Измеритель динамических параметров компараторов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 555374 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) ЗаЯвлено 28.04.76 (21) 2351705/21 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.04.77, Бюллетень № 15 (45) Дата опубликования описания 17.05.77 (51) И. Кл

C 04 F 10/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 531.761 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. П. Дьяконов, В. Д. Дроздов, A. К. Лапиньш, В. В. Матавкин и Ю. П. Троицкий

Смоленский филиал Московского ордена Ленина энергетического института (71) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ

КОМПАРАТОРОВ

Изобретение относится к измерительной и импульсной технике и может использоваться для измерения динамических параметров компараторов.

Известно устройство для измерения ди- 5 намических параметров (время задержки включения, время задержки выключения и время стробирования) компараторов Pl) .

Однако известное устройство обладает рядом недостатков: ручное управление, низ- 10 кая точность измерения, большое время измерения, обусловленное ручными операциями.

Цель изобретения — повысить точность измерения и быстродействие устройства, 15

Это достигается тем, что в измеритель динамических параметров компараторов, содержащий генератор импульсов опорной частоты, два резистора, источник опорного напряжения, генератор строб-импуль- 20 сов, первый выход которого соединен с первым входом компаратора, выход которого подключен к резистору нагрузки, дополнительно введены операционный усилитель, запоминающее устройство, два лоро- 25 говых устройства, элемент ИЛИ, RD -триггер, преобразователь масштаба времени, элемент И, счетчик импульсов, программное устройство управления, два двухвходовых электронных ключа, первые входы которых соединены с источником постоянного напряжения, а выходы двухвходовых электронных ключей соединены через резисторы с общей шиной устройства и через реле с первым выходом программного устройства управления и со вторым и третьим входами компаратора, второй вход которого соединен с выходом операционного усилителя, один из входов которого связан с выходом источника опорного напряжения, а другой вход операционного усилителя через запоминающее устройство соединен с выходом компаратора и со входами двух пороговых устройств, выходы которых через элемент ИЛИ подключены к одному из входов

R8 — триггера, выход Я8 — триггера соединен через преобразователь масштабного времени с одним из входов элемента И, другой вход которого подключен к выходу генератора импульсов опорной частоты, а

555374 выход элемента И подключен ко входу счетчика импульсов, при этом другой вход25триггера соединен со вторым выходом генератора строб-импульсов, один из входов которого подключен к второму выходу программного устройства управления и ко второму входу первого электронного ключа, другой вход генератора строб-импульсов соединен с третьим выходом программного устройства управления, четвертый выход которого подключен ко второму входу второго электронного ключа, а пятый выход программного устройства управления соединен с четвертым входом компаратора, На чертеже приведена функциональная схема измерителя динамических параметров компараторов, Устройство содержит компаратор 1, нагруженный на нагрузку 2. Входы через контакты реле 3 подключены к опорным резис- 20 торам 4, 5 и ко входам двухвходовых электронных ключей 6и 7. Один из входов ключей 6, 7 через резисторы 8 и 9 подключен к источнику 10 стабильного постоянного напряжения. Операционный усилитель 11, на вход которого подключено опорное напряжение U другим входом чео рез запоминающее устройство 12 соединено с выходом компаратора 1. Выход усилителя 11 через резистор 13 подключен к первому входу компаратора 1. Выход компаратора 1 подключен ко входам пороговых устройств 14 и 15, а выходы последних через элемент ИЛИ 16 подключены к первому входу РЯ вЂ” триггера 17. Выход триггера 17 55 подключен к преобразователю масштаба времени 18 и входу элемента И 19. Другой вход элемента 19 подключен к генератору опорной частоты 20, а выход элемента

19 — к счетчику 21. Вход ключа 6 подклю- 40 чен к первому выходу генератора 22 тестсигналов, Второй выход генератора 22 подключен ко второму входу%8 — триггера и третий выход генератора 22 — ко входу генератора стробирования "строб" компара- 45 тора 1. Синхронизацию работы блоков обеспечивает программное управляющее устройство 23. С отдельных выходов устройства

23 управляется ключ 7 и подаются питающие напряжения на компаратор 1. 50

Рассмотрим работу устройства. До моо мента измерения времени включения 5 программное устройство 23 обеспечивает положение контактов реле 3. При этом ключи 6 и 7 закрыты и на входы компара- 55 тора подаются нулевые напряжения, а на вход генератора стробирования-постоянное напряжение. При этом работает система автоматической балансировки компаратора.

Выходное напряжение последнего сравнива- 60 ется усилителем 11 с опорным напряжени- ем Uo. Усилитель 11 вырабатывает сигнал рассогласования, воздействующий через резистор 13 на вход компаратора 1, что приводит к его автоматической балансировке.

