Устройство для автоматического измерения времени преобразования аналого-цифровых преобразователей

 

(») 558396

Союз Советских

Социалистических

Республик!

1 ! !

151) 1и Кл. - Н 03К 13,02 (Gl) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.01.?6 (21) 2311656/21 с присоединением заявки М

Совета Министров СССР ао делам изобретений н откогнтнй

Опубликовано 15.05.77. Бюллетень ¹ 18

Дата опубликования описания 27.06.77 (53) УДК 681.325(088.8) (72) Автор изобретения

В. И. Коновалов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ИЗМЕРЕНИЯ

ВРЕМЕНИ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ АНАЛОГО-ЦИФРОВЫХ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

Государственный комитет (23) Приоритет

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для автоматического измерения времени преобразования быстродействующих асинхронных аналого-цифровых преобразователей (АЦП).

Известно устройство для автоматического измерения статических характеристик случайных погрешностей аналого-дискретных преобразователей, содержащее образцовый преобразователь кода в напряжение (ПКН), блок цифровой уставки, устройство управления, исследуемый АЦП, цифровую схему сравнения (1).

Недостатком указанного устройства является то, что оно не позволяет определять время преобразования АЦП.

Известно устройство измерения времени преобразования аналого-цифровых преобразователей, содержащее цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), прецизионный ключ, исследуемый АЦП, линшо задержки, устройство записи кода, арифметическое устройство и генератор (2)

В таком устройстве применены специальные высокочастотное устройство записи кода и сложное арифметическое устройство, что существенно влияет на стоимость его изготовления. Кроме того, необходимость обработки результатов преобразования увеличивает продолжительность процесса измерения и увеличивает количество вспомогательных операций, что приводит к увеличению вероятности брака проверки и, соответственно, снижает достоверность результатов измерения.

Целью изобретения является повышение быстродействия и достоверности результатов из м ер ен ия.

Это достигается тем, что в устройство для автоматического измерения времени преобразования аналого-цифровых преобразователей, содержащее цифро-аналоговый преобразователь, ключ, соединенный с входом исследуемого аналого-цифрового преобразователя, выход которого подключен и управляющему входу регул руемой линии задержки, а вход линии задержки соединен с управляющим генератором, введены аналоговое вычитающее устройство, дополиительньш цифро-аналоговый преобразователь, триггер, устройство выработки команд на индшсацию и индикатор, причем выходы обоих цифро-аналоговых преобразователей соединены с соответствующими входами аналогового вы штающего уст25 ройства, выход которого подкл o:Iåí к входу ключа, вь1ход исследуемого аналого-цифрового преобразователя подключен к входу устройства выработки команд на индикацшо и к цифровому входу дополнительного цифроЗи аналогового преобразователя, установочный

558396

65 вход которого соединен с первым выходом регулируемой линии задержки и входом установки в ноль триггера, вход установки единицы триггера подключен к входу регулируемой линии задержки, выход триггера соединен с управляющим входом ключа, выход устройства выработки команд на индикацию подключен к первому входу индикатора, второй вход которого соединен со вторым выходом регулируемой линии задержки.

На чертеже показана структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит образцовый цифроаналоговый преобразователь 1, управляющий генератор импульсов 2, аналоговое вычитающее устройство 3, прецизионный быстродействующий ключ 4, триггер 5, регулируемую цифровую линию задержки б, исследуемый АЦП 7, дополнительный цифро-аналоговый преобразователь 8, устройство выработки команды на индикацию 9, индикатор времени преобразования 10.

Устройство работает следующим образом.

В преобразователь 1 записывается код поверяемой точки диапазона исследуемого

АЦП 7. На выходе преобразователя 1 устанавливается соответствующее образцовое напряжение, преобразователь 8 в этом такте работы находится в исходном состоянии и на его выходе напряжение отсутствует. Следовательно, на выходе устройства 3 будет напряжение Up<. Ключ 4 в исходном состоянии закрыт нулевым потенциалом триггера 5 и соответственно на входе АЦП 7 отсутствует напряжение У«. Управляющий импульс в момент 11 с генератора 2 поступает на вход триггера 5 и переключает его. В результате открывается ключ 4 и на вход ЛЦП 7 поступает напряжение U«. Этот же импульс поступает на вход регулируемой линии задержки б, задерживается на заданную величину и в момент времени 1 возвращает триггер 5 в исходное состояние, тем самым закрывая ключ 4. Начальное время задержки устанавливается заведомо превышающим расчетное время преобразования Т„р. В результате на вход АЦП 7 в течение времени 4 — 4))T„ подается образцовое напряжение У«и за этот промежуток времени ЛЦП 7 успевает правильно отраоотать все разряды и преобразовать У«в соответствующий ему код N«

Код У«с выхода АЦП 7 поступает на управляющий вход линии задержки б и в ЦАП 8.

