Устройство для измерения времени установления выходного сигнала цифроаналоговых преобразователей

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения динамических параметров преобразовательных устройств , в частности-для измерения , времени установления выходного сигнала цифроаналоговых преобразователей (ЦАП). Цель изобретения - повышение точности и быстродействия устройства. Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство для измерения времени установления выходного сигнала цифроаналоговых преобразователей введены два регистра кодов, регистр сдвига, сумматор , усилитель-ограничитель, источник опорного напряжения, два делителя напряжения, делитель частоты, два ключа, коммутатор и элемент И. На экране осциллографа одновременно наблюдаются три сигнала: переходный процесс и пороговые уровни ±0,5 МР (младшего разряда). Точность и быстродействие устройства повьшаются благодаря тому, что уровни +0,5 МР (О автоматически формируются с высокой точностью относительно сигнала ЦАП,сл скомпенсированного с помощью регулируемого источника напряжения. Одновременное наблюдение на экране осциллографа переходного процесса и лзовней ±0,5 МР, усиленных в одинаковое число раз, уменьшает влияние ISD нестабильностей коэффициентов передачи усилителя-ограничителя и осцилСП лографа и уменьшает влияние субъек тивной -ошибки отсчета оператора. 1 ил. о О5

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (gg 4 Н 03 M 1/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ.:

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3905806/24-24 (22) 05.06.85 (46) 07.12.86. Бюл. 9 45 (72) Е.Г.Абаринов, Ю.А.Козусев и А.И.Разин (53) 681.325(088.8) (56) Дубовой Н.Д. и др. Измерения и контроль в микроэлектронике./Под ред. Сазонова А.А. М.: Высшая школа, 1984, с. 316, рис. 10.23.

Федорков Б.Г. и др. Микроэлектронные цифроаналоговые и аналого-цифровые преобразователи. М.: Радио и связь, 1984, с. 104-105, рис. 70. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕНИ УСТАНОВЛЕНИЯ ВЫХОДНОГО СИГНАЛА

ЦИФРОАНАЛОГОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь- . зовано для измерения динамических параметров преобразовательных устройств, в частности для измерения времени установления выходного сигнала цифроаналоговых преобразователей (ЦАП). Цель изобретения — повышение точности и быстродействия устройства. Поставленная цель дости„,Я0„„1275766 А 1 гается тем, что в известное устройство для измерения времени установления выходного сигнала цифроаналоговых преобразователей введены два регистра кодов, регистр сдвига, сумматор, усилитель-ограничитель, источник опорного напряжения, два делителя напряжения, делитель частоты, два ключа, коммутатор н элемент И.

На экране осциллографа одновременно наблюдаются три сигнала: переходный процесс и пороговые уровни t0,5 МР (младшего разряда). Точность и быстродействие устройства повышаются благодаря тому, что уровни +0 5 МР автоматически формируются с высокой точностью относительно сигнала ЦАП; скомпенсированного с помощью регулируемого источника напряжения. Одновременное наблюдение на экране осциллографа переходного процесса и уровней +0 5 MP усиленных в одинаковое число раз, уменьшает влияние нестабильностей коэффициентов передачи усилителя-ограничителя и осциллографа и уменьшает влияние субъективной .ошибки отсчета оператора.

1 ил.

1275766

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь зовано для измерения динамических параметров преобразовательных устройств, в частности для измерения времени установления выходного сигнала цифроаналоговых преобразователей (ЦАП) .

Цель изобретения - повышение точности и быстродействия устройства.

На чертеже .приведена функциональная схема устройства.

Устройство содержит генератор 1 импульсов, делитель 2 частоты, регистр 3 сдвига, осциллограф 4, элемент И 5, переключатель 6, регистры

7 и 8 кодов, коммутатор 9, регулируемый источник 10 напряжения„ источник 11 опорного напряжения, делители 12 и 13 напряжения, ключи 14 и

15, сумматор 16, усилитель-ограничитель 17, информационные выходы 18, выход 19 опорного напряжения и вход

20 для подключения контролируемого цифроаналогового преобразователя 21, Устройство работает следующим образом.

Выходы 18 устройства подключаются к информационным входам контролируемого ЦАП, выход 19 к входу опорного напряжения, а выход ЦАП— к входу 20 устройства.

В регистры 7 и 8 кодов заносятся оператором или автоматически от внешнего программного устройства коды

N и И . Например, при измерении

I времени установления ЦАП при включении его на полную шкалу N; = 00...00, N> = 11... 111. Сначала через переключатель 6 на третий вход элемента

И 5 подается сигнал логического "О", элемент И 5 закрыт и нулевым потенциалом с его выхода на входы ЦАП

21 через информационные выходы 18 устройства подключен код N. с регист5 ра 8 кодов. Импульсы генератора 1 через делитель 2 поступают на вход регистра 3. На выходах последнего периодически формируются несовпадаю-. щие во времени импульсы, длительность которых определяется периодом следования импульсов генератора 1 и коэффициентом деления делителя 2.

В соответствии с формированием этих импульсов работа устройства разбивается на три периодически повторяющихся такта.

В первом такте импульс с третьего выхода регистра 3 поступает на второй вход элемента И 5, но импульсы генератора 1 не проходят на уп5 равляющий вход коммутатора 9, так как на третьем входе элемента И 5

»»nil присутствует сигнал логического О.

