Преобразователь динамических параметров импульсных схем в код

 

498733

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авг. свид-ву (22) Заявлено 01.04.74 (21) 2009041/26-21 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 05.01,76. Бюллетень ¹ 1

Дата опубликования описания 24.03.76 (51) M Кл H 03К 13/02

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.317.361 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. И. Ковальков и Ю. К. Филипский (71) Заявитель

Одесский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ

ИМПУЛЬСНЫХ СХЕМ В КОД

Изобретение относится к области цифровой измерительной техники и может быть использовано при создании преобразователей временных характеристик различных импульсных схем в цифровой код.

Известные преобразователи динамических параметров импульсных схем в код содержат генератор тактовых импульсов, блок управления, формирователи трапецеидальных и эталонных прямоугольных импульсов, исследуемую схему, распределитель с цифро-аналоговым преобразователем, источник опорных напряжений, инвертор, переключатель и два балансных каскада с генераторами тока в общих эмиттерных цепях нх сравнивающих транзисторов.

Однако такие устройства имеют малую разрешающую способность, низкое быстродействие. Кроме того, они сложны, так как требуют использования формирователя строб-импульсов.

Целью изобретения является повышение разрешающей способности, быстродействия устройства и его упрощение за счет исключения формирователя строб-импульсов.

Эта цель достигается тем, что предложенное устройство снабжено туннельным диодом и транзисторным ключом, вход которого подключен параллельно туннельному диоду, а выход соединен с блоком управления. При этом коллекторы транзисторов балансных каскадов, соединенных соответственно с выходами исследуемой схемы и формирователя трапецеидальных импульсов, объединены с помощью переключателя и подключены к шине питания через туннельный диод.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Оно содержит генератор тактовых импуль10 сов 1, блок управления 2, формирователь эталонных прямоугольных импульсов 3, формирователь трапецеидальных импульсов 4, исследуемую схему 5, переключатель 6, инвертор 7, балансный каскад на транзисторах 8, 9 и ге15 нераторе тока 10, балансный каскад на транзисторах 11, 12, и генераторе тока 13, источник опорных напряжений 14, туннельный диод

15, транзисторный ключ на транзисторе !6 и резисторе 17, распределитель 18 и цпфро20 аналоговый преобразователь 19 (LIAH) .

Устройство работает следующим образом.

Перед измерением туннельный диод сбрасывается в низковольтное состояние. Первый тактовый импульс через блок управления и

25 распределитель включает старший разряд цифро-аналогового преобразователя и несколько позже запускает формирователи.

В начальный момент на первый балансный каскад подано только опорное напряжение

3() U, на уровне которого измеряется задержка

498733 распространения включения 1ь а на второй— только напряжение У„»„и каскады работают в режиме переключателей токов, т. е. через транзистор 12 протекает весь ток генератора

13:/н = 1дь а транзистор 8 полностью закрыт 5

42 =О. Затем на другом входе второго каскада напряжение начинает линейно нарастать, а немного позже и к другому входу первого каскада прикладывается выходное напряжение исследуемой схемы U(t). В момент, когда на- 10 пряжения U,(t) и U„», начинают уравновешиваться, токи транзисторов 8, 9 и 11, 12 начинают перераспределяться. Затем балансный каскад полностью переключается и ток 4 достигает максимума 1,2. 15

Допустим переключение первого каскада происходит позднее, чем второго. Тогда в течение некоторого времени через туннельный диод будут протекать коллекторные токи транзисторов 12 и 8, а их суммарное значение (t) = tel (t) + t„2(t) превысит пиковый ток диода. Туннельный диод перебрасывается в высоковольтное состояние. Срабатывает ключ и выдает в блок управления команду оставить 25 первый разряд ЦАП включенным, т. е. записать в первом разряде «1». Во время второго такта на выходе UAH уже будет суммарное напряжение первого и второго разряда, а второй балансный каскад переключается позже, 30 чем в первом такте. Переключение первого каскада и во второй раз произойдет в прежней точке, допустим, несколько раньше, чем второго каскада. В какой-то момент токи могут перекрываться, но, так как суммарный ток 35

tz (t) в течение такта был меньше Уп11к тун цельный диод останется в низковольтном состоянии и ключ не срабатывает. При этом второй разряд ЦАП сбрасывается блоком управления в «нуль». 40

В следующие такты устройство работает аналогично. В итоге для рассматриваемого случая получаем выходной двоичный код:

=1011 .... Число измерительных тактов, как и в обычном аналого-цифровом преобра- 45 зователе напряжения с поразрядным уравновешиванием, равно разрядности преобразователя. Чтобы прокодировать измеряемый интервал с точностью до 0,001 необходимо 10 тактов, т. е. пропустить через исследуемую схему (объект) 10 импульсов. Заметим, что при стробоскопическом методе по той же точности в пределе необходимо 1000 импульсов, и вероятность того, что их временные параметры не нарушаются в каком-то импульсе или не изменятся за время измерения, гораздо ниже, чем для 10 импульсов. Следовательно, в предложенном устройстве ослабляется влияние помех и кратковременных нестабильностей, а точность кодирования может быть повышена.

Время задержки выключения 4 либо длительность заднего фронта импульса кодируются аналогично 1ь В этом случае переключатель 6 переводится во второе положение, объединяя и подключая через туннельный диод 15 коллекторы транзисторов 8 и 11. Формирователь 4 запускается теперь инвертированными тактовыми импульсами, т. е. начало трапецеидальных импульсов совпадает с задним фронтом эталонных.

Предмет изобретения

Преобразователь динамических параметров импульсных схем в код, содержащий генератор тактовых импульсов, подключенный к блоку управления и связанный с формирователями трапецеидальных и эталонных прямоугольных импульсов, к выходу которого подключен вход исследуемой схемы, распределитель с цифро-аналоговым преобразователем и источник опорных напряжений, связанные с блоком управления, а также инвертор, переключатель и два балансных каскада с генераторами тока в общих эмиттерных цепях Нх сравнивающих транзисторов, о т л и ч а ю щ и йся тем, что, с целью повышения разрешающей способности, быстродействия и упрощения устройства за счет исключения формирователя строб-импульсов, он снабжен туннельным диодом и транзисторным ключом, вход которого подключен параллельно туннельному диоду, а выход — к блоку управления; при этом коллекторы транзисторов балансных каскадов, соединенных соответственно с выходами исследуемой схемы и формирователя трапецеидальных импульсов, объединены с помощью переключателя и подключены к шине питания через туннельный диод.

498733

Составитель А. Изюмов

Техред М. Семенов

Корректор Т. Гревцова

Редактор Л. Утехина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 431 11 Изд. № 164 Тираж 1029 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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