Измеритель параметров аналоговых запоминающих устройств

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения параметров аналоговых запоминающих устройств (АЗУ). Цель изобретения - расширение функциональных возможностей измерителя параметров АЗУ .за счет измерения апертурного времени и времени задержки сигнала во входных каскадах исследуемого АЗУ. Введение в предложенный измеритель генератора пилообразного напряокения, напряжение с выхода которого может подаваться одновременно на вход исследуемого АЗУ и один из входов дополнительно введенного компаратора, позволяет за счет изменения напряжения на его другом входе добиваться одновременного срабатывания данного компаратора и компаратора, подключенного к выходу АЗУ, и замерять тем самым задержку сигнала в АЗУ. 4 ил. (f сл

А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU „„1367044

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3964479/24-24 (22) 14.10.85 (46) 15,01.88, Бюл. ¹ 2 (71) Институт кибернетики им. В.М.Глушкова (72) П.С.Клочан (53) 681.327.66 (088.8) (56) Андреев О.С. и др, Об измерении апертурного времени аналогового запоминающего устройства. — Приборы и системы управления, 1981, № 12, с. 17-18.

Авторское свидетельство СССР

¹ 942131, кл. G 11 С 7/00, 1980. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ IIAPAMETPOB АНАЛОГОВЫХ

ЗАПОМИНАЮЩИХ УСТРОЙСТВ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения (5i)4 G 11 С 27/00, G 01 R 29/00 параметров аналоговых запоминающих устройств (АЗУ). Цель изобретения— расширение функциональных возможностей измерителя параметров АЗУ за счет измерения апертурного времени и времени задержки сигнала во входных каскадах исследуемого АЗУ. Введение в предложенный измеритель генератора пилообразного напряжения, напряжение с выхода которого может подаваться одновременно на вход исследуемого

АЗУ и один из входов дополнительно введенного компаратора, позволяет sa счет изменения напряжения на его другом входе добиваться одновременного срабатывания данного компаратора и компаратора, подключенного к выходу

АЗУ, и замерять тем самым задержку сигнала в АЗУ, 4 ил.

1

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения основных параметров аналоговых запоминающих .устройств.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей измерителя параметров аналоговых запоминающих устройств за счет измерения апертурного времени и времени задержки сигнала во входных каскадах.исследуемого аналогового запоминающего устройства (АЗУ).

На фиг. 1 приведена функциональная схема предложенного устройства, на фиг. 2 и 3 — схема блока управления; на фиг. 4 — временная диаграмма работы измерителя в режиме измерения времени выборки.

20 . Устройство содержит компараторы 2, ключ 3, переключатели 4-6, исследуемое аналоговое запоминающее устройство 7, блок 8 управления, сумматор 9, цифроаналоговые преобразова- 25 тели .10, 11, счетчики 12, 13 и генератор 14 пилообразного напряжения. ! Блок 8 управления содержит .элементы И 15-32, элементы ИЛИ 33-45, элементы НЕ 46, 47, триггеры 48-53, одновибратор 54 и элементы 55, 56 задержки.

Устройство работает следующим образом.

Для измерения времени выборки исследуемого АЗУ в счетчик 12 заносится начальное значение кода N „ соответствующее допустимой погрешности выборки АЗУ d 6g, в счетчик 13 — код

N определяющий Величину Времени 40 выборки в первом такте измерения.

На вход режима измерителя подается напряжение Uцэп, соответствующее входному напряжению АЗУ, при котором следует измерить время выборки

АЗУ. На входе "Время выборки" (а) блока 8 управления подают сигнал логической "1", под воздействием которого на выходах ч и и устанавливаются единичные сигналы, переключающие переключатели 4 и 6 в положение 2.

