Устройство для измерения времени задержки отсчета аналого- цифровых преобразователей

 

Изобретение относится к измерительной технике и метрологии и может быть использовано при создании поверочных установок, предназначенных для измерения характеристик аналогоцифровых преобразователей (АЦЦ), работающих в динамическом режиме. Устройство обеспечивает автоматизированное измерение времени задержки отсчета АЩ1 в любой точке их рабочего диапазона с высокой точностью прямым методом с использованием в качестве испытательного псевдослучайс (Л Ю 30

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (!9> (ll!

Ш4 Н 03 M 1/10 (1)

Ф р у

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTGPCH0MY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3963463/24 — 24 (22) 07.08. 85 (46) 30. 12. 86. Бюл. Р 48 (71 ) Ленинградский политехнический институт им. M. И. Калинина (72) В. Г. Кнорринг, Л. Н. Кнорринг. и Ю. В. Перекусихин (53) 621.317.6; 389(088.8) (56) Метрология, 1977, Р 3, с. 25-30.

Методические указания РД 50-14879, Нормирование и определение динамических характеристик АЦП мгновенного электрического напряжения и тока—

M. Иэд-во стандартов, 1980, с. 13, рис. 8. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕНИ ЗАДЕРЖКИ ОТСЧЕТА АНАЛОГО-ЦИФРОВЫХ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике и метрологии и может быть использовано при создании поверочных установок, предназначенных для измерения характеристик аналогоцифровых преобразователей (АЦП), работающих в динамическом режиме. Устройство обеспечивает автоматизированное измерение времени задержки отсчета АЦП в любой точке их рабочего диапазона с высокой точностью прямым методом с использованием в качестве испытательного псевдослучайнаго сигнала. Измерение производится за два такта работы устройства и заключается в следующем. В первом такте с помощью блока 5 задания кодов устанавливают код точки шкалы

АЦП, в которой производят измерение времени задержки отсчета. На вход

АЦД 8 подается псевдослучайный входной сигнал, формируемый генератором

2 случайных чисел, цифроаналоговым преобразователем (ЦАП) 3 и фильтром

4 низких частот. Запуск АЦП производится в момент совпадения кода случайного числа и кода уставки с по-змощью блока 6 сравнения кодов. Выходной код АЦП фиксируется регистром 10 и преобразуется с помощью ЦАП

ll в напряжение, которое подается на вход компаратора 9. Во втором такте работа устройства аналогична перво128069 7 му такту. При этом компаратор 9 сравнивает текущий уровень псевдослучайного испытательного сигнала, полностью идентичного входному сигналу

АЦП в первом такте, с уровнем напряжения на выходе ЦАП 11, которое равно напряжению, зафиксированному АЦП в первом такте. В момент равенства изменяющегося входного..и постоянного напряжения с выхода ЦАП компаратор

9 формирует импульс, передний фронт которого соответствует действительному моменту отсчета. Интервал времени между импульсом запуска АЦП (заданный момент отсчета) и импульсом компаратора (действительный момент отсчета) измеряется измерителем 12 интервалов времени и представляет собой время-задержки отсчета АЦП.

2 з.п.ф., 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и метрологии и может быть использовано при создании поверочных установок, предназначенных для измерения характеристик аналого-цифровых преобразователей (АЦП), работающих в динамическом режиме.

Цель изобретения — повышение точности и быстродействия за счет автоматизации процесса измерения в любой точке диапазона преобразования, осуществляемого прямым методом с использованием в качестве испытательного псевдослучайного сигнала.

На фиг. 1 изображена структурная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство для измерения времени задержки отсчета аналого-цифрового преобразователя содержит шину 1 запуска, генератор 2 случайных чисел, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП)

3, фильтр 4 низких частот, блок 5 задания кодов, блок 6 сравнения кодов, блок 7 управления, исследуемый

AIgI 8, компаратор 9, регистр 10, ЦАП 11, измеритель 12 интервалов вре мени, который в свою очередь содержит генератор 13 опорной частоты, 2 триггер 14, элемент И 15, счетчик 16 импульсов, блок 17 отсчета.

