератором 29. Второй вход счетчика 30 соединен с выходом элемента И 28, первый выход блока 31 соединен с первым входом счетчика 30, второй выход соединен с третьим входом элемента И 28, третий выход соединен с третьим входом коммутатора 26, вход блока 31 соединен с выходом усилителя 16.

Измеритель работает следующим образом.

После поступления в блок 31 управления импульсов внешнего запуска начинается цикл измерения. Формирователь 6 импульсов запуска выдает последовательность импульсов С нз первый вход ЦАП 1. С второго выхода формирователя 6 запускается формирователь импульсов запуска, выра- бэтывающийпоследовательность

импульсов, поступающую на второй вход исспедуемого ЦАП 1.

Под действием импульсов запуска выходной ток исследуемого ЦАП 1 изменяется от минимального до максимального значения и обратно. Сигнал, выделяющийся на

резистивной нагрузке исследуемого ЦАП, поступают на первые входы смесителей 2 и 5. На вторые входы смесителей 2 и 5 поступают строб-импульсы от формирователя 9 строб-импульсов. Частоты выходных сигна0 лов формирователей 6 и 9 имеют кварцевую стабилизацию. Коэффициент трансформации равен

q. f6/Fp, где Fp fg - fe.

5Сигналы с выходов смесителей 2 и 5

поступают на вход усилителя 3. С выхода разностного усилителя 3 преобразованный в обратном направлении и усиленный сигнал поступает на первые входы сумматора

0 10 и перемножающего ЦАП 11.

Выходной сигнал перемножающего ЦАП 11 подается на второй вход сумматора 10, на первый вход которого подается сигнал с выхода разностного усилителя 3. Ко5 эффициент передачи сумматора 10 подобран так, чтобы изменением входного кода ЦАП 11 амплитуда выходного сигнала сумматора 10 могла регулироваться в заданных пределах, Данный сигнал поступает на

0 усилитель 16 смещения, в котором производится смещение постоянного уровня сигнала. В результате на выходе усилителя 16 исследуемый сигнал будет нормализованным по амплитуде и симметричным относи5 тельно нулевого уровня. Этот сигнал поступает на входы усилителей-ограничителей 17 и 18, на выходе первого из которых присутствует усиленный и ограниченный положительный полупериод, а на выходе

0 второго - усиленный и ограниченный отрицательный полупериод входного сигнала. Смещение усилителей-ограничителей 17 и 18 подбирается таким образом, чтобы на их выходах положительная и отрицательная

5 плоские части входного сигнала совпадали с нулевым уровнем при определенном размахе их входного сигнала. Далее эти сигналы поступают на первые входы первого 19 и второго 20 блоков сравнения, на вторые вхо0 ды которых подается нулевой уровень.

Выходные сигналы блоков 19 и 20 сравнения подаются на второй и третий входы блока 13 регулирования. Блок 13 на своем первом выходе выдает счетные импульсы на

5 второй реверсивный счетчик 14, коде которого поступает на вход ЦАП 15. Выходной сигнал ЦАП 15 поступает на второй вход усилителя смещения 16. Величина сигнала смещения зависит от сигналов блока 13 регулирования и устанавливается такой величмнь чтобы отрицательная плоская астг, исследуемого сигнала на вь ходе усилитгл охрани 1ителя 18 совпадала с нулевым нем С второго выхода блока 11 регулирования счетные импульсы г(, IVIM ют на вход первого ррв рсивноп UN i код с выхода котиоого пгступа т н i,, ровой вход перемножающего ЦАП 11 Ч т ч в f-имссти от этого юда меняются paiM i сигнала поступающего на сумматор 10 и ч определенных пределах размах с тнап тюступающего на вход усилителя сгещен

10о такжр его выходной сигнал В pi у u т; - сигналов блока 13 паи тя ii i установка зн.пег- ,/ УМОРС ri л / чип ппоскои s к т и иг г

