Устройство для измерения времени установления выходного сигнала цифроаналогового преобразователя Советский патент 1980 года по МПК H03K13/32 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕНИ УСТАНОВЛЕНИЯ ВЫХОДНОГО СИГНАЛА ЦИФРОАНАЛОГОВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

1

Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для измерения времени установления выходного сигнала цифроаналогового преобразователя.5

Известны устройства для измерения времени установления выходного сигнала цифроаналогового преобразователя , содержащие измеряемый цифроаналоговый преобразователь, генера- 10 тор импульсов, осциллограф, компаратор l.

Недостатками этого устройства являются ограниченные функциональные возможности, так как отсутствует 5 автоматическое измерение времени установления.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения времени уста-20 новления выходного сигнала цифроаналогового преобразователя, содержащее измеряемый и эталонный цифроаналоговые преобразователи, згщатчик кодов, переключатель кодов, ком- 25 паратор, счетчик, генератор импульсов, триггер, логический элемент И и блок управления 2.

В этом устройстве устранен недостатки предыдущих устройств,од- . 30

нако оно позволяет измерять время .установления выходного сигнала цифроаналогового преобразователя, переходный процесс которого может иметь только монотонный, экспоненциальный характер.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения времени установления выходного сигнала цифроансшогового преобразоватгля, содержащее измеряемый и эталонный цифроаналоговые преобЕ азователи, переключатель кодов, компаратор, счетчик, генератор импупьсов, триггер, логический элемент И, блок управления и задатчик кодов, первые выходы которого соединены со входами эталонного цифроаналогового преобразователя, вторые и третьи выходы задатчика кодов объединены через переключатель кодов со входами измеряемого цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с неинвертирующим входом первого компаратора, а выход генератора импульсов соединен с первым входом , .логического элемента И, второй вход

которого соединен с единичным выходом триггера, нулевой вход которого соединен с первым выходом бло.ка управления и со входом гашения счетчика, а управляющий вход переключателя .кодов соединен со вторым выходом блока управления, введены дополнительный компаратор, счатчик, блок логических элементов И-НЕ, комл мутатор, блок логических инверторов, блок сравнения, два формирователя импульсов, триггер, два элемента задержки, логический элемент И, четыре логических элемента ИЛИ и блок смещения аналогичного сигнала, вход которого соединен .с выходом эталонного цифроаналогового преобразователя, первый выход соединен с инвертирующим входом основного компаратора, а второй его выход соединен с неинвертируюиим входом дополнительного компаратора, инвертирующий вход которого соединен с неинвертирующим входом основного компаратора, причем выходы обоих компараторов соединены через первый дополнительный логический элемент ИЛИ со входами первого формирователя импульсов и первого элемента задержки, вьгход которого соединен со счетным входом дополнительного счетчика через дополнительный логический элемент И, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, запрещающий вход которого соединен с выходо второго дополнительного логического элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с первым выходом блока управления, с единичным входом дополнительного триггера и с первым входом третьего дополнительного логического элемента ИЛИ, выход которого соединен со входом гашения дополнительного счетчика, а второй вход подключен к выходу первого формирователя

импульсов, при этом второй вход ВТО

рого дополнительного логического элемента ИЛИ соединен с третьим входом блока управления и с выходом блока сравнения, первые входы которого соединены с выходами дополнительного счетчика, а вторые входы соединены с четвертыми выходами задатчика кодов,и с первыми входами блока логических элементов И-НЕ, выходы которого соединены с кодовыми входами основного счетчика, а управляющий его вход подключен к единичному входу основного триггера, к запускающему входу генератора импульсов и к выходу второго формирователя импуль,соЕ, вход которого соединен со вторым выходом блока управления, причем нулевой вход дополнительного триггера соединен с выходом переполнения основного счетчика и со входом второго элемента задержки, выход которого соединен со счетным входом основного счетчика через четвертый

