SU1029089A1 - Стробоскопический измеритель временных интервалов - Google Patents

Abstract

СТРОБОСКОПИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ, содержа111ИЙ два кварцевых генератора, выхода которых соединены с входами детектора сигналов биений, выходом подключенного к входу блока управлени , первый выход которого св зан с первым входом блока отсчета, два стробоскопических смесител , вторыиш входами соединенные с выходом формировател  строб-импульсов, а выходами - с входами первого и второго усилителей, формирователь импульса запуска, первый и второй блоки сравнени , отличающийс  тем, что, С целью расширени  функциональных возможностей путем обеспечени  возможности и,эмерени  динамических параметров выходного сигнала цифроаналоговых преобразователей с высокими точностью и производительностью, он снабжен двум  блоками уровней отсчета , трем  сумматорами, третьим, четвертым , п тым и .шестым блоками сравнени , счетчиком импульсов, реверсивным счетчиком импульсов, двум  цифроаналоговыми преобразовател кш и усилителем с регулируемым коэффициентом усилени , выход которого подключен к первому входу первого блока сравнени , первый вход - к выходу первого усилител  и первому входу шестого сравнени , а второй вход - к выходу первого циф/ipoaналогового преобра зовател , вход SU, 3(SO G 01 R которого св зан с выходом реверсивного счетчика импульсов, входом соеди-г ненного с выходом первого блока сравнени , третий вход котсного подклю (чен к второму выходу блока управле ,ни , а второйВХОД - к выходу первого блока уровней отсчета и первому входу первого сумматора, второй вход которого св зан с выходом втсдарго цифроаналогового преобразовател / а выход - с первыми входами второго и третьего сумматоров и втсдаым входом второго блока сравнени , выход которого соединен с входом счетчика имnyjjbcoB , третий вход - с третьим выходом блока управлени , а первый вход - с выходом усилител  с рвгулируег .ым коэффициентом усилени  первым входом третьего блока сравнени  и первым входом четвертого блока сравнени , третий вход которого подключен к четвертому выходу блока S . управлени  и третьему входу третьего блока сравнени / второй вход к выходу третьего сумматора, а выв ход - к третьему зходу блока отсчета , четвертый вход которого с& зан to . с выходом п того блока сравнени , со I п тый вход - с выходом шестого блока сравнени , а второй вход - с выходом третьего блока сравнени , 00 CD второй вход которого соединен с клходом втс рого сумматора, вторым входом подключенного к первому выходу второго блока уровней отсчета, второй выход которого св зан с вторым входом третьего сумматора, причем вход формировател  импульса запуска соединен с выходом первого , кварцевого генератора, а выход - с первым входом второго стробоскопического смесител  и входной шиной исследуемого цифроаналогового преобразовател , выходна  шина которого св зана с первым входом перового стробоскопического смесител , первый вход п того блока сравнени  подклю

Description

чен к внхолу второго усилител , а вторые входы п того и шестого блоков сравнени  - к общей шине, вход формировател  строб-им пульсов св зан с выходом второго кварцевого генератора, а вход второго цифроаналогового преобразовател  - с выходом счетчика импульсов.

