SU1339888A1 - Устройство дл измерени времени установлени выходного сигнала цифроаналоговых преобразователей - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и предназначено дл  использовани  при контроле динамических характеристик цифроаналоговых преобразователей (ЦАП). Цель - повышение точности. Контролируемый ЦАП 1 подключаетс  через соответствующие входные и выходные шины к устройству , которое содержит формирователь 2 кодов, блок 3 управлени , первый и второй компараторы 4, 5, элемент 6 РШИ-НЕ, источник 7 эталонных сигналов , шину 8 Запуск, шину 9 порогового напр жени , первый и второй ключи 10, 11, сумматор 12, усилитель- ограничитель 13, первый усилитель 14 рассогласовани , первый и второй регулируемые источники 15, 16 компенсирующих сигналов, второй усилитель 17 рассогласовани , третий регулируемый источник 18 компенсирз тощего сигнала, третий усилитель 19 рассогласовани , элемент 20 НЕ, первую и вторую выходные шины 21, 22. Точность измерени  времени установлени  повышаетс  благодар  тому, что операции сравнени  выходного сигнала ЦАП с сигналами , формирующими зону установлени , осуществл етс  с помощью компараторов 4, 5. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. ( С fJOff со со со 00 00 00 „Пуск fJynp.if Физ.г

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и предназначено дл  использовани  при контроле динамических характеристик цифроаналоговых преобразователей.

Цель изобретени  - повьшюние точности измерени  времени установлени 

На фиг. 1 приведена функциональна  схема устройства дл  измерени  времени установлени  выходного сигнала цифроаналоговых преобразователей; на фиг. 2 - функциональна  схема блока управлени .

Контролируемый цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 1 (фиг. 1) подключаетс  через соответствующие входные и выходные шины к устройству, ко- горое. содержит формирователь 2 кодов, блок 3 управлени , первый и второй компараторы 4 и 5, элементы ИЛИ-НЕ 6, источник 7 эталонных сигналов, шину 8 Запуск, шину 9 порогового напр жени , первый и второй ключи 10 и 11, сумматор 12, усилитель-ограничитель 13, первый усилитель 14 рассогласовани , первый и второй регулируемые источники 15 и 16 компенсирующих сигналов , второй усилитель 17 рассогласовани , третий регулируемый источник 18 компенсирующего сигнала, третий усилитель 19 рассогласовани , элемент НЕ 20, первую и вторую выходные шины 21 и 22„

Блок 3 управлени  (фиг. 2) выполнен на генераторе 23 тактовых импульсов , делитель 24 частоты, втором и третьем триггера : 25 и 26, третьем, п том, четвертом и шестом элементах И 27 - 30, первом триггере 31, первом элементе И 32, элементе НЕ 33, втором элементе И 34, счетчике 35, формирователе 36 импульсов.

Устройство дл  измерени  времени установлени  выходного сигнала цифроаналоговых преобразователей работает следующим образом,

В первых трех тактах на вход ЦАП 1 подключен конечньй код N, В первом

т акте сигналом Uyppj замыкаетс  система автоматического регулировани , включающа  сумматор 12., усилители 13 и 14 и первый источник 15 компенсирующего сигнала. Выходной сигнал усилител  13 усиливаетс  усилителем 14 и поступает на вход источника 15. Первый компенсирующий сигнал на выходе источника 15 измен етс  до тех ndp, пока сигнал на выходе усилител  не

98882

станет равным нулю. Минимальна  длительность первьк трех тактов зависит от быстродействи  управл емых источ- g НИКОВ 13, 16 и 18. По окончании первого такта сигнал принимает значение логического нул , источник 15 переводитс  в режим запоминани . Во втором такте сигналом Un.j замыкает10 с  ключ 10, на вход сумматора подключаетс  сигнал сравнени  с первого выхода источника 7 эталонных сигналов. С выхода усилител  13 усиленный сигнал сравнени  поступает на входы ком15 параторов 4 и 5. Во втором такте сигналом и

ijnpz

замыкаетс  также система автоматического регулировани  выходного сигнала компаратора 4, включающа  гсомпаратор 4, источник 16 второго

0 компенсирующего сигнала и усили- ,

тель 17. Выходное напр жение компаратора 4 сравниваетс  с напр жением , Второй компенсирующий сигнал на выходе источника 16 в результате действи 

5 отрицательной обратной св зи автоматически измен етс  до тех пор, пока выходное напр жение компаратора 4 не