дополнительный- логический элемент ИЛИ, второй, вход которого соединен с выходом основного логического элемента И, а кодовые выходы основного счетчика соединены непосредственн с первыми входами коммутатора и через блок логических инверторов - со вторыми входами коммутатора, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с единичным и нулевым выходами дополнительного триггера, нулевой вход которого подключен к четвертому входу блока управления.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство содержит измеряемый 1 и эталонный 2 цифроаналоговые преобразователи, задатчик 3 кодов, переключатель 4 кодов, основной компаратор 5., основной счетчик б, генератор 7 импульсов, основной триггер 8, основной ло1-ический элемент И 9, блок 10 управления, дополнительный компаратор 11, блок 12 смещения аналогового сигнала, дополнительный счетчик 13, блок 14 логических элементов И-НЕ, выходной коммутатор 15, блок 16 логических инверторов, блок 17 сравнения, формирователи 18 и 19 импульсов, элементы 20 и 21 задержки, дополнительный триггер 22, дополнительный логический элемент И 23, логический элемент ИЛИ 24 с инверсным выходом, логи,ческие элементы ИЛИ 25-27, выход устройства 28, внешние входы 29 блока 10 управления.

Устройство работает следующим образом.

По сигналу пуск, поступающему на вход 29 блока 10, последний формирует на первом выходе сигнал исходного состояния, которым устанавливается в нулевое состояние триггер 8, в единичное состояние - триггер 22, гасятся счетчики б и 13 (последний череэ элемент ИЛИ 26) и сбрасывается генератор 7 через элемент ИЛИ 25. После этого блок 10 на втором выхо де формирует сигнал начала измерения, поступающий на управляющий вход переключателя 4 и на вход формирователя 19, выходной сигнал которого устанаЬливает в единичное состояние триггер 8, запускает генератор 7 и записывает в счетчик 6 инверсное значение кода с четвертых выходов задатчика 3 через блок логических элементов И-НЕ 14. Счетчик 6 начинает подсчет импульсов генератора 7, поступающих на его вход через элементы И 9 и ИЛИ 27. Подсчет импульсов продолжается до получения результата измерения. При этом признаком установления вьоходного сигнала является его нахождение в течение заданного интервала времени внутри зоны, ограниченной уровнями и соответствует требуемой точности установления выходного сигнала. Значение кода, определяющее этот интервал времени, устанавливается оператором в задатчике 3 кодов, по четвертым выходам которого этот код поступает на вход блока 17 сравнения.

Сигналы на выходе компараторов 5 и 11 имеют низкий уровень. Эти сигналы, объединенные элементом ИЛИ 24, инвертируются. Сигнал с выхода элемента ИЛИ 24 проходит через элемент 20 задержки и открывает элемент И 23, через который начинают проходить импульсы генератора 7 на счетный вход счетчика 13. При превышении сигналом верхнего уровня или его сни жения ниже нижнего уровня закрывается элемент И 23, и импульсы с выхода генератора 7 не проходят на вход счетчика 13, а счетчик б продолжает подсчет импульсов, так как триггер 8 продолжает оставаться в единичном состоянии. В процессе работы счетчика 6 может произойти его переполнение, тогда на его выходе переполнени формируется импульс, которым триггер 22 устанавливается в нулевое состояние и на счетный вход счетчика б добавляется один импульс, проходящий через элемент 21 задержки и элемент ИЛИ 27.

При очередном вхождении измеряемого сигнала в зону сравнения элементом 18 формируются импульсы, которые проходя через элемент ИЛИ 26, устанавливают счетчик б в исходное состояние.

При последнем вхождении сигнала в зону сравнения и последующем нахождении в этой зоне счетчик 13 работает до тех пор, пока не сработает блок.17 сравнения, выходной импульс которого останавливает генератор 7 через элемент ИЛИ 25, а тже поступает на вход блока 10 управления, в котором вырабатывается сигнал окончания измерения. Код результата измерения может быть снят с выходов коммутатора 15. При этом, если в процессе измерения переполнения счетчика б не было (триггер 22 остался в единичном состоянии), то с выходов последнего через коммутатор 15 вьвдается инверсный код. При наличии переполнения выходной код является прямым кодом счетчика б

Запись в счетчик 6 перед началом измерения от згшатчика 3 кодов чере элемент И-НЕ 14 инверсного кода допустимого значения интервала времени позволяет получить на выходе коммутатора 15 код, значение которого соответствует истинному значению времени установления выходного сигнала цифроаналогового преобразователя с точностью, устанавливаемой при помощи блока 12, выходные сигналы которого образуют зону сравнения.