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано при измерении динамических параметров нифроаналоговых преобразователей. Известен стробоскопический измеритель временных интервалов, содержавдий два кварцевых генератора, генератор строб-импульсов, стробоскопический смеситель, усилитель-ра 1тшритель , плавно регулируемый фазовращатель , фс мирюватель импульсов и детектор сигнала биений tl. Недостатком этого устройства  вл етс  низка  точность измерени . Наиболее близким к изобретений по технической сущности  вл етс  стробоскопический измеритель времен ных интервалов, содержащий детектор сигналов биений, включенный на выхо ;ле двух кварцевых генераторов, два стробоскопических смесител , входами подключенные к входным клеммам измерител  и выходу фop IИpoвaтeл  строб-импульсов, а выходами подключенные к соответствуюьшм усилител м выходы которых подключены к двум входам первого коммутатора, первый выход которого соединён с первым . входом первого изме жтел  а тлитуды и с первым входом первого блока сра нени , второй вход коммутатора соединен с первым входом второго блока сравнени  и первым входом второго измерител  амплитуд, выходы первого и второго измерител  амплитуд соеди нены со вторыми входами Соответству ющих блоков сравнени , выходы кото ,рых соединены с входами первого j три-ггера, блок задержек подключен к выходу первого кварцевого генератора и к выходу формировател  импульса запуска, выходы блока задержек подключены к первому входу второго коммутатора, второй вход которого соединен с выходом второго кварцевого генератора, выход детектора соединен с входом блока управлени , выхода которого соединены с третьим входом второго коммутатора, с входами первого и второго триггеров , с . первьм входом блока отсчета, второй вход которого соединен с выходом первого триггера, а выход второго триггера соединен с управл ющим входом первого и второго кварцевых генераторов С2 . Недостатком этого устройства  вл етс  ограниченность функциональных возможностей - оно не обеспечивает возможности изменени  динамических па;Ьаметров выходного сигнала цифроаналоговых преобразователей с высокой точностью и производительностью. Целью изЪбретени   вл етс  расширение функциональных возможностей путем обеспечени  возможности измерени  динамических параметров выходного сигнала цифроаналоговых преобразователей С высокими точностью .и производительностью . Цель достигаетс  тем, что стробоскопический измеритель временных интервалов, содержащий два кварцевых генератора, выходы которых соединены с входами детектора сигналов биений, выходом подключенного к входу блока управлени , перилй выход которого св зан с первЕШ входом блока отсчета , два стробоскоп ческих смесител , вторыми входарда юоединенные с выходом формироватеа   строб-игшульсов, а выходами .- с входами первого и второго усилите ей, фсфмирователь импульса звука, первый и второй блоки сравнени , снабжен двум  блоками уровней отсчета, трем  сумматорами, третьим, четвертым, п тым и шестым блоками сравнени , счетчиком импульсов , реверсивным счетчиком игтуль сов, двум  цифроаналоговыми- преобразовател ми и усилителем с регулируемым коэффициентом усилени , выход которого подключен к первому входу первого блока сравнени , первый вход к выходу первого усилител  и первому входу шестого блока сравнени , а второй вход - к выходу первого цифроаналогового преобразовател , вход которого св зан с выходом реверсивного счетчика импульсов, входом соединенного с Выходом первого блока сравнени , третий вход которого подключен к второму выходу блока управлени , а второй вход - к выходу первого блока уровней отсчета и первому входу первого сумматора, второй вход которого св зан с выходом второго цифроаналогового преобразовател , а выход - с первыми входагИ второго и третьего сумматоров и вторым входом второго блока сравнени , выход кото ого соединен с входом счетчика импульсов, третий вход - с третьим выходом блока управлени , а первый вход - с выходом усилител  с регулируемым коэффициентом усилени , первым входом третьего блока сравне ни  и первым входом четвертого блок сравнени , третий вход которого под ключен к четвертому выходу блока управлени  и третьему входу третьего блока сравнени , второй вход к выходу третьего сумматора, а выход к третьему входу блока отсчета четвертый вход которого св зан с выходом п того блока сравнени , п тый вход - с выходом шестого блока сравнени , а второй вход - с выходом третьего ;бйока сравнени , второй вход которЬго соединен с выходом второго сугшатора, вторым входом подключенного к первому выхо ду второго блока уровней отсчета, второй выход которого св зан со вто рым входом третьего сумматора, причем вход формировател  импульса запуска соединен с выходом первого кварцевого генератора, а выход с первым входом второго стробоскопи ческого смесител  и входной шиной исследуемого цифроаналогового преоб разовател , выходна  шина которого св зана с первым входом первого стробоскопического смесител , первы вход п того блока сравнени  подключен к, выходу второго усилител , а вторые входы п того и шестого блоков сравнени  - к общей шине, вход формировател  строб-импульсов св зан .с входом BTOport) кварцевого генератора, а вход второго цифроаналогового преобразовател  - с выходом счетчика импульсов. Структурна  электрическа  схема устройства представлена на чертеже Устройствосостоит из входной и выходной шин 1 и 2 исследуемого .цифро.аналогового преобразовтел  (ЦАП), первого кварцевого генерато ра 3, формировател  4 импульса запу ка, первого стробоскопического смесител  5, второго кварцевого генер тора 6, формировател  7 строб-импул сов , первого усилител  8, усилител  9 с регулируемым коэффициентом усилени , первого блока 10 сравнен первого блока 11 уровней отсчета, реверсивного счетчика 12 импульсов первого ЦЛП 13, второго блока 14 сравнени , первого cy 1мaтopa 15, второго ЦАП 16, детектора 17 сигналов биений, счетчика 18 и myльcoв, второго и третьего сумматоров 19 и .второго блока 21 уровней отсчета, третьего и четвертого блоков 22 и 2 сравнени , блока 24 отсчета, второ стробоскопического смесител  25, в ого усилител  26, п того и шестого блоков 27 и 28 сравнени  и блока29 правлени . Устройство работает следующим образом. Цикл измерени  начинаетс  после поступлени  в блок 29 управлени  импульса внешнего звука. На входную ину 1 исследуемого цифроаналогового преоброзовател  (ЦАП) поступают и myльcы запуска с выхода формиро- вател  4. Под действием импульсов звука выходное напр жение исследуемого ЦАП измен етс  от минимального до максимального значени  и обратно. Этот сигнал поступает по шине 2 на вход первого смесител  5. На второй вход смесител  подаютс  строб-импульсы, синхронные с выходным сигналом второго кварцевого генератора 6. Так частота второго .кварцевого генератора 6 выбрана {например на 500 Гц) вы11е частоты первого кварцевого генератора 3, то происходит сдвиг строб-импульса относительно исследуемого сигнала, и в смесителе 5 осуществл етс  преобразование временного мааитаба выходного сигнала исследуемого ЦАП. При этом исследуемый сигнал преобразуетс  от спада к фронту. Преобразованный сигнал после усилени  в первом усилителе 8 и усилителе с регулируемым усилением 9 поступает на первый- вход первого блока 10 сравнени , на второй вход которого поступает уровень отсчета с первого блока 11 уровней отсчета. В блоке 10 происходит сравнение амплитуды выходного сигнала усилител  9 и уровн  отсчетаt задаваемого локом 11. При их отличии выходной сигнгш первого блока 10 сравнени  управл ет подачей импульсов счета или вычета в рейерсивный счетчик 12, Код реверсивного счетчика 12 подаетс  на входы первого цифроаналогово-. го преобразовател  13, выходное напр жение которого управл ет коэффициентом усилени  усилител  9. После определенного времени амплитуда выходного сигнала усилител  9 нормализуетс . На первый вход второго блока 14 сравнени  подаетс  выходной сигнсШ усилител  9, а на второй посто нное напр жение с выхода первого сумматора 15. На первый вход первого сумматора 15 поступает уро-. вень отсчета с первого блока 11 уровней отсчета и выходной сигнал второго цифроаналогового-преобразовател  16. Кпок 29 правлени  в моменты времени, ко.гда выходной сигнал уси- . лител  9 минимален, включает второй блок 14 сравнени . Эти моменты ремени устанавливаютс  изменением задержки влючени  второго блока 14