Д, f lOl О О Со; Р

(. игнэль1 с i ч r IR ИЛИТРГР i ), р HI, 1 /i j и 1 / и i е i in

Г лО (1 и t 1Р i i i .(, L ( ,

O .yiJ t - l ,Jj |РЛ1 1UJ f l н H

листе, o Htj i. jp i и HC. ч ( i i1иаяСЯ i H d мЯР| v1 MP r r

УрСГИ U ,10 i „чет 10 1C I P РТГ pH U/ JЈ h1 f Л , L 1 t Ч 1 l i. i Г

r т/пя 1T n рогигмнл трет i нь

filOK j jiCi j. ИрООг1 1 Я ( i, Md 1b r r,i

fjnM Ot 1 11 2 f / i f 14 мооупг ча ч i 4jie г д трр1 . о THc,piL, ч i Г

1124 Гр Г г iJi H 1 Hr r-i pi, F.AJ, ,1 l Ч PI rj

подчю rJ ( npj1 i i 2 L lepe i° -Tf f f выхо ri r л о 2 , о v t ь i j дог 5/к ко i t1 c, f Hf HI i rHi нал LI и

iTyn rOT Id II Dtf И Ч ЗТОрОИ Ь/од,1

коммут no,j ;D к с ,о; IH (icyu t Lri/ы-т i ис/f itc r 1 от ctv ннпа i ,nparuif ин

rif Г fj ПЭЮЩСТ) H i ррт l Г ОД It 1 ; ОД h 0 V 3 СИГНТЛ1,В t.i 1 Г, НРНРНИ f Ч -T0 pOl/ ВХОД г, ha HfpRb F-MV.

григг(,(. ч 27 net Ту i т и т от смесителя 7 п звраииюции тритгпо н и( ходное ср(тояние а выходе Tp Kippa

фОрМИруРТСП iwry/uf- /ПИТ°ЛЬНО ГЬ КГТГ РОГО ГфОПООЦИОНЭЛЬН 1 ИЗМерЯРМ)Му Р

менному интервалу оторыи подается на первый вхис эл ментн И 2ь На второй в од элемента И 28 поступает сигнал гт ген frj тора 2Q гчегныл импульсов на третий - cui нал блока 31 Длительного импульса блока 31 равна ста периодам ю- вторения входного си нала

В счетчик Ю осуществляется подсчет выходных импульсов элемента И 28 На индикатор счетчика 30 подается информация об измеренном времени установления исс- ледуемого ЦАП

Формула изобретения Стробоскопический измеритель временных интервалов содержащий первый формирователь импульсов запуска выход

KOUiporo с i с лрмм )ми д ч п qf к (ения входа исс 1рдуемогп ци,| оан т и гч и

гп прробразоватепя и перчым р«.одог

второю смесителя формировп - стрс fi V4/I1LCOB вь. сое и 1енн1 . с итпри

ми i ид зми г;ерво r i втопо L i t u u

и- рм riPpo 1И ВХОТ Р Ci -1

t 1ЧР ( КЛГГ МОЧ / Я НИч Ulxu,1 И ч 1°ДуР ОГО р irlnn OI (i IO 1РР

-ОЬЧПРЛЯ и pest гора сумматор диф.юан элогош и г ptaofip ii iTpni ( et

Г Ь Ыи (ЧеТЧИК I Ыре 1 ч , нВ И, Ч ц

пп .г i. счета . t и о т п i KI it и / i ч f t-1 ro it(jTr . (- гичен с iHvj измр

L, i 1ч i I LLiHpr, 1J ПИОН Т

Р Ч hР НРГ ПГЛН, I HO R Mtr H

- Я , .

