SU1406559A1 - Устройство дл измерени времени установлени выходного сигнала цифроаналоговых преобразователей - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике. Устройство дл  . измерени  времени установлени  йьг- ходного сигнала цифроаналоговых преобразователей содержит генератор 1, элемент И 2, делитель 3 частоты, регистр 4 сдвига, переключатель 5,коммутатор 6, регистры 7, 8, сумматор 9, усилитель-ограничитель 10, осциллограф 11, источники 12, 13 напр жени , делители 16, 17 напр жени , управл емые ключи 18, 19, группу информационных выходных Шин, выходную шину питани  и входную информационную шину, источник 14 регулируемого напр жени , цифроаналоговый преобразователь 15. Устройство имеет повы- шенную точность и сокращенное врем  измерени  о 1 ил. It I (Л с

Description

Од О1 СП

QD

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  времени установлени  выходного напр жени  цифро- аналоговых преобразователей (ЦАП).

Целью изобретени   вл етс  сокращение времени измерени  и повышение точности.

На чертеже приведена структурна  схема устройства дн  измерени  времени установлени  выходного сигнала ЦАП,

Устройство содержит генератор 1, элемент И 2, делитель 3 частоты, регистр 4 сдвига, переключатель 5,, коммутатор 6, первый и второй регистры 7 и 8, сумматор 9, усилитель- ограничитель 10, осциллограф 11, пер

вый источник 12 напр жени , второй источник 13 напр жени , источник 14 регулируемого напр жени , ЦАП 15, делители 16 и 17 напр жени , управл емые ключи 18 и 19, группу инфор- ,мационных выходных шин 20, выходную шину 21 гмтани , входную информационную шину 22 дл  подключени  контролируемого ЦАП 23,

Выход генератора 1 соединен с первым входом элемента И 2, входом син- хронизацрш осциллографа 11 и через делитель 3 частоты с входом регистра 4 сдвига. На второй вход элемента И через переключатель.5 подключаютс  уровни логического нул  и единицы

Первьш, второй и третий выходы регистра 4 соединены соответственно с управл ющими входами ключей 18 и 19 и третьим входом элемента И 2, выход которого соединен с управл ющим входом коммутатора 6. С первой и второй группами входов коммутатора 6 соединены соответственно выходы регистров 7 и 8.

Контролируемьш ЦАП 23 подключает- с  к группе информационных выходных шин 20 устройства, входом опорного напр жени  к выходной шине 21 устройства , к которому подключен источник 13, а выходом - к входной шине 22 устройства, к которой подключен первый вход сумматора 9. К второму входу сумматора подключен вьпсод источника 12 напр жени , к третьему входу - выходы ключей 18 и 19, сигнальные входы которых через делите- ли- 16 и 17 напр жени  соединены с первым и вторым выходами регулируемого источника 14, второй выход ко

торого соединен с входом опорного напр жени  ЦАП 15,

Информационные входы ЦАП 15 соединены с выходами регистра 8, а выход - с четвертым входом сумматора 9, Выход сумматора через усилитель- ограничитель 10 соединен с инфррма- ционным входом осциллографа 11,

Устройство работает следующим образом ,

В режиме балансировки на второй вход элемента И 2 через переключатель 5 подключают уровень логического нул . Импульсы генератора 1 на управл ющий вход коммутатора 6 не поступают, а к информационным входам ЦАП 23 и 15 подключен код N: регистра 8,

Балансировка заключаетс  в регулировке источников 12 или 14 таким образом, чтобы сигнал на выходе сумматора бьш равен нулю и его изображение находилось в центре экрана осциллографа 11,.

При этом

и-, де и

и.

UK,

ли

и + и,,

+ /зи о ,

(1)

выходной сигнал ЦАП 23; выходной сигнал ЦАП 15; напр жение источника 12; приведенное ко входу сумматора напр жение смещени  сумматора и усилител -ограничител .

Коэффициент суммировани  по всем входам сумматора 9 прин т равным единице ,

Выходной сигнал контролируемого ЦАП .3 определ етс  как

-(

Uon 2 - К , Z1 а- 2 + 4U,

-п

(2)

и,„- 2 -K,.Nj + 4U,,

где UQ - напр жение источника 13; п - число разр дов ЦАП 23; К RJC/R - масштабный коэффициент ЦАП 23;

h-1

Zl а j2 - двоичное представление ко- да N.;

ди,- остаточный сигнал (смещение нул ) ЦАП 23,

Выходной сигнал ЦАП 15 определ етс  следующим образом:

г и,

и

2.К.

.-N

Ч

п-1

.

Kj-Ny + аи

+ 4U,

а

(3)

любого кода, т.е. компенсаци  автоматически выполн етс  во всех точках шкалы контролируемого ЦАП. При этом

и

KI

не зависит от N

J2

где и - напр жение регулируемого источника «14,  вл ющеес  опорным дл  ЦАП 15. Совместно реша  уравнени  (1), ю

(2) и (3) и обозначив

ли, + 4U + ли /jUj,

получим

-п

к, N; +

j + и

j

+ ли

UK,-2

-h

К X

О

Балансировка осуществл етс  сле- дукшщм образом: устанавливают значение и ц О, записывают в регистр 8 код Nj, регулировкой 1} напр жени  источника 12 добиваютс  величины суммарного сигнала, равной нулю.