сравнени  относительно выходного сигнала детектора 17 сигналов биений частота повторени  импульсов которого равна разности частит повторени  кварцевых генераторов 3 и б - частоте повторени  преобразованного исследуемого сигнала.

При поступлении импульсов запуска из блока 29 управлени  в блоке 1,4 производитс  сравнение мгновенного значени  преобразованного исследуемого сигнала и посто нного напр жени  первого сумматора 15. Если мгновенное значение выходного с г нала усилител  9 ниже выходного напр жени  первого суммато1ра 15, то блок 14 вырабатывает импульс, производ щий досчет импульсов в счетчике 18. Выходной код последнего измен ет выходное напр жение второго цифроайалоговогой; преобразовател  16. РазноЬть между мгновенным значением выходного сигнала усилител  9 и напр жением сумматора 15 при этом уме ньшаетс . Процесс продолжаетс  до тех пор, пока выходное напр жение первого сумматора 15 не станет равным мгновенному значению выходного сигнала усилител  9. Этим производитс  точна  фиксаци  нулевого уровн  сигнала. При этом выхо;цное напр жение первого сумматора 15 с определенной точностью равно нулевому уровню исследуемого сигнала . Это напр. жение подаетс  на вхо дда второго и третьего сумматоров 19 и 20, на вторые входы которых от второго блока 21 уровней отсчета поступают плюсовый (на второй сумматор 19 ) и гуганусовый (на третий сумматор 20) уровн  от.счета, например, равные половине младшего разр да исследуемого ЦАП.

При этом на вторые входы третьего и четвертого блоков 22 и 23 сравнени  подаютс  уровни отсчета. Блок 29 управлени  включает блок 24 отсчета и ТРИТИЙ и четвертый блоки 22 к 23 сравнени . Тестовый сигнал о выхода формировател  4 импульсов запуска, преобразованный во времени во втором смесителе 25 и усиленный на втором усилителе 26, поступает на п тыйблок 27 сравнени . Когда преобразо;ванный и усиленный тестовый сигнал

I (

достигает половины своей амплитуды/ блок 27 вырабатывает импульс,запускающий отсчет времени устанбвлени  в блоке 24 отсчета,а при достижении выхо ным сигналом усилител  9 одного Из уровней отсчета, фо1 «ируемых вторым или третьим сумматорами 19 или 20, блок 22 либо блок 23 гарантирует импульс изменени  в блоке 24 отсче1 а.

