Устройство для измерения динамических параметров быстродействующих аналого-цифровых преобразователей

 

Изобретение относится к приборостроению и измерительной технике и может быть использовано для контроля динамических параметров и измерения времени преобразования быстродействующих аналого-цифровых преобразователей (АЦП) при серийном производстве. Изобретение позволяет повысить производительность и расширить область применения. Генератор 1 импульсов выдает импульсы с частотой, равной максимальной частоте преобразования измеряемого АЦП 2. Формирователь парных импульсов 3 выделяет парные импульсы с частотой повторения пар, определяемой делителем 4 частоты, которые поступают на тактовый вход измеряемого АЦП 2. С делителя 4 частоты поступают импульсы синхронизации. Они поступают на вход первого управляемого элемента 5 задержки, в котором задержка импульсов зависит от выхода первого цифро-аналогового преобразователя /ЦАП/ 6. Из задержанных импульсов формируется в формирователе 7 входное напряжение, которое поступает на вход измеряемого АЦП 2. Из-за фазового смещения входного напряжения относительно тактовых импульсов выходные коды измеряемого АЦП 2 изменяются последовательно. Последовательность и частота появления кодов проверяется последовательно цифровым компаратором 14. Время преобразования измеряется путем записи выходных кодов измеряемого АЦП 2 в регистр 9 импульсами, задержанными вторым управляемым элементом задержки 10. 2 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

6 ЕдЩ

ИТ ИГЮ-1

Б1 .;-,1

ОПИОАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ иг.1

ГОсудАРстВенный нОмитет по изоБРетениям и отнРытилм

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21 ) 43886 61 /24-24 (22) 08. 12, 87 (46) 15.11.89. Бюл. Р 42 (72) В. И. Кайрялис, Б.Ю. Жаленас и 3 -А.К.Багданскис (53) 681 . 325 (088. 8) (56) Приборы и техника эксперимента.

1982 Р 1, с. 120.

Авторское свидетельство СССР ,М 1058048, кл. H 03 М 1/10, 1982.

1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗ11ЕРЕНИЯ Д1П1АМИЧЕ СКИХ ПАРАМЕТРОВ БЫСТРОДЕЙСТВУ10ЩИХ АНАЛОГО-ЦИФРОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ (57) Изобретение относится к приборостроению и измерительной технике и

„„Я0„„ 1522401 А1 (5П 4 Н 03 М 1/10 может быть использовано для контроля дннамических параметров и измерения времени греобраэования быстродействуюших аналого-цифровых преобразователей (АЦП) при серийном производстве. Изобретение позволяет повысить производительность и расширить область применения. Генератор 1 импульсов выдает импульсы с частотой, равной максимагьной частоте преобразования измеряемого АЦП 2. Фомирователь парных импульсов 3 выделяет парные импульсы с частотой повторения пар, определяемой делителем 4 частоты, которые поступают на тактовый вход измеряемого АЦП 2. С делителя 4.частоты поступают импульсы синхронизации. Они! 522401 ходные коды измеряемого АЦП 2 изме .няются последовательно. Последова, тельность и частота появления кодов

5 проверяется последовательно цифровым компаратором 14. Время преобразования измеряется путем записи выходных кодов измеряемого АЦП 2 в регистр 9 импульсами, задержанными вторым уп: равляемым элементом задержки 10.

2 ил.

Изобретение относится к приборостроению и измерительной технике и 15 может быть использовано для контроля динамических параметров и измерения времени преобразования быстродействующих аналого-цифровых преобразователей (АЦП) при их серийном производстве.

Цель изобретения — повышение производительности и расширение области применения.

На фиг. 1 приведена функциональная 25 схема устройства; на фиг, 2 — временные диаграммы его работы.

Устройство для измерения динамических параметров быстродействующих

АЦП содержит генератор 1 импульсов, измеряемый ALP 2, формирователь 3 парных импульсов, делитель 4 частоты, первый управляемый элемент 5 задержки, первый цифроаналоговый преобразователь 6 (ЦАП), формирователь 7 вход- 5 ного напряжения, первый счетчик 8 импульсов, регистр 9, второй управляемый элемент 10 задержки, формирователь 11 длительности импульсов, второй ЦАП 12, третий счетчик 13 импуль-40 сов, цифровой компаратор 14, блок 15 . задания кодов, второй счетчик 16 импульсов, элемент ИЛИ 17, триггер 18, измеритель 19 временных интервалов, элемент ИПИ 20, четвертый счетчик 21 45 импульсов, элемент ИЛИ 22, первый пе реключатель 23, второй переключатель

24.