При этом величина значени  U определ етс  из (4):

-(и

on

K,N +

/}U).

Затем в регистр 8 записьгеают код NJ и компенсируют суммарный сигнал путем регулировки напр жени  U KJ источника 14. Значение U ц источника 14 определ етс  из зависимости (4) при подстановке значени  U tc из формулы (5):

--П

к. N;, + 4К.

И

-п 2

K.Nj- +.Ли

- (и

оп

2

X К,-N.- + ли-. ) 0; . J1 .

II - 1 и С 1 1

1 Гл N7

i J

С учетом значений U « и U симость (4) принимает вид

Uo. 2.К NJ. + Uon-2 x

. К, (|i - 1) N - Uon- 2.KvNj, О .

Если выполн етс  условие N j, О, то суммарный сигнал равен нулю дл 

К,

к.

on

срю

15

20

.

25

) 30

14

35

40

,

45

50

55

Пороговые уровни формируютс  путем делени  напр жени  U и -U к источника 14 с помощью делителей 16 и 17. При этом пороговые уровни формируютс  с учетом действительного значени  масштабного., коэффициента контролируемого ЦАП. Относительна  величина пороговых уровней не зависит от разброса параметров контролируемых ЦАП.

Балансировка заключаетс  в совмещении с противоположными знаками характеристик контролируемого и дополнительного ЦАП 15. С помощью источника 12 компенсируетс  посто нный сигнал на входе сумматора. С помощью источника 14 регулируетс  наклон характеристики ЦАП 15. Точность совмещени  характеристик по двум точкам будет максимальной, если в качестве точек совмещени  выбрать начальную и конечную точки шкалы выходного сигнала ЦАП.

В режиме измерени  переключатель 5 устанавливаетс  в положение, при котором на второй вход элемента И 2 подаетс  уровень логической единицы.

В первых двух тактах на вход сумматора 9 поочередно через ключи 18 и 19 подключаютс  опорные уровйи, сформированные относительно скомпенсированного установившегос  сигнала исследуемого ЦАП 23.

На врем  трет ьего такта импульсом с выхода регистра 4 отпираетс  элемент И 2. Импульсы генератора 1 поступают через элемент И 2 на управл ющий вход коммутатора 6. На врем  действи  импульса генератора на- вход ЦАП 23 подключаетс  код N регистра 7. В момент обратной смены кодов N на NJ происходит контролируемый переходной процесс выходного сигнала ЦАП 23. На экране осциллрграфа наблюдаютс  переходной процесс и пороговые уровни. Брем  установлени  определ етс  по моменту последнего вхождени  переходного процесса в зону, ограниченную пороговьпФ уровн ми.

Врем  установлени  выходного сигнала ЦАЛ при использовании изобретени  меньше, чем у известного устройства , так как в известном устройстве необходима многократна  регулировка .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  измерени  времени становлени  выходного сигнала циф- оаналоговых преобразователей, со- ержащее генератор, элемент И, дели- ель частоты, регистр сдвига, пере- 1ключатель, коммутатор, первый и второй регистры, сумматор усилитель-ограничитель , осциллограф, первый и второй источники напр жени , первый 1 второй делители напр жени , пер- |вый и второй управл емые ключи, груп информационных выходных шин, вы- кодную шину питани  и входную информационную шину, выход генератора со- эдинен с входом синхронизации осциллографа , первым входом элемента.И и зходом делител  частоты, выход кото- оого соединен с входом регистра сдвига , первый и второй выходы которого лодключены к управл к цим входам соответственно первого и второго уп- авл емых ключей, а третий выход ре- -истра сдвига соединен с третьим входом элемента И, второй вход которо- 0 подключен к выходу переключател , первый и второй входы которого со- 1 динены соответственно с уровнем ло- ического нул  и уровнем логической

   5

   0

   5

   0

   5

   единицы, а выход элемента И подключен к управл кщему входу коммутатора,пер- ва  и втора  группы информационных входов Которого соединены с информационными выходами соответственно первого и второго регистров, информационные выходы коммутатора  вл ютс  информационными выходами устройства, входна  шина которого подключена к первому входу сумматора, второй вход которого соединен с выходом первого источника напр жени , а третий вход сумматора подключен к выходам первого и второго управл емых ключей,сиг-, нальные входы которых соединены с выходами первого и второго делителей напр жени  соответственно, а выход сумматора подключен к входу усилител -ограничител , выход которого соединен с информационным входом осциллографа , отличающеес  тем, что, с целью повышени  быстродействи  измерени  времени и повьше- ни  точности, в него введены источник регулируемого напр жени  и цифро- аналоговый преобразователь,информационные входы которого соединены с выходами второго регистра, а информационный выход подключен к четвертому входу сумматора, первый и второй выходы источника регулируемого напр жени  соединены с входами соответственно первого и второго делителей напр жени , а второй выход источника регулируемого напр жени  подключен к входу цифроаналогового преобразовател .