Измерение времени выборки начинается в момент времени t„ 4) по импульсу на входе d блока управления 8, с приходом которого на выходе А бло55 ка 8 устанавливается нулевой сигнал, размыкающий ключ 3, а на выходе блока 8 устанавливается сигнал, по которому измеряемое АЗУ 7 переходит

44 2 в режим выборки, Сигнал Пч.„, на выходе АЗУ начинает возрастать.

Одновременно с началом выборки на выходе d блока 8 появляется импульс запуска генератора 14. Напряжение

U„„„ 14,начинает возрастать и сравниваться компан н

Ратором 2 с U цдд, гДе ПцАн, — ана4АП логовый эквивалент кода N,,При досн тижении неРавенства U my У U цА„, компаратор 2 срабатывает. По единичному сигналу компаратора 2 блоком 8 формируются задний фронт импульса выборки

АЗУ (сигнал на выходе y) и строб-сигнал компаратора 1. Под воздействием сигнала на выходе блока 8 управления измеряемое устройство 7 переходит в режим хранения запомненного аналогового сигнала Uч „ . Под воздействием строб-сигнала на выходе блока 8 компаратор 1 сравнивает сигдп ДР ч8х U yp rye U yp U иэ6 d"öá (величина d g выбирается отрицательной), поскольку время, заданное с помощью цифроаналогового преобразователя 11 и генератора 14, заведомо превышает время выборки измеряемого

АЗУ 7, то в первом такте работы изАп мерителя U „v U > и компаратор 1 срабатывает. В момент его срабатывания на выходе у. блока 8 устанавливается сигнал, уменьшающий на единицу младшего разряда код в счетчике 13. н

Под его воздействием сигнал Ь цпр на выходе цифроаналогового преобразователя 11 уменьшается на величину, эквивалентную единицу младшего разряда входного цифрового кода. Одновременно с этим в блоке 8 формируется импульс на выходе А размыкающий ключ 3. Затем с выхода элемента 55 задержки в блок управления приходит импульс "Выборка", начинающий второй такт работы измерителя, аналогичный предыдущему такту.

В дальнейшем измеритель работает аналогично, причем в каждом такте после срабатывания компаратора 1 сигнал U „ уменьшается на единицу дискретности (фиг. 4). Это продолжается до тех пор, пока в одном из тактов происходит несрабатывание компаратора 1, т.е. наступление неравенстАn ва U qg „< U Ур (t „на фиг. 4) . В этом случае цикл измерений заканчивается.

Результат измерения времени выборки

АЗУ определяется кодом И с выхода счетчика 13. Время выборки г

1367044 где К вЂ” коэффициент пропорциональности;

Ы вЂ” угол наклона пилообразного сигнала Ur генератора 13.

Для измерения времени хранения

АЗУ t p Kop N, измерителя устанавливается эквивалентным допустимой погрешности хранения д „.р, а код 12 — таким, чтобы временной интервал, задаваемый с помощью цифроаналогового преобразователя 11, превышал возможное время хранения измеряемого устройства 7.

На входе "Время хранения" блока управления 8 устанавливают единичный сигнал, по которому ключи 4 и 6 переключаются в положение 2, а на выходе н блока 8 формируется постоянно действуюший строб-сигнал компаратора

Измерение времени хранения начинается как измерение времени выборки подачей импульса на вход Выборка"(б) блока 8, по которому измеря-. е»ое АЗУ переходит в режим выборки.

Величина запоминаемого аналогового сигнала U начинает возрастать и сравниваться компаратором,1 с сигнадп лом U .„р = U, + д „< . .При достижении ." АЯ неравенства U в„ U qp компаратор 1 срабатывает и на его выходе устанавливается единичный сигнал. По этому сигналу блоком 8 формируется импульс хранения, под воздействием которого измеряемое устройство 7 переходит в режим хранения запомненного сигнала

U . С течением времени из-эа токов утечки в устройстве выборки и хранения, сигнал U > начинает уменьшаться. Как только погрешность хранения превысит допустимое значение т.е. 1 <„ (U,, компаратор 1

xp опять срабатывает и на его выходе устанавливается нулевой сигнал. Одновременно с импульсом хранения на выходе блока 8 появляется импульс запуска генератора 14. Напряжение