Устройство работает следующим образом, Генератор 1 импульсов выдает импуль сы (фиг . 2а) с частотой, равной максимальной частоте преобразования измеряемого АЦП 2. Эти импульсы поступают на первый вход формирователя

3 парных импульсов и на делитель 4 частоты. Импульсы делителя 4 частоты (фиг. 2б) поступают на второй вход формирователя парных импульсов 3. поступают на вход первого управляемого элемента 5 задержки, в котором задержка импульсов зависит от выхода первого цифроаналогового преобразователя (ЦАП) 6. Из задержанных импульсов формируется в формирователе 7 входное напряжение, которое поступает на вход измеряемого АЦП 2, Из-за фазового смещения входного напряжения. относительно тактовых импульсов выФормирователь парных импульсов 3 форI мирует тактовые парные импульсы (фиг. 2в) с частотой повторения пар, равной частоте импульсов, выходящих с делителя частоты 4, а временная задержка в паре соответствует периоду импульсов генератора 1 . Формирователь импульсов представляет собой логический элемент И, на первый вход которого поступают импульсы от генератора

1, а на второй — импульсы делителя 4 через два последовательно соединенных одновибратора, которые устанавливают определенную задержку и длительность импульсов. Импульсы делителя 4 частоты, кроме того, служат импульсами синхронизации для всего устройства. Входное напряжение формируется от импульсов синхронизации, которые. поступают на первый вход первого управляемого элемента 5. Фронт импульсов (фиг. 2г) задерживается первым управляемым элементом 5 в зависимости от выходного напряжения (фиг. 2д) . первого ЦАП 6, которое поступает на ее, второй вход. С задержанного фронта импульсов формирователем входного напряжения 7 формируется входное ° напряжение (фиг. Ze) ° Первым ljAII 6 Уп равляет первый счетчик 8, на счетный вход которого поступают синхроимпульсы.

На один вход измеряемого АЦП 2 поступают тактовые импульсы, а на другой - входное напряжение. Выходные коды измеряемого АЦП 2 поступают на первый вход регистра 9. На второй вход его поступают импульсы записи (фиг, 2ж), которые формируются вторым управляемым элементом 10 задержки из синхроимпульсов, которые поступают на первый ее вход. На второй вход поступает напряжение, управляющее задержкой либо от формирователя

11 длительности импульсов, либо от

152240) ства: в верхнем по схеме положении устройство работает в режиме измерения времени преобразования, а. в нижнем — в режиме проверки пропусков кодов. При наличии сигнала сброс счет— чики 8 и 13 устанавливаются в ноль.

Сигнал сброса через элемент ИЛИ 22 поступает к входу счетчика 16, через элемент ИЛИ 20 — к входу блока 15, к входу триггера 18, к входу счетчика

21, сбрасывая их на исходное состоя50 второго ЦАП 12 в зависимости от положения контактов переключателя 24.

Формирователь 11 представляет собой подстраиваемый резистор, подключенный к источнику питания, а управляемый элемент задержки — одновибратîp., Код для второго ЦАП 12 задает счетчик 13, который считывает импульсы, поступающие на первый вход с выхода (переполнения) счетчика 8, Записанные в регистр 9 коды поступают с него на первые входы цифрового компаратора

14, на вторые входы которого поступает опорный код с блока 15. Выходной уровень цифрового компаратора 14, информирующий о равенстве кодов, поступает на вход разрешения счета счетчика 16. При поступлении на этот вход уровня совпадения кодов счетчик 16 20 считывает синхроимпульсы, поступающие на его счетный вход. Импульсы пере" полнения счетчика 1 6 через элемент