При измерении времени задержки идследуемого ЦАП останов измерени  в блоке 24 отсчета производитс  импульсом шестого блока 28 сравнени . Генерирование импульса останова в данном блоке произвойитс  при достижении выходным сигналом первого усилител  8 половины амплитудного значени .

Устройство позвол ет произвести точную фиксацию нулевого уровн  сигнала исoiедуемого ЦАП и установит с требуемой точностью уровни отсчета времени установлени  (интервала между моментом, когда импульс запуска достигает половины амплитуды, и моментом , когда ВЫХОДНОЙ сигнал исследуемого ПАП становитс  равньа определенной величине ). При этом ф Ф в1:руютс  два уровн  отсчета уровней выходного сигнала исследуемого ЦАП (с плюсовым и минусовым отклонени 1 га от установившегос  значени  ).

Фиксаци  первого перехода мгновенным значением выходного сигнала исследуемого ци(й оайалогового преобразовател  уровн  отсчета осуществл етс  выбором, частот повторени  кварцевых генераторов. При этом первое достижение «тгновенным значением исследуемого Сигнала одного из уровней отсчета и  вл етс  последним переходом с гнала через уроteeHb отсчета при нормальном направлении преобразовани  (от фронта к спа,цу) временного масштаба, т.е. требуемым д   останова изме{ ени  времени установлени ,

Устр( обеспечивает возможность измерени  времени установлени  с ВЫСОКОЙ точностью (суммарна  погрешность измерени  не более 10%)

Устройство позвол ет пошлсить производительность измерений (до 200 шт/ч). .

hH

f7

f i

Claims (1)

1. (54.) СТРОБОСКОПИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ, содержавши два кварцевых генератора, выхода которых соединены с входами детектора сигналов биений, выходом подключенного к входу блока управления, первый выход которого связан с первым входом блока отсчета, два стробоскопических смесителя, вторит входами соединенные с выходом формирователя строб-импульсов, а выходами - с входами первого и второго усилителей, формирователь импульса запуска, первый и второй блоки сравнения, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения возможности измерения динамических параметров выходного сигнала цифроаналоговых преобразователей с высокими точностью и производительностью, он снабжен двумя блоками уровней отсчета, тремя сумматорами, третьим, четвертым, пятым и шестым блоками сравнения, счетчиком импульсов, реверсивным счетчиком импульсов, двумя цифроаналоговыми преобразователя*®! и усилителем с регулируемым коэффициентом усиления, выход которого подключен к первому входу первого » блока сравнения, первый вход - к выходу первого усилителя и первому входу шестого блока сравнения, а второй вход - к выходу первого цифроаналогового преобразователя, вход которого связан с выходом реверсивного счетчика импульсов, входом соеди-г ненного с выходом первого блока сравнения, третий вход которого подключен к второму выходу блока управления, а второй вход - к выходу первого блока уровней отсчета и первому входу первого сумматора, второй вход которого связан с выходом второго цифроаналогового преобразователя, а выход - с первыми входами второго и третьего сумматоров и вторым входом второго блока сравнения, выход которого соединен с входом счетчика импудьсов, третий вход - с третьим выходом блока управления, а первый вход - с выходом усилителя с регули- § руемым коэффициентом усилении, первым входом третьего блока сравнения и первым входом четвертого блока сравнения, третий вход которого подключен к четвертому выходу блока ’ управления и третьему входу третьего блока сравнения, второй вход к выходу третьего сумматора, а выход - к третьему зходу блока отсчета, четвертый вход которого связан с выходом пятого блока сравнения, 'пятый вход - с выходом шестого блока сравнения, а второй вход - с выходом третьего блока сравнения, второй вход которого соединен с даходом второго сумматора, вторым входом подключенного к первому выходу второго блока уровней отсчета, второй выход которого связан с вторым входом третьего сумматора, причем вход формирователя импульса запуска соединен с выходом первого кварцевого генератора, а выход - с первым входом второго стробоскопического смесителя и входной шиной исследуемого цифроаналогового преобразователя , выходная шина которого связана с первым входом первого стробоскопического смесителя, первый вход пятого блока сравнения подклю- чей к выходу второго усилителя, а вторые входы пятого и шестого блоков сравнения - к общей шине, вход формирователя строб-импульсов связан с выходом второго кварцевого генератора, а вход второго цифроаналогового преобразователя - с выходом счетчика импульсов.