U на выходе генератора 14 возрастает и сравнивается компаратором н

2 с О цд„, . При достижении неравенстн ва UГПН" U цАп2 компаРатоР 2 сРабатывает и на era выходе устанавливается единичный сигнал. Поскольку время, заданное с помощью цифроаналогового преобразователя 11 и генератора 14, заведомо превышает время хранения измеряемого устройства 7, то в перделяется как к г, = U„,п„К сдам, к 1 где U А„соответствует коду

Ц Пв

Для измерения апертурного времени

40 С . и апертурной погрешности А УВХ

АВ на заданном уровне входного аналогового сигнала АЗУ U „., код N, в исходном состоянии измерителя устанавливается таким, чтобы компенсировать

45 Влияние погрешнОстей о" выбОрки КОэффициента передачи УВХ и смещения нуля компаратора 1 на результат измерения, т.е. чтобы на втором входе компаратора 1 установился сигнал

= Uн, + l. Код И устанавливает50 УР нов н ся таким, чтобы сигнал U „„„, задаЦАв2 ваемый с помощью ЦАП 11, был равен сигналу Б (с учетом компенсации погрешности смещения нуля компаратора 2), т.е. в исходном состоянии на

55 вторых входах компараторов 1, 2 установлены равные (с учетом сигнала

ЦАП 10, компенсирующего погрешности выборки и коэффициента передачи ИВХ) 10

30 вом такте работы измерителя компаратор 2 срабатывает после повторного срабатывания компаратора t, т.е, после поступления неравенства U Б „ .

Поэтому по единичному сигналу компаратора 2 на выходе н блока 8 формируется импульс, по которому напряжен ние Н ц п2 уменьшается на величину, эквивалентную единице младшего разряда цифрового кода. Одновременно с этим в блоке 8 формируется импульс установки в куль и выборки, так и в предыдущем режиме. Под воздействием импульса выборки, который следует после импульса установки в нуль с соответствующей задержкой, начинается следующий такт работы измерителя, В дальнейшем измеритель работает так, как рассмотрено выше, причем в каждом такте после срабатывания компаратора 2 сигнал U „„„„ уменьшается на единицу дискретности. Это продолжается до тех пор, пока в одном из тактов срабатывание компаратора 2 происходит до повторного срабатывания компаратора 1, т.е. до наступле.,,А,п ния неравенства U,p„ А Ь „ . В этом случае цикл измерения времени хранения заканчивается, По единичным сигналам компараторов 1, 2 на выходе м блока 8 устанавливается сигнал готовности результата измерений ° Результат измеРениЯ вЂ” вРемЯ хРанениЯ t „p oIIPe67044

6 измерения продолжается до наступления неравенства U „cU „, при котором не срабатывает компаратор 1, Это неравенство может наступить толь5 ко в случае уравновешивания прира— щения ) U гли уменьшением выходного сигнала ЦАП 11 на соответствующую величину. Так как

10 ср и у8Х гПн глн уР цAn I q

5 13 сигналы. На входе "Аперт. время" бло ка 8 устанавливается единичный сигнал, по которому переключатели 5, 6 остаются в положении 1.

Измерение tA и а „8 начинается в момент времени t, по импульсу выборки на входе О блока 8, с приходом которого на выходе л блока 8 устанавливается нулевой сигнал, размыкающий ключ 3, а на выходе блока

8 устанавливается сигнал, по которому измеряемое устройство 7 переводится в режим выборки. Одновременно с началом выборки на выходе блока 8 появляется импульс запуска генератора 14. Напряжение U г„„ на выходе генератора 14 начинает возрастать и через переключатель 4, входной уси. литель и замкнутый ключ АЗУ 7 поступает на запоминающий конденсатор АЗУ

7 и через переключатель 6 на первый вход компаратора 2. Компаратор 2 и сРавнивает напРЯжениЯ Бг, и Б ц д л .