сравн етс  с „ор Величина второго сигнала источника 16 зависит от по0 данного во втором такте сигнала на неинвертирующий вход компаратора 4, т.е. от величины сигнала сравнени , коэффициентов передачи сумматора 12 и усилител  13, некомпенсированного

5 уровн  на выходе усилител  13, а также от величины напр жени  смещени  компаратора 4 и его чувственности (коэффициента усилени ). По окончании второго такта ключ 10 раз0 мыкаетс , а источник 16 переводитс  в режим хранени . Второй компенсирующий сигнал на выходе источника 16 не измер етс  до второго такта следующего цикла. В третьем такте сигна5 лом Uynp .замыкаетс  ключ 11, подключающий на вход сумматора 12 проин- вертированньм сигнал сравнени  с второго выхода источника 7 эталонных сигналов. На входы компараторов 4 и 5

Q поступает усиленный сигнал сравнени  противоположного знака. Сигналом Unnpj замыкаетс  система автоматического регулировани  выходного напр жени  компаратора 5. На выходе источника 18 устанавливаетс  третий компенсирующий сигнал соответствующей величины и знака. По окончании третьего такта ключ 11 р.азмыкаетс , а источник 18 переноситс  в режим хранени . В чет5

3133

вертом такте в исходном состо нии на входы ДАЛ 2 подаетс  конечньш код N. На выходе усилител  13 напр жение близко к нулю, так как выходной сигнал ЦА11 и напр жение смещени  усилител  13 скомпенсированным заполненным в первом такте первым компенсирующим сигналом источника 15, ключи 10 и 11 разомкнуты. Компараторы 4 и 5 наход тс  в нулевом состо нии, так как напр жение усилител  13 меньше первого уровн  сравнени  на инвертирующем входе компаратора 4 и больше второго уровн  сравнени  на неинвертирующем входе компаратора 5. Напр жение на выходе элемента Ш1И-НЕ принимает значение логического нул , так как сигнал Uijf,p4 0 через элемент НЕ 20 поступает на третий вход элемента 6. Путем соединени  четвертого выхода блока 3 управлени  через элемент НЕ 20 с третьим входом элемента ИЛИ-НЕ 6 предотвращаетс  по вление импульсов на выходе 22 устройства в течение первых трех тактов, когда возможно переключение компараторов 4 и 5.

На врем  действи  импульса Uynp, через формирователь 2 кодов на вход ЦАП 1 подключаетс  начальный код К ц 00...000. На выходе ПДП 1 при этом устанавливаетс  нулевое напр жение, а усилитель 13 вводитс  в насыщение отрицательным напр жением, действующим на выходе источника 15. По окончании импульса U

на входах контролируемого ЦАП 1 осуществл етс  смена кодов: . Одновременно на первом выходе 21 устройства формируетс  импульс Uijnp j , передний фронт которого соответствует началу измер емого интервала времени установлени . Длительность импульса ,и upр 4 должна быть не меньше измер емого времени установлени . Усиленное усилителем 13 напр жение переходного процесса сравниваетс  с вторым и третьим сигналами с помощью компараторов 4 и 5. При превьш1ении выходного сигнала усилител  13 второго компенсирующего сигнала напр жени  на выходе первого компаратора 4 принимает значение логической единицы, а когда выходной сигнал усилител  13 меньше третьего компенсирующего сигнала, соответственно переключаетс  второй компаратор 5. При вхождении напр жени  переходного процесса в зону установившегос  значени , ограниченную вторым и

третьим компенсирующими сигналами, оба компаратора переключаютс  в нулевое состо ние, а на выходе элемента ИЛИ-НЕ 6 напр жение принимает значение логической единицы, так как и на третьем его входе действует нулевое напр жение с выхода элемента НЕ 20. Врем  установлени  измер етс  как интервал времени от момента формировани  импульса на выходе 21 до по влени  устойчивого напр жени  логической единицы на выходе 22 устройства. Формирование кода, пропорционального времени установлени  выходного сигнала ЦАП, может быть осуществлено любым известным способом.

Сигналы с выходов 21 и 22 устройства могут быть преобразованы в код с помощью известных устройств дл  измерени  длительности переходного процесса . Например, в течение действи  импульса U(n на выходе 21 заполн ют

счетчик импульсами эталонной частоты с периодом, выбираемым исход -из величины допустимой погрешности квантовани  времени установлени , и запоминают код счетчика в регистре с помощью импульсов записи, сформированных по переднему фронту импульсов на выходе 22 устройства. По окончании интервала Uunn4 в регистре записываетс  код, соответствующий моменту по влени  последнего импульса записи, т.е. моменту последнего вхождени  сигнала ЦАП в заданную зону. Устройство работает аналогично и дл  любой другой комбинации кодов NH и Ny.