ИЛИ 17 поступают на счетный вход блока 15. Импульсы с его выхода перепол- 25 нения поступают на первый вход триггера 18 (с индикацией), фиксируя окончание измерения. Выходной уровень триггера 18 поступает на вход измерителя временных интервалов 19. Этот 30 уровень дает команду измерить интер-. вал времени с (фиг. 2) между первым из пары тактовых импульсов, поступающих на один из входов, и фронтом импульсов, поступающих на другой вход измерителя 1 9, т.е. измеряет задерж ку записи кодов в регистр 9. Также уровень с выхода триггера 18 поступает на вход генератора l импульсов, запрещая его работу. Импульсы пере- 40 полнения с выхода счетчика 8 через контакты переключателя 23 поступают либо на вход сброса блока 15 через элемент ИПИ 20, либо на вход блока

l5 через первый элемент ИЛИ 17 и на 45 вход счета счетчика 21 (с индикацией)., Первый и второй переключатели 23 и 24 переключают режим работы устройние, соответствующее началу измерения, Триггер 18 и счетчик 21 имеют индикаторы. По шине Задание кода!1, подключенной к входам предустановки счетчика 16, определяют исходный код для него, который записывается в начале измерения с каждым импульсом переполнения счетчика 16, поступающим через элемент ИЛИ 22 на вход, и в режиме измерения времени преобразования с каждым импульсом переполнения счетчика 8, Сначала устанавливаются первый и второй переключатели 23 и 24 в нижнее по схеме положение, соответствующее режиму проверки пропусков кодов измеряемого АЦП 2. После этого устройство запускается по шине Сброс". При этом в нулевое состояние сбрасывается счетчик 8, счетчик 1 3, блок 15, счетчик 21. В счетчик 16 записывается выбранное значение, а триггер 18 сбрасывается на состояние, резрашающее работу генератору импульсов 1 и подготавливающее к работе измеритель

1 9 временных интервалов . Счетчик 8 считывает синхроимпульсы и после каждого меняет маленькими шагами напряжение первого ЦАП 6, которое маленькими шагами меняет задержку наклонной части входного напряжения, поступающего на второй вход измеряемого АЦП

2. При этом на первый вход его поступают парные импульсы. Первый импульс пары дает команду работать измеряемому АЦП 2. Так как задержка входного напряжения увеличивается маленькими шагами, то моментное значение во времени первого тактового импульса меняется маленькими шагами.

Измеряемый АЦП 2 работает как стробоскопический преобразователь. Шаг изменения моментного значения входного напряжения во много раз меньше ступеньки квантования измеряемого АЦП 2, поэтому на его выходе по нескольку раз последовательно должны появляться все коды. Количество появления каждого кода пропорционально ступеням квантования измеряемого АЦП 2.

Годным считается тот измеряемый АЦП

2, количество каждого кода которого не менее заданной нормы, определяемой априорно. Для проверки кодов, они подряд считываются в регистр 9. Выходное состояние регистра зависит от длительности импульсов записи (фиг . 2ж). Длительносч ь задается рав-

1 522401 ной максймальной времени преобразования измеряемого .АЦП 2 формирователем

11. Если фактическое время преобразования измеряемого АЦП 2 меньше за5 данного значения, то выходные коды в регистр 9 записываются устанавившимися, т. е. последовательность их не нарушается, а если больше заданного значения, то записываются неустановившиеся коды, т.е. без порядка.

Выходные коды регистра 9 на цифровом компараторе 14 сравниваются с опорным кодом с первого выхода бло ка 15. Если коды совпадают, то на выходе цифрового компаратора 14 появляется уровень, разрешающий работу счетчику 16, Так как он считывает синхроимпульсы, а с каждым синхроим пульсом измеряемый АЦП 2 выдает но- 0 вый код (он может и повторяться), то . счетчик 16 считывает количество появления кодов, соответствующих данному значению опорного кода. При поступлении на счетчик 16 количества совпадений кодов, превышающего соответствующее заданному значению, он переполняется. Импульс переполнения через элемент ИЛИ 17 меняет опорный код, т.е. состояние блока 15 на единицу, и через элемент 22 записывает код предустановки. Далее проверяется количество появления следующего опорного кода и т.д. Если до заполнения счетчика 8 раньше заполнится

35 блок 15, то выход переполнения послед-. него переключит триггер 18, который извещает, что измерение. закончено, а также дает команду измерителю 1 9 временных интервалов измерить значение 40 задержки считывания кодов и запрещает работу генератора 1 импульсов ° Если какой-то код измеряемого АЦП 2пропущен или ступень квантования

° меньше заданного значения, или время преобразования больше максимального значения, то на счетчик l 6 не поступит ни один или поступит недостаточное количество совпадения кодов и с выхода переполнения счетчика 16 до

S0 переполнения счетчика 8 не поступит импульс сдвига для блока 15 и последний стоит. Тогда импульс переполнения первого счетчика 8 через контакты второго переключателя 23 и элемент ИЛИ 17 сдвинет состояние блока

15. Также этот импульс поступит и на счетчик 21, который фиксирует, что пропущен один код. Далее устройство работает так же до следующего пропуска кода или до переполнения блока 15, импульс переполнения которого переворачивает триггер 18. После этого счетчик 21 показывает количество пропусков кодов. При отсутствии пропусков кодов измеряемый АЦП считается годным.

