Измеритель переходных характеристик электронных блоков

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (,)741194 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено020178 (21) 2562857/18-21 (51)М. Кл.2

G R 27/28 с присоединением заявки №вЂ”

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 1506.80- Бюллетень ¹ 22

Дата опубликования описания 20 . 06 . 80 (53) УДК 621..317..73 (088.8) (72) Авторы изобретения

Т. И. Булыгина, В, A. Супонин, М. П. Шадрин и 10. В. Шишков

Пензенский филиал Всесоюзного научно-исследовательского технологического института приборостроения (71) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ПЕРЕХОДНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

ЭЛЕКТРОННЫХ БЛОКОВ

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в устройствах измерения и контроля параметров операцион5 ных усилителей, компараторов, логических элементов, ключей и т. д..

Известен измеритель переходной характеристики четырехполюсника, содержащий генератор испытательного !О сигнала, первый выход которого соединен с входной клеммой устройства, схему измерения и индикации, первый вход которой подключен к выходной клемме устройства, второй вход — ко второму выхбду генератора испытательного сигнала, а выход — ко входу генератора испытательного сигнала. В процессе измерения измеряемый параметр испытуемого четырехполюсника 2р вначале преобразуется в пропорциональный (умноженный в К раэ, где

К вЂ” коэффициент преобразования) временной интервал, который затем преобразуется в код. Измеритель имеет 25 возможность измерения длительности фронтов импульса выходного напряжения испытуемого четырехполюсника (1).

Известен также измеритель динамических параметров функциональных 30 электронных устройств, содержащий последовательно соединенные пороговой элемент, первый вход которого соединен с подвижньм контактом переключателя, неподвижные контакты которого подключены к входной и выходной клеммам устройства, а второй вход — к источиику опорного напряжения, блок преобразования масштаба времени, генератор испытательного сигнала, выход которого подключен ко входу блока измерения и обработки выходного сигнала и ко входной клемме устройства (2) С помощью известного измерителя можно измерить люб„ло часть фронта или спада импульса, а также время задержки импульса выходного напряжения исгытуемого блока, однако точность и" ìåðåíèÿ динамических параметров электронных блоков, для формы импульсов выходного напряжения которых характерны затухающие автоколебания довольно низка.

Цель изобретечия — повышение точности измерения динамических параметров электро;. ных блоков в том случае, когда форма их выходных им741194 пульсов характеризуется затухающими автоколебаниями.

Эта цель достигается за счет того, что в измеритель динамических параметров электронных блоков, содер. жащий последовательно соединенные пороговый элемент, первый вход которого соединен с подвижным контактом переключателя, неподвижные контакты которого подключены к входной и выходной клеммам устройства, блок преобразования масштаба времени и генератор испытательного сигнала, выход которого подключен ко входу блока измерения и обработки выходного сигнала и ко входной клемме устройства, введены компаратор напряжений, 15 блок счета и памяти, блок управления дополнительным переключателем, допол- нительный перЕключатель, блок управления и дополнительный источник напряжения, причем первый вход по- „ Щ рогового элемента соединен с одним из входов компаратора напряжений, второй вход которого подключен к выходу источника опорных напряжений, а выход — ко входу блока счета и па-- 25 мяти и к одному из входов блока управления дополнительным переключателем, второй вход которого соединен с выходом блока счета и памяти, а выход — с управляющим входом дополнительного переключателя, выход гене- о ратора испытательного сигнала подключен ко входу блока управления, выходы которого соединены с управляющими входами блока счета и памяти, блока управления дополнительным переключателем, блока измерения и обработки выходнсго сигнала, а второй вход порогового элемента соединен с подвижным контактом дополнительного переключателя, один из неподвижных контактов которого соединен с источником опор.ных напряжений, а другой — с дополнительным источником напряженйя.

На фиг. 1 представлена блок-схема измерителя переходных характеристик электронных блоков на фиг. 2 — временные диаграммы, йоясняющие процесс формирования информативного выходного параметра в режиме измерения времени задержки импульса выходного напряжения испытуемого блока в первом такте измерения.