Запись в счетчик б началом измерения инверсного кода, соответствующего номинальному значению времени установления выходного сигнала цифроаналогового преобразователя, позволяет в результате измерения получить отклонение со знаком истинного значения времени установления от номингшьного. Это позволяет производить допусковый контроль цифроаналогового преобразователя с вьадачей кода величины этого отклонения. Для этого полученный в счетчике б код результата измерения передается на выход 28 устройства через коммутатор 15 пряьелм или инверсньам. Инверсия кода осуществляется блоком 16, а управление коммутатором выполняет триггер 22.

Импульс переполнения счетчика б, кроме установки триггера 22 в нулевое состояние, поступает в блок 10, гДе используется для определения случая неправильного измерения, соответствующего превышению времени установления выходного сигнала цифроаналогового преобразователя мак-, симального значения кода счетчика б

Таким образом, использование дополнительно введенньс; элементов и взаимосвязь их между собой и с другими узлами позволяет расширить фунционсшьные возможности данного устройства. Это выражается в том, что с помощью данного изобретения можно измерить время установления выходных сигналов различных типов цифроаналогового преобразователя. При этом можно автоматически измерять время установления выходных сигнало цифроаналоговых преобразователей бе предварительного определения вида его переходного процесса, который может быть как экспоненциальным, та к с выброссми или с затухающими колебаниями, а также позволяет производить допусковый контроль по этому параметру.

Формула изобретения

Устройство для измерения времени установления выходного сигнала цифроаналогового преобразователя, содержащее измеряемый и этгшонный цифроаналоговые преобразователи, переключатель кодов,компаратор,счетчик, генератор импульсов,триггер логический элемент И, блок управления и задатчик кодов, первые выходы которого соединены со входами эталонного цифроаналогового преобразователя, вторые и третьи выходы соединены через переключатель кодов со входа.ми измеряемого цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с неинвертирующим входом компаратора, a выход генератора импульсов соединен с первым входом логического элемента И, вторюй вход которого соединен с единичным выходом триггера, нулевой вход которого соединен с первым выходом блоком управле ния и со входом гашения счетчика, а управляющий вход переключателя кодов соединен со вторым выходом блока управления, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены дополнительный компаратор, счетчик, блок логических элементов И-НЕ, кo мyтaтop, блок логических инверторов,, блок сравнения, два формирователя импульсов, триггер два элемента задержки, логический элемент И, четыре логических элемента ИЛИ и блок смещения аналогового сигнала, вход которого соединен с выходом эталонного цифроаналогового преобразователя, первый выход соединен с инвертирующим входом основного компаратора, а второй выход соединен с неинвертирующим входом дополнительного компаратора, инвертирукяций вход которого соединен с неинвертирующим входом основного компаратора, причем выходы обоих компараторов соединены через первый дополнительный логический элемент ИЛИ со входами первого формирователя импульсов, и первого элемента задержки, выход которого соединен со счетным входом дополнительного счетчика через дополнительный логический элемент И, второй вход которого соединен с выходом Генератора импульсов, запрещающий вход которого соединен с выходом второго дополнительного логического элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с первым выходом блока управления, с единичным входом дополнительного триггера и с первым входом третьего дополнительного логического элемента ИЛИ, выход которого соединен со входом гашения дополнительного счетчиКа, а второй вход подключен к выходу первого -формирователя импульсов, при этом второй вход второго дополнительного логического элемента ИЛИ соединен с третьим входом блока управления и с выходом блока сравнения, первые входы которого соединены с выходами дополнительного счетчика, а вторые входы соединены с четвертыми выходами задатчика кодов и с первыми входами блока логических элементов И-НЕ, выходы которого соединены с кодовыми входсьми основного счетчика, а управляющий вход его подключен к единичному, входу основного триггера , к запускающему входу генератора импульсов и к выходу второго формирователя импульсов, вход которого соединен со вторым выходом блока управления,, причем нулевой вх дополнительного триггера соединен с выходом переполнения основного счетчика и со входом второго элемента задержки, выход которого соединен со счетным входом основного счечика через четвертый дополнительный логический элемент ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом основного логического элемента И, а кодовые выходы основного счетчика соединены непосредственно с первыми входами коммутатора и через блок логических инверторов - со вторыми входами коммутатора, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с единичным и нулевым выходами дополнительного триггера, нулевой вход которого подключен к четвертому входу блока управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Клочан П.С. Измерение параметров цифроаналоговых преобразователей. К., Общество Знание, 1978,

с. 13-27.

2.Авторское свидетельство СССР № 603121, кл. Н 03 К 13/32, 1976.

29