На вход сумматора 16 с входа 20 устройства поступает установившийся сигнал U, ÖËÏ 21.

Во втором такте импульсом с первого выхода регистра 3 замыкается ключ

14 и на третий вход сумматора 16 поступает опорный уровень +0,5 MP

11 с выхода делителя 12.

В третьем такте сигналом с второго выхода регистра 3 замыкается ключ 15 и на третий вход сумматора

16 поступает опорный уровень -0,5 MP.

10 Опорные уровни +0 5 MP формируются делителями 12 и 13 напряжений Uo< и -U ä источника 11 в 2 Раэ» з, где n — число разрядов ЦАП 21.

Усиленный в К раз и ограниченный усилителем-ограничителем 17 сигнал сумматора 16 наблюдается на экране осциллографа 4. Путем изменения напряжения U регулируемого источника 10 выводят усилитель-ограни30 читель 17 в линейный диапазон выходных напряжений. Так как синхронизация осциллографа осуществляется непрерывно, на его экране наблюдаются одновременно три сигнала:

З5 = (Ugc + Нк ) k — в первом такте, @цст + Пк + 0,5 MP) k — во втоРом такте и БЗ = (U + U — 0,5 MP) ° k — в третьем такте.

Если U) g не скомпенсировано, то

40 на экране будет наблюдаться один из двух уровней ограничения усилителяограничителя 17, например 0,7 В.

Таким образом, признаком правильного выбора Бк служит наблюдение на

45 экране осциллографа одновременно трех сигналов — скомпенсированного и двух опорных уровней.

Затем переключатель 6 переводится в такое положение чтобы на тре5О тий вход элемента И 5 поступал сигнал логической "1 ". В первом такте каждого цикла сигналом с третьего выхода регистра 3 элемент И 5 открывается и импульсы генератора 1

5> проходят на управляющий вход коммутатора 9. На время действия импульсов генератора 1 на вход ЦАП подключается код N . В момент обратной

1275766 смены кодов М; - М на выходах ЦАП начинается контролируемый переходный процесс. Во втором и третьем тактах элемент И 5 закрыт, а на сумматор поступают уровни +0,5 МР.

На экране осциллографа наблюдаются усиленные переходный процесс и уровни +0,5 МР. Момент последнего пересечения переходным процессом пороговых уровней соответствует измеряемому времени установления.

Коэффициент усиления усилителяограничителя 17 для 0,5 MP = 5 мВ может быть равен 10-20. При коэффи- 15 циенте отклонения осциллографа

0,2 В/дел. иэображение зоны, ограниченной «+0,5 МР составит 0 5-1 деление, а линейный диапазон усилителяограничителя 17 при ограничении на 20 уровнях «+0,7  — 7 дел. Усилитель вертикального отклонения осциллографа 4 при этом перегрузкам не подвергается, так как ширина экрана составляет обычно 8 дел. Точность 25 компенсации величины установившегося сигнала ЦАП U, при этом не влияет на точность измерения, вследствие того, что уровни +0 5 МР изображаются относительно реального ском- З0 пенсированного уровня U, + U .

Если скомпенсировать пробел для кода М,.то при измерении времени установления для кодов N>, N> ..., N усилитель-ограничитель 17 остается в линейном режиме, так как приращение b,U „ ïðè этом составляет 7 МР 70 мВ, что соответствует

7 дел. при К = 20. Это означает, что после одной регулировки U ìîæíî из- 40 мерять время установления выходного сигнала ЦАП для семи различных кодов

N что существенно повышает быстродействие устройства. Так как на эк ране осциллографа одновременно наблюдаются усиленные переходный процесс и пороги сравнения, нестабильность коэффициентов усиления усилителя-ограничителя l7 и усилителя вертикального отклонения осциллографа не влияет на результат измерения, что также приводит к повышению точности устройства.

Формула и з о б р е т е н и я

Устройство для измерения времени установления выходного сигнала цифроаналоговых преобразователей, содержащее генератор импульсов, выход которого соединен с входом синхронизации осциллографа, регулируемый источник напряжения и переключатель, первый и второй входы которого соединены с шинами логических нуля и единицы соответственно, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, в него введены два регистра кодов, регистр сдвига, элемент И, два ключа, коммутатор, информационные входы первой и второй групп которого соединены соответственно с выходами первого и второго регистров кодов, управляющий вход — с выходом элемента

И, а выходы являются информационными выходами устройства, последовательно соединенные сумматор и усилитель-ограничитель, выход которого соединен с информационным входом осциллографа, первый вход сумматора является входом устройства, второй вход соединен с выходом регулируемого источника напряжения, "а третий— с выходами первого и второго ключей, управляющие входы которых соединены с первым и вторым выходами регистра сдвига, два делителя напряжения и делитель частоты, вход которого объединен с первым входом элемента

И и соединен с выходом генератора импульсов, а выход — с входом регист- ра сдвига, третий выход которого соединен с вторым входом элемента

И, третий вход которого соединен с выходом переключателя, источник опорного напряжения, первый и второй выходы которого соединены через первый и второй делители напряжения с информационными входами первого и второго ключей соответственно, первый выход источника опорного напряжения является выходом опорного напряжения устройства, 1275766

Составитель З.Моисеенко

Т ехр ед Л. Олейник Корректор О.Луговая

Редактор А.Шандор

Тираж 816 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 6581/57

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная 4