Измеритель содержит испытуемый блок 1, генератор 2 испытательного сигнала, блок 3 измерения и обработки фходного сигнала, пороговый элемент. 4, переключатель 5, блок б преобразования масштаба времени, источник 7 опорных напряжений, схему 8 сравнения, формирователь 9 управляющего сигнала, компаратор 10 напряжений, блок 11 счета и памяти, схему

12 управления дополнительным переключателем, дополнительный переключатель 13, блок 14 управления и дополнительный источник 15 напряжения.

5Î

Рассмотрим работу измерителя в режиме измерения времени задержки импульса выходного напряжения испытуемого блока 1.

Алгоритм измерения динамических параметров испытуемого блока 1 включает три такта измерения.

При включении питающих напряжений в структуре измерителя возникают автоколебания, период следования которых Т формируется аналогично известному, т. е. Т несет весьма незначительную информацию о t@..Наряду с этим, в процессе формирования периода импульсной последовательности в измерителе выходное напряжение ,испытуемого блока 1 сравнивается с выходным напряжением источника 7 опорных напряжений посредством компаратора 10, который фиксирует моменты их равенства . Импульсы выходного напряжения компаратора 10 поступают на вход блока 11 счета и памяти.

При поступлении в блок 14 управления команды Начало измерения, блок 14 управления запрещает прохождение импульсной последовательности (информативного выходного параметра) на вход блока измерения и обработки выходного сигнала 3, а также устанавливает блок 11 в режим счета выходных импульсов компаратора 10.

Таким образом, первый после прихода команды Начало измерения период выходного сигнала блока 2 не может быть измерен блоком 3 измерения и обработки выходного сигнала, а блок 11 счета и памяти в процессе формирования первого периода насчитывает число и, которое тем больше, чем больше раз выходное напряжение испытуемого блока 1 превысит уровень

U0 выходного напряжения блока 7.

В момент окончания первого (начало второго), после команды Начало измерения, периода (момент времени

t ) блок 14 управления вырабатывает сигнал, по которому блок 11 счета и памяти из режима счета устанавливается в режим памяти и запоминает число и, По этому же сигналу разрешается прохождение в блок 3 измерения и обработки выход,ногo сигнала информа- . тивного выходного параметра, схема

12 управления дополнительным переключателем устанавливается в режим о сравнения двух чисел, одно из которых п, а второе — текущее значение числа выходных импульсов компаратора 10 в интервале времени

В результате в момент времени (начало второго периода) дополни( тельный переключатель 13 под воздей- ствием управляющего сигнала с выхода схемы управления дополнительным переключателем 12 переключается в положение 1 (так как в данный момент времени число импульсов на одном входе

741194

Формула изобретения схемы 12 равно нулю, а на другом входе присутствует число n) . При этом выходное напряжение испытуемого блока

1 сравнивается с Uon yon,поступающим на вхему 8 сравнения через дополнительный переключатель 13 с дополни тельного источника 15 опорных напряжений. Значение UonÀîn устанавливается иэ Условия /дon yon/1/() бь1 „/ мс(х /.

Следова тель но, несмотря на ав токо- лебательный характер переходного про- 10 цесса при переключении блока 1, в этом интервале времени выходное напряжение схемы 8 сравнения линейно увеличивается. При этом компаратор

10 напряжения фиксирует момент ра венства выходного напряжения испытуемого блока 2 и опорного напряжения

U „ источника 7 опорных напряжений.

Так как блок 11 счета и памяти в течение всего времени, начиная с моментаа в реме ни t, установлен в режим 20 запоминания, то импульсы с выхода компаратора 10 напряжения поступают только на вход схемы 12 управления дополнительным переключателем, где их число постоянно сравнивается с 25 числом п, присутствующим на выходе блока 11. Когда число импульсов выходного напряжения компаратора 10 станет равным и т. е. когда переходной процесс на выходе испытуемого 30 блока 1 закончен (момент времени t<), на дополнительный переключатель 13 со схемы 12 управления переключателем поступит управляющий сигнал и. переключит его в положение 2. При этом установившееся значение выходного напряжения испытуемого блока 1 сравнивается с Up„ и, поскольку, начиная с момента времени t4IJUpnqju

С/U8>Q то выходное напРяжение 40 .схемы 8 сравнения в момент окончания переходного процесса на выходе испытуемого блока 1 начинает линейно уменьшаться.