г ii1- it - i lan/ i )jMh IK 4ии

, i t на/ пг i iv г гт тис и

П NI ц |/ т , 1 1f чj r ри( H

Vr 1И - i iv v Д| , iHTPnq ОТ i

141, Г i 1 ДВ j Grl L H 1t LI, К 1 ТТГр

Т 11 rt t t p ri(f i HIИМ Г v Л t П

i гч1 / Пло( riirit ич r и

I- if рВЬИ R },i i i О j ,11 i и С 11TPT НЬЫОДОГ4 i t HCTOfn (01-ОИ1 Д i

r v,j ikip) гнм сна 1ч т i-O -niyici р п с n jp .in ;дом i j о г и

f J Ч К Р ШИ F1 К 1ПП(i и Н

t,l 1ПР-К г,г Оrir.(

( | t i iM ВХ I1i f j i Г HI ч rir

i i i- .rfuui ii , 1 р ) ) r i P i j

r 1 IT l Л . L 1 t, , 1 1

i 1 fi l - п М -lt 0

i. f Ш ujiaj i TP,

. чМ l kOT 1 l O f s Vi MJRblV i 1

P. г rr p-- epc ни с s т i и/ч KOI

f 1ЧНН С 41 f 11 1 fij.O T C

, m ut т и i : i кот poor о

ii 1 r /, IM i /por IIL.BOI с

f И1- i НЫХОлСО |1П 0 Г Р/ 1ИРН С ВХОДОМ II-( ПГ О ПГ Tinpr ЮЧЧК-ПЧ

i ОР ; 1н1 н г т ,л- .vi н с дом v( или рЩ| нич первпи в i. r i лого сое, .11НЫ ОДОМ СУММ pj I-11

юка упг Р PHI ч i л ами персо

.1рОГО /I ИЛИ1РПР11 Г пИЧИ1(-1(. i Rl,

/ I ) f 11 COe HtH- Hhl C OT erCri °HHO С

i с ыпи входами pi 11 и второго блоков

Г чЧ Д| Н1Я И pat i flH1- Bl /О/ МИ

со дингнных СО iiPTtTBLHHC ьторым и трртсим входами Ьчока регулировании трр- тип выход которого со1 дпнен с вторыми вхо ;ачи блоков смещения выходы кО(Орых соединены соответственно с первыми вхо дам1 фетьего и четвертгго блоков сравнения ьгорые которых соединены CO jTR TCTBeHHO с первым и вторым выходами Ьлока отсчета уровнен ьыходы блоков сртвнения соедин ны соответственно с

первым и вторым входами коммутатора, третьим входом соединенного с третьим выходом блока управления и выходом соединенного с вторым входом триггера, первым входом соединенного с выходом второго смесителя и выходом соединенного с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора счетных импульсов, третий вход соединен с вторым выходом блока управления, а выход соединен с вторым входом счетчика, пер0

вым входом соединенного с первым выходом блока управления, второй выход первого формирователя импульсов запуска соединен с входом второго формирователя импульсов запуска, выход которого соединен с клеммой для подключения второго входа исследуемого цифроаналогового преобразователя, вторые входы первого и второго блоков сравнения соединены с общей шиной,

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при измерении динамических параметров ЦАП. Цель изобретения -увеличение точности измерения времени установления и расширение функциональных возможностей. Третий смеситель 5 и разностный усилитель 3 уменьшают влияние нестабильности амплитуды строб-импульсов и увеличивают точность измерения. Триггер 27 и формирователь 8 позволяют исследовать ЦАП 1 с внутренним регистром памяти. а перемножающий ЦАП 11, второй реверсивный счетчик 14, усилитель 16 смещения и блок 13 регулирования позволяют устанавливать- заданную величину амплитуды преобразованного выходного сигнала ЦАП и в случае, когда он отличен от меандра. Кроме того, измеритель содержит первый 2 и второй 7 стробоскопические смесители, формирователь 6 импульсов запуска, формирователь 9 строб-импульсов, сумматор 10, счетчик 30, реверсивный счетчик 12, бло ки 19, 20, 23 и 24 сравнения, блоки 21 и 22 смещения, коммутатор 26, усилители-ограничители 17 и 18, блок И 28, генератор 29 счетных импульсов, блок 25 уровней отсчета, ЦАП 15 и блок 31 управления. 1 ил.