Измерение времени преобразования производится при верхнем по схеме положении первого и второго переключателей 23, 24. B режиме измерения времени преобразования много раз проверяются пропуски кодов измеряемого

АЦП 2 и при каждом следующем измерении увеличивается маленькими шагами задержка считывания кодов t до исчезновения пропусков кодов . При этом задержку считывания кодов задает второй ЦАП 12, который после каждого переполнения счетчика 8, т.е. после каждой проверки пропусков кодов, увеличивает задержку на маленькое значение, а также переполнением счетчика 8 сбрасывается через элемент ИЛИ 20, блок 15 и через элемент ИЛИ 22 записывается в счетчик 16 код предустановки, Увеличение задержки считывания кодов происходит до появления. подряд всех кодов и количество появления их не менее заданных значений.

Все коды появляются подряд, когда задержка считывания равна времени пре— образования измеряемого АЦП 2. После переполнения блока 15 при переворачивании триггера 18, поступит команда измерители 1 9 временных интервалов измерить задержку считывания которая равна времени преобразования.

Формула изобретения

Устройство для измерения динамических параметров быстродействующих аналого-цифровых преобразователей, содержащее генератор импульсов, цифровой компаратор, блок задания кодов, выходы которого соединены с соответствующими первыми входами цифрового компаратора, о т л и ч а ю щ е е— с я тем, что, с целью повышения производительности и расширения области применения„ введены формирователь парных импульсов, делитель частоты, формирователь входного напряжения, регистр, два управляемых элемента: задержки,.два цифроаналоговых преобразователя, формирователь дли 1522401

10 тельности импульсов, четыре счетчика импульсов, три элемента ИЛИ, триггер, измеритель временных интервалов, два переключателя, причем выход генератора импульсов соединен с первым выходом формирователя парных импульсов и с входом делителя частоты, выход которого соединен с первыми входами первого и второго управляемых элементов задержки, с вторым входом формирователя парных импульсов и счетными входами первого и второго счетчиков импульсов, кодовые выходы первого из которых соединены с соответствующими входами первого цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с вторым входом первого управляемого элемента задержки, выход которого соединен с входом формирователя входного напряжения, выход которого является первой выходной шиной, выход формирователя пар— ных импульсов является второй выходной шиной и соединен с первым входом измерителя временных интервалов, второй вход которого соединен с выходом второго управляемого элемента задержки, а третий вход объединен с управ ляющим входом генератора импульсов и подключен к выходу триггера, вход установки в "0 которого объединен с входами установки в "0" первого, третьего и четвертого счетчиков импульсов, первыми входами первого и второго элементов ИПИ и является шиной

"Сброс", вторые входы первого и вто: рого элементов ИЛИ подключены к первому выходу первого переключателя, второй выход которого соединен со счетным входом четвертого счетчика

5 импульсов и первым входом третьего элемента ИЛИ, второй вход которого объединен с вторым входом второго элемента ИЛИ и подключен к выходу переполнения второго счетчика импульсов, входы предустановки которого являются шиной "Задание кода", вход разрешения счета соединен с выходом цифрового компаратора, а вход синхронизации с вь;ходом второго элемента

ИЛИ, выход первого элемента ИЛИ соединен с входом установки в 0" блока задания кодов, информационный вход которого соединен с выходом третьего элемента KIH, а выход переполнения с входом установки в "1 " триггера, выход переполнения первого счетчика соединен с входом первого переключателя и счетным входом третьего счетчика импульсов, выходы которого сое25 динены с соответствующими входами второго цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с входом второго переключателя, первый и второй выходы которого соединены с входом формирователя длительности импульсов и вторым входом второго управляемого элемента задержки, выход которого соединен с тактовым входом регистра, информационные входы которого являются входной шииой, а выходы соединены с соответствующими вторыми входами цифрового компаратора. !

1 522401

Составитель И.Романова

Редактор.М.Недолуженко Техред Л.Олийнык Корректор Т.Палий

Заказ 6979/56 Тираж 884 Подписное

ВНЦИПИ Государственного комитета по изооретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101