Claims (2)

1. Устройство дл  измерени  време-- ни установлени  выходного сигнала цифроаналоговых преобразователей, со- держащее формирователь кодов, выходы которого  вл ютс  цифровыми выходными шинами, вход подключен к первому выходу блока управлени , вход которого  вл етс  шиной Запуск, второй и третий выходы подключены соответственно к управл ю цим входам первого и второго ключей, выходы которых объединены и подключены к первому входу сумматора, а информационные входы подключены соответственно к первому и второму выходам источника эталонных сигналов, третий-выход которого  вл етс  аналоговой выходной шиной, второй вход сумматора  вл етс  ана

лотовой входной шиной, третий вход сумматора подключен к выходу первого регулируемого источника компенсирующего сигнала, выход подключен к входу усилител -ограничител , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности, введены три усилител  рассогласовани , второй и третий регулируемые источники компенси- руюп1ИХ сигналов, элемент НЕ, элемент ИЛИ-НЕ, первый и второй компараторы, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам элемента ИЛИ-НЕ и соответственно к первым входам второго и третьего усилителей рассогласовани , неинвертирующий вход первого компаратора объединен с инвертирующим входом второго компаратора и первым входом первого усилител  рассогласовани  и подключен к выходу усилител -ограничител , инвертирующий вход первого компаратора подключен к выходу второго регулируемого источника компенсирующего сигна- 25 ключен к выходу формировател  импуль

ла, управл ющий вход которого подключен к выходу второго усилител  рассогласовани , а вход разрешени  управлени  подключен к второму выходу блока управлени , четвертый выход кото- рого  вл етс  первой выходной шиной и через элемент НЕ подключен к третьему входу элемента ИЛИ-НЕ, выход которого  вл етс  второй выходной шиной, при этом вторые входы второго и третьего усилителей рассогласовани  объеди нены и  вл ютс  шиной порогового напр жени , выход третьего усилител  рассогласовани  подключен к управл ющему входу третьего регулируемого источника компенсирующего сигнала, выход которого подключен к неинвертирующему входу второго компаратора, а вход разрешени  управлени  подключен к третьему выходу блока управлени , п тый выход которого подключен к входу разрешени  управлени  первого регулируемого источника компенсирующего сигнала, управл ющий вход которого подключен к выходу первого усили

0

5

0

тел  рассогласовани , второй вход которого подключен к шине нулевого потенциала .

2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что блок управлени  выполнен на шести элементах И, первом, втором и третьем тиггерах, формирователе импульсов, счетчике, делителе частоты, элементе НЕ, генераторе тактовых импульсов, выход которого подключен к входу делител  частоты, первому входу первого элемента И и через элемент НЕ - к первому входу второго элемента И, выход которого  вл етс  четвертым выходом блока управлени , вторые входы первого и второго элементов И объединены и подключены к выходу первого триггера , вход установки в единичное состо ние которого объединен с входом обнулени  счетчика и  вл етс  входом блока управлени , вход установки в нулевое состо ние первого триггера под5

0

5

СОВ, вход которого подключен к выходу счетчика, счетньй вход которого подключен к выходу первого элемента И, который  вл етс  первым выходом блока управлени , третьи входы первого и второго элементов И объединены и подключены к выходу третьего элемента И, первый вход которого объединен с первым входом четвертого элемента И, счетным входом третз его триггера и подключен к пр мому выходу второго триггера, счетный вход которого подключен к выходу делител  частоты, ин- версньй выход подключен к первому входу п того элемента И и первому входу шестого элемента И, выход которого  вл етс  третьим выходом блока управлени , а второй вход объединен с вторым входом третьего элемента И и подключен к пр мому выходу третьего триггера , инверсный выход которого подключен к вторым входам четвертого и п того элементов И, выходы которых  вл ютс  соответственно вторым и п тым выходами блока управлени .

„ Пуск

блон t/прадленир

Я орпиродитель

Упр.

Ugnp.lt

Срие. 2

Составитель В.Першиков Редактор Л.Гратшшо Техред Л.Сердюкова Корректор М.Пожо

Заказ 4245/55 Тираж 901Подписное

ВНИРШИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  иаб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул.Проектна , 4