При достижении неравенства U rnx7, Б,л гли цм компаратор 2 срабатывает, на его .выходе устанавливается единичный сигнал. По единичному сигналу компаратора 2 блоком 8 формируется строб-сигнал компаратора 1 и на выходе ) блока 8 управления устанавливается сигнал, по которому АЗУ 7 переходит в режим хранения. На его выходе устанавливается напряжение U 8„, которое из-за наличия апертурной задержки

АЗУ больше сигнала U t в момент срабатывания компаратора 2 (обозначим

Б г„„). Поскольку ключ АЗУ 7 размыкается не мгновенно, а за некоторый промежуток времени, в течение которого сигнал .Б „„ имеет возможность проходить через ключ АЗУ 7, то на момент полного раэмыкания ключа на выходе АЗУ. установится сигнал П У8„= срб

+ П !-лн 1де Urnx прира щение сигнала U „„„ от момента подачи управляющего сигнала на размыкание ключа АЗУ 7 до момента его. размыкания. Чем более медленнодействующий ключ АЗУ 7, тем больше приращение

И1гли В сущности приращением 4"гпн определяется апертурная погрешность

Ю АЗУ. Поэтому в конце первого такта U „ U „ и компаратор 1 срабатывает, что, в свою очередь, приводит к уменьшению сигнала Пцдл затем с выхода элемента задержки 55 в блоке 8 поступает импульс и начинается второй такт работы. Броцесс а и

UuAn 7 U цдп 2 — цAnl

15 где U „— значение сигнала U < A< >

4 ц!1л в момент наступления неравенства U У8 БУР, ? !1U ц !71 — сумма эквивалентов единиц младшего разряда

20 входного кода ЦАП 11, УРаВНОВЕШИВаЮЩЕГО ДБГЛн1 то приращение DU „„ может быть опрел к

Делено чеРез Разность Пцдр,-U

Поскольку приращением йБгл„ опреде25 ляется апертурная погрешность d"A8, то значение этой погрешности может

H быть найдено в виде ол1 8 — — K(Uцд„ вЂ” U ) а значение апертурного вреk

kAhg

Л 4 мени t к8 = K(U цянь, Uцд„,) tgk

30 ДЛЯ измерениЯ времени t8A задержки аналогового сигнала во входных каскадах АЗУ 7 (его фазового сдвига) код N в исходном состоянии измери1 теля устанавливается эквивалентным допустимой погрешности d < сигнал

35 рл

U уp U Иэь + с 8 а коД Н Гаким и Ал чтобы уровни U „д„, и Б „р были одинаковы. На входе "Время задержки" блока 8 устанавливается единичный

40 сигнал, по которому переключатели

5, 6 переключаются в положение 2, а переключатель 4 остается в положении 1. На выходе н блока 8 формируется постоянный строб-сигнал компара45 тора

Измерение t начинается по им3* пульсу выборки на входе 8 блока 8, с приходом которого ключ 3 размыкается и АЗУ 7 переходит в режим выборки.

Напряжение на его конденсаторном вы59 ! воде U „ начинает нарастать, воздействуя через переключатель 5 на первый вход компаратора 1. Одновременно с этим на выходе блока 8

55 появляется импульс запуска генератора 14. Напряжение П „„ на выходе генератора 14 возрастает и сравниваетн ся компаратором 2 с сигналом П

При достижении неравенства Пг„„7 Б

67044

7 13 компаратор 2 срабатывает и на его выходе устанавливается единичный сигнал. Поскольку нарастание напряжения !

U „ происходит с задержкой относительно U,„„, то компаратор 2 срабатывает раньше компаратора 1.. По его сигналу блоком 8 формируется импульс на выходе с блока 8 и напряжение на выходе цифроаналогового преобразователя 11 увеличивается на величину, эквивалентную единице младшего разряда входного цифрового кода.

