Устройство для измерения времени установления выходного сигнала цифроаналоговых преобразователей

 

Изобретение относится к измерительной технике. Устройство для . измерения времени установления йьгходного 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 напряжения , делители 16, 17 напряжения, управляемые ключи 18, 19, группу информационных выходных Шин, выходную шину питания и входную информационную шину, источник 14 регулируемого напряжения, цифроаналоговый преобразователь 15. Устройство имеет повышенную точность и сокращенное время измерения о 1 ил. It I (Л с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛЙК (so 4 С 04 F 10/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ в(» « :»»»;

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ t3.;;

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 Бй» @0Ггсд.. (21) 4115528/24-21 (22) 10. 06. 86 (46) 30,06.88. Бюл, й- 24 (71) Гомельский политехнический ин- ститут (72) Е.Г.Абаринов и Ю.А,Козусев (53) 621.317(088.8) (56) Федорков Б.Г. и др, Микроэлектронные цифроаналоговые и аналогоцифровые преобразователи. M,: "Радио и связь", 1984, с.104-105, рис.70.

Авторское свидетельство СССР

Р 1275766, кл. G 04 F 10/04, 1985 . (54) УСТРОЙСТВО ДПЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕНИ

УСТАНОВЛЕНИЯ ВЫХОДНОГО СИГНАЛА ЦИФРОАНАПОГОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ (57) Изобретение относится к изме„„SU„„1406559 А 1.рительной технике. Устоойство для измерения времени установления выходного 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 напряжения, делители 16, 17 напряжения, управляемые ключи 18, 19, группу информационных выходных Шин, выходную шину питания и входную информационную шину, источник 14 регулируемого напряжения, цифроаналоговый преобразователь 15. Устройство имеет повы-, Я шенную точность и сокращенное время измерения.1 ил.

1406559

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения времени установления выходного напряжения цифро5 аналоговых преобразователей (ЦАП).

Целью изобретения является сокращение времени измерения и повышение точности,, На чертеже приведена структурная 10 схема устройства для измерения времени установления выходного сигнала

ЦАП@

Устройство содержит генератор 1, элемент И 2, делитель 3 частоты, 15 регистр 4 сдвига, переключатель 5„ коммутатор 6, первый и второй регистры 7 и 8, сумматор 9, усилительограничитель 10, осциллограф 11, первый источник 12 напряжения, второй 20 источник 13 напряжения, источник 14 регулируемого напряжения, ЦАП 15, делители 16 и 17 напряжения, управляемые ключи 18 и 19, группу инфор,мационных выходных шин 20, выходную шину 21 питания, входную информационную шину 22 для подключения контролируемого ЦАП 23.

Выход генератора 1 соединен с первым входом элемента И 2, входом син- 30 хронизации осциллографа 11 и через делитель 3 частоты с входом регистра

4 сдвига, На второй вход элемента И 2 через переключатель 5 подключаются уровни логического нуля и единицы.

Первый, второй и третий выходы регистра 4 соединены соответственно с управляющими входами ключей 18 и

19 и третьим входом элемента И 2, выход которого соединен с управляющим 40 входом коммутатора 6. С первой и второй группами входов коммутатора

6 соединены соответственно выходы регистров 7 и 8.

Контролируемый ЦАП 23 подключает- 45 ся к группе информационных выходных шин 20 устройства, входом опорного напряжения 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 поцключен выход источника 12 напряжения, к третьему входу — выходы ключей 18 и 19, сигнальные входы которых через делите ли 16 и 17 напряжения соединены с первым и вторым выходами регулируемого источника 14, второй выход коU„ + U + U + Ли = 0 где U

U й

UK1—

dU— выходной сигнал ЦАП 23; выходной сигнал ЦАП 15; напряжение источника 12; приведенное ко входу сумматора напряжение смещения сумматора и усилителя-ограничителя.

Коэффициент суммирования по всем входам сумматора 9 принят равным единице, Выходной сигнал контролируемого

ЦАП 23 определяется как

11-1

-11 1

U1=Uîï 2 -К Б .а 2 +ВО =о

Ппп 2 К1 1 ) + "П (2) где U — напряжение источника 13; n — число разрядов ЦАП 23;

К = К с /К вЂ” масштабный коэффициент ЦАП 23;

111

? а.;2 — двоичное представление ко1

1 0 ° да °

1%

Ьτ— остаточный сигнал (смещение нуля) ЦАП 23.

Выходной сигнал ЦАП 15 определяется следующим образом: торого соединен с входом опорного напряжения ЦАП 15.

Информационные входы ЦАП 15 соединены с выходами регистра 8, а выход — с четвертым входом сумматора

9. Выход сумматора через усилительограничитель 10 соединен с информационным входом осциллографа 11.

Устройство работает следующим образом.

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

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

При этом

1406559

+аuz = (3) К1

U=- — --U

on

15 получим (4) 20

55 (6) и

U<= U 2 К, а; 2

ice

= U 2 К ° N ++dU, к где U — напряжение регулируемого иск, точника 14, являющееся опорным для ЦАП 15.