Таким образом, в процессе формирования второго периода на выходе схемы 8 сравнения наблюдается импульс, форма которого независит от формы переходного процесса на выходе испытуемого блока 1, а на выходе формирователя 9 управляющего сигнала формируется импульс прямоугольной формы (tg), длительность которого равна удвоенному значению интервала времени (t4-t<), т. е. удвоенному значению времейи задержки включения испытуе- 5 мого блока 1 (1„ = 21 () ..Следовательно, первое промежуточное преобразование t = К ° К, где К = 2 выполняетсяя с необходимой точ нос тью. очевидно, что следующие два проме- 60 жуточные преобразования также осуществляются с необходимой точностью, ° -() = Ь„; =к u(<

0+ 2Т где )4, = о; К 65

2С Ъ 0о

Таким образом, сущность предлагемого технического решения заключается в том, чтобы в течение первого периода, который не является информативным, сосчитать и запомнить в виде числа импульсов информацию о длительности переходного процесса на выходе испытуемого блока 1, и в последующих периодах, являющихся информативными выходными параметрами измерителя, исключить влияние этого переходного процесса .на результат измерения.

Алгоритм измерения максимальной скорости нарастания выходного напряжения и длительности любого участка фронта, заключенного между двумя опорными уровнями в случае, когда форма импульсов выходного напряжения испытуемого блока 2 характеризуется затухающими колебаниями, аналогичен описанному алгоритму измерения времени задержки.

Разница заключается в том, что схема управления дополнительным переключателем 12 подключает источник

15 дополнительного напряжения 15, значение выходного напряжения которого устанавливается в данном случае иэ условия jU+ /%,„ /ко второму входу порогового элемента 4 в интервал времени 4 - 3, т. е. начиная с момента окончания длительности первого импульса с выхода компаратора 10 до момента окончания переходного процесса на выходе испытуемого блока 1.

Таким образом, измеритель имеет возможность измерения тех же параметров электронных блоков, что и известный, но в случае, когда. форма импульсов их выходных напряжений характеризуется затухающими автоколебаниями, точность измерения предлагаемым измерителем выае нежели известньм, т. е. обладая равными с известным функциональными возможностями, предлагаемый измеритель имеет по сравнению с ним лучшие точностные характеристики.

Измеритель переходных характеристик электронных блоков, содержащий последовательно соединенные пороговый элемент, первый вход которого соединен с подвижным контактом .переключателя, неподвижные контакты которого подключены к входной и выходной клеммам устройства, блок преобразования масштаба времени и генератор испытательного сигнала, выход которого подключен ко входу блока измерения и обработки выходного сигнала и ко входной клемме устройства, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введе741194 ны компаратор напряжений, блок счета и памяти, блок управления дополнительным переключателем, дополнительный переключатель, блок управления и дополнительный источник напряжения, причем первый вход порогового элемента соединен с одним из входов компаратора напряжений, второй вход которого подключен к выходу источника опорных напряжений, а выход — ко входу блока счета и памяти и к одному иэ входов блока управления дополнительным переключателем, второй вход которого соединен с выходом блока счета и памяти, а выход — с управлякщим входом дополнительного переключателя, выход генератора испытательного сигнала подключен ко входу блока управления, выходы ксторого соединены с управляющими входами блока счета и памяти, блока управления дополнительным переключа телем, блока измерения и обработки выходного сигнала, а второй вход порогового элемента соединен с подвижным контактом дополнительного переключателя, один из неподвижных контактов которого соединен с источником опорных напряжений, а другой — с дополнительным источником напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 337788777777,, кклл. Г 01 В 29/02, 1974.

15 2. Авторское свидетельство СССР

М 532065, кл. G 01 R 31/28 (прототип).

741194

Ввел

%м

Гдов

<о

Ввп 9

Составитель В. Чесноков

Редактор С. Патруше >а Техред И.Асталош Корректор A. Гриценко

Заказ 3323/5

Тираж 1019

Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4