Блок 7 управления содержит одновибраторы 18 и 19, триггеры 20 и 21, элемент ИЛИ 22, элемент И 23, триггер 24.

Устройство работает следующим образом.

Измерение времени задержки отсче10 та АЦП осуществляется в два такта.

Первый такт. С блока 5 задания кодов задается код N, косвенно опреде" ляющий точку шкалы Algl в которой измеряется время t задержки отсчета, Зтот код поступает в блок 6 сравнения кодов, на другой вход которого поступает код с генератора 2 случай- ных чисел.

По сигналу Пуск, поступающему

2О по шине 1, одновибратор 18 блока 7 управления формирует импульс, передним фронтом которого производится сброс всех узлов установки в начальное состояние. Задним фронтом импульса взводятся триггер 21 и через эле-,, мент ИЛИ 22 — триггер 24. Сигнал с выхода триггера 24 запускает генератор 2 случайных чисел, Коды случайных чисел поступают в ЦАП 3, которым

6 преобразуются в эквивалентное напря128069 7 жение, фильтруемое фильтром 4. Псевдослучайный аналоговый испытательный сигнал с выхода фильтра 4 поступает на вход. компаратора 9 и вход исследуемого АБП 8. В момент равенства ко- .5 да И уставки и кода с генератора 2 случайных чисел на выходе блока 6 сравнения кодов формируется импульс, который поступает;на вход запуска

АЦП 3 и S-вход триггера 14 (точка а на фиг. 2). По окончании процесса преобразования сигнал "Конец преобразования" (КП) с выхода АЦП 8 стробирует регистр 10, в котором фиксируется выходной код N АЦП 8, и запускает одновибратор 19 блока 7 управления. Передним фронтом импульса с выхода одновибратора 19 сбрасывается триггер 24, останавливая тем самым работу генератора 2 псевдослучай- 20 ных чисел. Код с регистра 10 поступает в ЦАП ll и преобразуется в нем в напряжение, которое подается на вход

25 компаратора 9. На этом заканчивается первый такт работы устройства.

Второй такт. Сигнал с выхода триг гера 21, взведенного сигналом "Пуск" в первом такте, разрешает прохождение через элемент И 23 заднего фронта импульса одновибратора 19.

Сигнал с выхода элемента И 23 через элемент ИЛИ 22 взводит триггер

24, сигнал с выхода которого вторично запускает генератор 2 случайных чисел. Импульсом с одновибратора 19 35 взводится счетный триггер 20 и путем установки сигнала логической "1" на третьем входе элемента И 15 разрешает работу измерителя 12 интервалов времени, которая в первом такте была 4О запрещена. В дальнейшем цикл работы устройства повторяется аналогично первому такту. Генератор 2 случайных чисел генерирует последовательность случайных двоичных чисел, полностью идентичную последовательности перво— го такта. Аналогичным .образом формируется сигнал запуска АЦП 8, который теперь еще и запускает измеритель 12 интервалов времени. Сигнал на входе

АПД 8 доходит до уровня, который уже был преобразован АЦП 8 в код в первом такте, а поскольку информация об этом уровне зафиксирована в регистре 10 и преобразована в напряжение 55 с помощью ЦАП 11, кампаратор 9, срав- нив напряжение с выхода ЦАП ll и напряжение на выходе АЦП 8, изменяющееся псевдослучайным образом, формирует импульс на выходе. Этот импульс поступает на В-вход триггера 14 и останавливает измеритель 12 интервалов времени. Далее следует сигнал

КП АЦП 8, который снова запускает одновибратор 19, передний фронт импульса с которого сбрасывает триггер

24, останавливает генератор случайных чисел и переключает триггер 20.