Совместно решая уравнения (1), (2) и (3) и обозначив О! + П4 + О = 4П1 в

-n "h

Uon 2 ° К И + Пк 2 ° К

1N ° +uk +hU =О

Балансировка осуществляется следующим образом: устанавливают значение U g = О, записывают в регистр

8 код Й1„, регулировкой U к, напряжения источника 12 добиваются вели- 25 чины суммарного сигнала, равной нулю.

При этом величина значения Ц к

t определяется из (4):

u„= -(u,„2 к, N + au ). (5) 30

Затем в регистр 8 записывают код

N и компенсируют суммарный сигнал путем регулировки напряжения U q источника 14, Значение U y< источника 14 З5 определяется иэ зависимости (4) при подстановке значения U к„ из формулы (5):

" К . 1 +. 1 Ц ® оГ х K1-N ° + hU ) О;

С .учетом значений U к„и U к зависимость (4) принимает вид

Боя 2 К 1 Н ° + 11ол ° 2

Uon

Если выполняется условие N 1.,, = =О, то суммарный сигнал равен нулю для любого кода, т.е. компенсация автоматически выполняется во всех точках шкалы контролируемого ЦАП. При этом

U „ не зависит от N

Пороговые уровни формируются путем деления напряжения U<< и -U „, источника 14 с помощью делителей 16 и 17. При этом пороговые уровни формируются с учетом действительного значения масштабного...коэффициента контролируемого ЦАП. Относительная величина пороговых уровней не зависит от разброса параметров контролируемых ЦАП.

Балансировка заключается в совмещении с противоположными знаками характеристик контролируемого и дополнительного ЦАП 15. С помощью источ" ника 12 компенсируется постоянный сигнал на входе сумматора. С помощью источника 14 регулируется наклон характеристики ЦАП 15. Точность совмещения характеристик по двум точкам будет максимальной, если в качестве точек совмещения выбрать начальную и конечную точки шкалы выходного сигнала ЦАП.

В режиме измерения переключатель

5 устанавливается в положение, при котором на второй вход элемента И 2 подается уровень логической единицы, В первых двух тактах на вход сумматора 9 поочередно через ключи 18

t и 19 подключаются опорные уровйи, сформированные относительно скомпенсированного установившегося сигнала исследуемого ЦАП 23.

На время третьего такта импульсом с выхода регистра 4 отпирается элемент И 2. Импульсы генератора 1 поступают через элемент И 2 на управляющий вход коммутатора 6. Ыа время действия импульса генератора на вход

ЦАП 23 подключается код N „ регистра

7. В момент обратной сменй кодов N на N происходит контролируемый nepej ходной процесс выходного сигнала ЦАП

23. На экране осциллографа наблюдаются переходной процесс и пороговые уровни. Время установления определяется по моменту последнего вхождения переходного процесса в soHy ограниченную пороговыми уровнями.

1406559

Время установления выходного сигнала ЦАП при использовании изобретения меньше, чем у известного устройства, так как в известном устройстве необходима многократная регулировка.

Составитель Ю.Шишкин

Редактор N.Öèòêèíà. Техред М.Дидык Корректор В Бутяга

Заказ 3192/43 Тираж 373 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Формула и з о б р е т е н и я

Устройство для измерения времени

) установления выходного сигнала цифроаналоговых преобразователей, соержащее генератор, элемент И, делитель частоты, регистр сдвига, перелючатель, коммутатор, первый и втоой регистры, сумматор усилитель-оганичитель, осциллограф, первый и торой источники напряжения, первый

И второй делители напряжения, первый и второй управляемые ключи, груп ту информационных выходных шин, вы одную шину питания и входную инфорационную шину, выход генератора содинен с входом синхронизации осцил- 25 ,1 ографа, первым входом элемента. И и

1 ходом делителя частоты, выход котоого соединен с входом регистра сдвиа, первый и второй выходы которого одключены к управляющим входам сответственно первого и второго упавляемых ключей, а третий выход реистра сдвига .соединен с третьим вхоом элемента И, второй вход котороо подключен к выходу переключателя, В ервый и второй входы которого соединены соответственно с уровнем лоГического нуля и уровнем логической единицы, а выход элемента И подключен к управляющему входу коммутатора,пер)

1 вая и вторая группы информационных входов которого соединены с информационными выходами соответственно первого и второго регистров, информационные выходы коммутатора являются информационными выходами устройства, входная шина которого подключена к первому входу сумматора, второй вход которого соединен с выходом первого источника напряжения, а третий вход сумматора подключен к выходам первого и второго управляемых ключей,сиг нальные входы которых соединены с выходами первого и второго делителей напряжения соответственно, а выход сумматора подключен к входу усилителя-ограничителя, выход которого соединен с информационным входом осциллографа, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия измерения времени и повышения точности, в него введены источник регулируемого напряжения и цифроаналоговый преобразователь,информационные входы которого соединены с выходами второго регистра, а информационный выход подключен к четвертому входу сумматора, первый и второй выходы источника регулируемого напряжения соединены с входами соответственно первого и второго делителей напряжения, а второй выход источника регулируемого напряжения подключен к входу цифроаналогового преобразователя.