Спустя время, достаточное для балансировки, программное устройство включает ключ 7 (момент времени,, ) и на его выходе устанавливается опорное напряжение ой я оа при Й» Й и (.„»0 „

Компаратор при этом переключается в состояние логического "0 на выходе.

Спустя время t необходимое для заид вершения переходного процесса переключения компаратора (момент ф ) программное устройство запускает генератор тест-сигналов 22. Этот генератор вырабатывает импульсы с малой длительностью фронта (ж 1 нс ). Эти импульсы включаютДЯтриггер 17 и электронный ключ 6. На выходе ключа 6 появляется скачок с амплитудой

=Я о Е R /A (2) R и п о о ,Блительность фронта этого скачка также не превышает 1 нс (для этого ключ 6 выполнен на сверхбыстродействующих диодах Шоттки).

При 0„ Цои компаратор начинает переключаться в состояние логической "1" на выходе и его выходное напряжение нао1 чинает расти. Спустя время включениями это напряжение достигает заданного уровняЦио„(в данном случае это пороговое напряжение переключения последующей за компаратором логической микросхемы, на работу с которой он рассчитан). Момент оа фиксируется быстродействующим пороЗА говым устройством 14 (выполнено на лавинном транзисторе). Через элемент ИЛИ

16 импульс с выхода поргового устройства

14 поступает на входДЯ- триггера 17 и возвращает его в исходное состояние.

Таким образом, на выходе быстродействующего триггера 17 (выполнен на туннельном диоде) формируется интервал времени включения 1, Поскольку этот интервал составляет (20-200 нс), то для упрощения счетчика 21 в устройство введен преобразователь масштаба времени, обеспечиваОУ ющий расширение интервала t в заданное число раз (в нашем случае в 100 раз).

Расширенный интервал времени измеряется путем подсчета числа импульсов гене555374 ратора 20, прошедших через элемент 19.

Подсчет осуществляется счетчиком 21.

Аналогично происходит измерение времени выключения. В этом случае программное устройство 23 переключает контакты ре- 5 ле 3 и входы компаратора меняются местами. При измерении выходное напряже3А ние компаратора меняется от уровня логической "1" до порогового 0„, Момент равенства фиксируется пороговым устрой- 10 ством 15.

При измерении времени стробирования программное устройство вначале включает оба ключа 6 и 7, а реле устанавливается в положение, соответствующее измерению 15 времени включения. При этом на входе (+) компаратора устанавливается уровень 0г, на входе (-) — уровень U

О1

Весь цикл измерений каждого парамет- 25 ра не превышает 1 5 мкс, За это время благодаря включению аналогового запоминающего устройства 12 с соответствующей постоянной времени компаратор сохраняет балансировку, 30

Кроме того, программное устройство обеспечивает подачу питающего напряжения на компаратор лишь на время проведения всех вспомогательных и основных операций (= 1 с). 35

Формула изобретения

Измеритель динамических параметров 40 компараторов, содержащий генератор импульсов опорной частоты, два резистора, источник опорного напряжения, генератор строб-импульсов, первый выход которого соединен с первым входом компаратора, 45 выход которого подключен к резистору нагрузки, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения точности измерения и быстродействия устройства, в него дополнительно введены операционный усилитель, запоминающее устройство, два пороговых устройства, элемент ИЛИ,Я9 -триггер, преобразователь масштаба времени, элемент И, счетчик импульсов, программное устройство управления, два двухвходовых электронных ключа, первые входы которых соединены с источником постоянного напряжения, а выходы двухвходовых электронных ключей соединены через резисторы с общей шиной устройства и через реле с первым выходом программного устройства управления и со вторым и третьим входами компаратора, второй вход которого соединен с выходом операционного усилителя, один из входов которого связан с выходом источника опорного напряжения, а другой вход операционного усилителя через запоминающее устройство соединен с выходом компаратора и со входами двух пороговых устройств, выходы которых через элемент ИЛИ подключены к одному из входов RG- триггера, выход R5 — триггера соединен через преобразователь масштаба времени с одним из входов элемента И, другой вход которого подключен к выходу генератора импульсов опорной частоты а выход элемента И подключен ко входу счетчика импульсов, при этом другой вход 3 5 — триггера соединен со вторым выходом генератора строб-импульсов, один из входов которого подключен к второму выходу программного устройства управления и ко второму входу первого электронного ключа, другой вход генератора стробимпульсов соединен с третьим выходом программного устройства управления, четвертый выход которого подключен ко второму входу второго электронного ключа, а пятый выход программного устройства управления соединен с четвертым входом компаратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1 "Электронная промышленность" № 8, 1975, с. 54-56.

555374

Составитель О. Богомолов

Редактор О. Стенина Техред М. Ликович Корректор Б. Югас

Заказ 456/22 Тираж 6Î2 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений .и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4