Положительный перепад напряжения на инверсном выходе триггера 20 сбрасывает триггер 21, что запрещает прохождение импульсов через элементы И

23 и-ИЛИ 22 на установку триггера 24 и повторный запуск генератора случайных чисел. Таким образом, закончен второй такт работы устройства, Во втором такте длительность импульса на выходе триггера 14, в течение которого разрешено заполнение счетчика 16 импульсами опорной частоты от генератора 13 опорной частоты через элемент И 15, будет равна времени задержки отсчета АЦП.

Если в счетчике 16 содержится и импульсов, то

1 =пT,, где Т вЂ” период импульсов опорной частоты.

Подобрав соответствующим образом

Т,, получаем на блоке 17 отсчета, связанном со счетчиком 16, непосредственный -отсчет времени задержки отсчета АЦП. формула и з обретения

1 ° Устройство для измерения времени задержки отсчета аналого-цифровых преобразователей, содержащее блок сравнения кодов, первые входы которого соединены с соответствующими выходами блока задания кодов, первый цифроаналоговый преобразователь, компаратор, первый вход которого объединен с сигнальным входом аналого-цифрового преобразователя, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, в него введены блок управления, измеритель интервалов времени, генератор случайных чисел, фильтр низких частот, регистр и второй цифроаналоговый преобразователь, выход которого соединен со вторым входом компаратора, а входы — с соответствующими выходами регистра, вход сброса кото128069 7 рого объединен с входом сброса генератора случайных чисел, и первым входом измерителя интервалов времени и подключен к первому выходу блока уп равления, вход синхронизации регистра объединен с первым входом блока управления и подключен к выходу "Конец преобразования" аналого-цифрового преобразователя, информационные

I вьходы которого соединены с соответствующими информационными входами регистра, а вход синхронизации объединен с вторым входом измерителя интервала времени и подключен к выходу блока сравнения кодов, вторые входы которого объединены с соответствующими входами первого цифроаналогового преобразователя и соответственно подключены к выходам генератора случайных чисел, вход запуска которого соединен с вторым выходом блока управления, второй вход которого является шиной запуска, а третий выход соединен с третьим sxopoM измерителя интервалов времени, четвертый вход которого подключен к выходу компаратора, первый вход которого через фильтр низких частот соединен с выходом первого цифроаналогового преобразователя.

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что измеритель интервалов времени выполнен на генераторе опорной частоты,.триггере, элементе И, счетчике импульсов и блоке отсчета, входы которого соединены с соответствующими выходами счетчика импульсов, счетный вход которого соединен с выходом элемента И, а вход сброса является первым входом измерителя интервалов времени, вторым входом которого является первый вход триггера, выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход которого подключен к выходу генератора опорной частоты, а третий вход является третьим входом измерителя интервалов времени, четвертым входом которого является второй вход триггера.

1О 3. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок управления выполнен на первом и втором одновибраторах, первом, втором и третьем триггерах, элементе ИЛИ и

15 элементе И, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, первый вход — с выходом первого триггера, а второй вход — с первым выходом первого одновибратора, вход которого

20 является первым входом блока управления, вторым входом которого является вход второго одновибратора, первый выход которого является первым выходом блока управления, вторым вы25 ходом которого является выход второго триггера, D-вход которого является шиной нулевого потенциала, С-вход объединен с С-входом третьего триггера и подключен ко второму выходу

-ЗО первого одновибратора, à S-вход соединен с выходом элемента ИЛИ, второй вход которого объединен с $-входом первого триггера и подключен ко второму выходу второго одновибратора, 35 при этом D-вход первого триггера явI ляется шиной нулевого потенциала, а

С-вход объединен с D-входом третьего триггера и подключен к инверсному выходу третьего триггера, прямой вы4О ход которого является третьим выходом блока управления.

1280б97

Составитель В..Войтов

Техред В.Кадар

Редактор А. Ревин

Корректор С. Шекмар Ъ

Заказ 7133/58 Тираж 81б

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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