При поступлении кода N«в линию задержки

6 заданное значение времени задержки уменьшается на дискретную величину Л4.

При поступлении кода N«в преобразователь

8 на его выходе устанавливается соответствующее ему напряжение Upi. В результате на выходе устройства 3 будет напряжение, равное разности двух одинаковых напряжений, или нулевой потенциал.

По второму (четному) импульсу осуществляется второй аналогичный такт работы. В момент 41 открывается ключ 4, а в момент

40 (4 — Л4) — закрывается. Однако на вход

АЦП 7 поступает нулевой потенциал, соответственно на выходе ЛЦП 7 также будет нулевой код и изменения времени задержки не произойдет. В данном четном такте импульс с выхода линии задержки 6, закрывающий ключ 4, одновременно устанавливает преобразователь 8 в исходное нулевое состояние и, следовательно, к следующему нечетному такту на входе ключа 4 оудет вновь напряжение поверяемой точки.

Описанные два такта работы периодически повторяются с той лишь разницей, что интервал времени, на который открывается ключ

4 и подается образцовое напряжение Ь«, постоянно уменьшается на величину Л4. Так, при втором измерении АЦП 7 напряжение

Up1 подается в течение времени t> — (4 — Л з), при третьем — в течение времени t< — (4—

2Л4), при и-ом измерении — в течение времени t< — (4 — (и — 1) Л41

Очевидно, если при и-ом измерении интервал времени, в течение которого на вход

ЛЦП 7 подается напряжение Up>, будет меньше времени преобразования, то в ALIH 7 не успевают отработать все разряды и на выходе появляется неправильный код N,, отличный от У«. Соответственно, на входе ЦАП 8 появляется напряжение U, а на выходе АВУ

3 напряжение У« — U,, отличное от нуля. В результате во втором (четном) такте на выходе АЦП 7 появляется код этой разности.

Факт появления кода в четном такте служит командой остановки процесса измерения и устройство 9 выдает сигнал индикации значения времени задержки и установки линии задержки 6 в исходное состояние. Таким образом, определяется время преобразования

ЛЦП 7 с точностью до единицы дискретности регулировки Atp линии задержки 6.

Формула изобретения

Устройство для автоматического измерения времени преобразования аналого-цифровых преобразователей, содержащее цифроаналоговый преобразователь, ключ, соединенный с входом исследуемого аналого-цифрового преобразователя, выход которого подключен к управляющему входу регулируемой линии задержки, а вход линии задержки соединен с управляющим генератором, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и достоверности результатов измерений, в него введены аналоговое вычитающее устройство, дополнительный цифроаналоговый преобразователь, триггер, устройство выработки команд на индикацию и индикатор, причем выходы обоих цифро-аналоговых преобразователей соединены с соответствующими входами аналогового вычитающего устройства, выход которого подключен к входу ключа, выход исследуемого ана558396

Составитель Д. Голубович

Техред М. Семенов

Корректор А. Степанова

Редактор Н. Каменская

Заказ 1155/!0 Изд. А 437 Тираж 1077 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР ио делам изобретений и открытий

113035, Москва, Я-35, Раушская паб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 лого-цифрового преобразователя подключен к входу устройства выработки команд на индикацию и к цифровому входу дополнительного цифро-аналогового преобразователя, установочный вход которого соединен с первым выходом регулируемой линии задержки и входом установки в ноль триггера, вход установки единицы триггера подключен к входу регулируемой линии задержки, выход триггера соединен с управляющим входом ключа, выход устройства выработки команд на индикацию подключен к первому входу индикатора, второй вход которого соединен со вторым выходом регулируемой линии задержки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР N0 319065, М. Кл. - Н 03К 13/02, опубл. 28.10.71.

2. Бородатый В. И., Коновалов В. И., Семенюк А. Л. «Автоматизация процесса проверки аналого-цифровых и цифро-аналого10 вых преобразователей». Материалы третьей республиканской научно-технической конференции по метрологии» ч. 1, Тбилиси, 1974 г., стр. 491 — 49б (прототип).