При достижении неравенства ! Д !!

U „ Б,„ срабатывает компаратор 1.

По его единичному сигналу блоком 8 формируется задний фронт импульса выборки на вЪ|ходе блока 8, по которому измеряемое устройство 7 переходит в режим хранения. Одновременно с этим в блоке 8 формируются импульсы установки в нуль и выборки, как и в предыдущих режимах. Под их воздействием начинается следующий такт работы измерителя.

В дальнейшем измеритель работает аналогично причем с каждым срабаты1 ванием компаратора 2 сигнал U ц „ увеличивается на единицу дискретности. Это продолжается до тех пор, пока в одном из тактов произойдет одновременное срабатывание компараторов 1, 2, В этом случае измерение

t заканчивается. По единичным сиг3,!! налам компараторов 1, 2 на выходе м блока 8 устанавливается сигнал готовности результата измерений. Время задержки определяется как к !! зд нд!! ил!!

Таким образом, предложенный измеритель помимо измерения времени выборки и времени хранения АЗУ позволяет измерить апертурное время и время задержки сигнала во входных каскадах АЗУ. Кроме того, при использовании в качестве блока управления 8 микро-3BN могут быть реализованы другие алгоритмы работы предложенного измерителя, например по измерению погрешности коэффициента передачи исследуемого АЗУ.

Формула изобретения первого переключателя, первый вход которого подключен к выходу исследуемого аналогового запоминающего уст5 ройства, управляющий вход которого подключен к первому выходу блока управления, второй выход которого соединен с управляющим входом первого ключа, выход которого подключен к шине нулевого потенциала, а вход — к выходу для подключения накопительного элемента исследуемого аналогового запоминающего устройства, первый счетчик, выходы которого являются первой группой выходов измерителя, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей измерителя за счет измерения апертурного времени и времени задержки сигнала во входных каскадах исследуемого аналогового запоминающего устройства, в него введены генератор пилообразного напряжения, второй и третий переключатели, второй компаратор, второй счетчик, первый и второй цифроаналоговые преобразователи и сумматор, выход которого подключен к инвертирующему входу первого компаратора, первый вход сумматора подключен к выходу первого цифроаналогового преобразователя, второй вход сумматора подключен к второму входу второго переключателя и является входом режима измерителя, вход первого ключа соединен с вторым и первым входами соответственно первого и третьего переключателей, стробирующий вход генератора пилообразного напряжения подключен к третьему выходу блока управления, а выход-- к второму входу третьего переключателя и первому входу второго переключателя, выход которого подключен к входу исследуемого аналогового запоминающего устройства, стробирующий вход первого компаратора соединен с четвертым выходом блока управления, а выход — с первым входом блока управления, второй вход которого соединен с выходом второго

50 компаратора, инвертирующий вход которого соединен с выходом второго цифроаналогового преобразователя, входы которого подключены к соответствующим выходам второго счетчика и к выИзмеритель параметров аналоговых .запоминающих устройств, содержащий первый компаратор, неинвертирующий вход соторого соединен с выходом

5 ходам второй группы устройства, суммирующие входы первого и второго счетчиков соединены соответственно с пятым и шестым выходами блока управления, седьмой и восьмой выходы

9 1367044 IO которого соединены с вычитающими вхо- разователя, девятый, десятый и одиндами соответственно первого и второ- надцатый выходы блока управления го счетчиков, выходы первого счетчи- соединены с управляющими входами сока соединены с соответствующими Вхо- ответственно первого, второго и треть5 дами первого цифроаналогового преоб- его переключателей.

Фиг с

Составитель Н.Дикарев

РедактоР М.Циткина ТехРед И.Попович Корректор С.Шекмар

Заказ 6843/49 Тираж 590 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7(-35, Раушская наб., д. 4/5

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