Устройство для измерения времени установления выходного напряжения цифро-аналогового преобразователя

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (и) 603121 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21.06.7 6 (21) 2376445/18-21 сприсоединением,заявки 1х(е (23) Приоритет (43) Опубликовано15.04.78,бюллетень л!" 14 (45} Дата опубликования описания 22.03.78 (51) И. Кл.

Н 03 К 13/32

Й 06 !1 3/00

Гасу)(арстаенный комитет

Сонета Иинистроа СССР по делам изобретений и открытий (53} УДК 621.373. .8(088.8) (72) Авторы изобретения

П. С. Клочан и В. Н. Лаврентьев

Ордена Ленина институт кибернетики Украинской ССР (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕНИ

УСТАНОВЛЕНИЯ ВЫХОДНОГО НА ПРЯЖЕНИЯ

11ИФРО-АНАЛОГОВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

Изобретение относится к области вычислительной техники.

Известно устройство для измерения времени установления напряжения цифро-аналогового преобразователя, содержа)цее генератор их)пульсов, регулируемый источник эта loHklo! (> напряжения, нуль-орган, переключатель и1)дикатор (1) .

Данное ус.,>ойстl30 не Обеспечивает достаточной точности.

Наиболее близким по технической суц(ности к заявленному является устройство, содержащее генератор им>1) льсов, эталонный цифро-аналоговый преобразователь. выход котороl o соединен с одним из BxoloB нуль-оргilllil, вторив Вход которого через расlпиритсль соединеl! с выходом измеряемого цифро-аналогового преобразователя, il выход расширителя через инвертор и непосредственно coeдинен с переключателем, блок aeki! I!(()paLI!III и индикации, входы которого поразрядно соединены с выходами с птчика, вход которого через вентиль соетинен с выходом квантующего генератора (21.

Данное устройство также не обеспечивает достаточной точности.

Целью изобретения является повышение т(>чности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содсржап(ес 1 сllcpi)Top импуг!Ьсов, эталонный цифро-аналоговый преобразо!)атель, выход которого соеди)ьен с одним из входов нуль-органа. второй вход которого через раси иритель соединен с выходом измеряемого цифроаналогового преобразователя. а выход расширителя через инвертор и 11епосрсдственно соеднпен с псреклю «)телом, блок дешифрации и индикации, входы которого поразрядно соединены с выходами счетчика, вход которого через вентиль соединен с выходом квантующего генератора. введены программатор, состоящий из трех задатчиков кодов; два блока логических элементов И, олок логических элементов

И,1И, дополнительный инвертор и триггер

lа причем выходы первого и второго задатчиков кoтов соединены с первыми входами соответстB),IoLIikIx блоков логических элементов И, Bl орые входы одного из блоков логических элементов И соединены с BBIxo Lox! генератора импульсоВ непосредственно, а с вторыми входами второго олока логических элементов И через дополнительный инвертор, выходы блока логических элементов И сос типсны поразрядно через блок логических элементов ИЛИ со входами измеряемого цифро-аналогового преобразователя,

30 у 1- у

60 рамматора поразрядно Соединены со входами эталонного цифро-аналогового преобразователя, при этом один вход триггера соединен с выходом переключателя, второй его вход соединен с выходом дополнительного инвертора, а выход подключен ко входу упомянутого вентиля.

Структурная электрическая схема устройства приведена на чертеже.

Устройство содержит генератор 1 импульсов, эталонный цифро-аналоговый преобразователь 2, блок 3 дешифрации и индикации, нуль-орган 4, программатор 5, состоящий из задатчиков кодов 6 — 8, блоки логических элементов И 9, 10, инвертор 1, блок логических элементов ИЛИ 12, расширитель 13, инвертор 14, переключатель 15, триггер 16, вентиль

)7, квантующий генератор 18, счетчик 19.

На чертеже также показан измеряемый цифро-аналоговый преобразователь 20.

Принцип работы устройства заключаются в следующем.

В исходном состоянии импульс на выходе генератора импульсов 1 отсутствует, напряжение на выходе исследуемого цифро-аналогового преобразователя равно нулю; на выходе нуль-органа 4 установлен «нулевой» сигнал, вентиль 17 закрыт «нулевым» сигналом триггера 16 и импульсы генератора 18 в счетчик 19 не проходят. При появлении импульса (J,, генератора импульсов 1, воздействующего!<3 Ilepвые входы элементов И первого блока элементов И 9, управляющие сигналы с первого задатчика кодов 6, воздействующие на вторые входы элементов И блока элементов И 9 (в (соответствии с заданной комбинацией Nl), проходят через соответствующие элементы ИЛИ блока 12 и воздействуют на входы исследуемого цифро-аналогового преобразователя 20.

Напряжение на выходе исследуемого цифроаналогового преобразователя 20 начинает возрастать и с течением времени достигает установившегося значения UJ; . После (жончания им1 пульса U, генератора импульсов 1 на выходе инвертора 11 появляется импульс Ь;„, который воздействует на первые входы элементов И блока !О, разрешая тем самым прохождение управляющих сигналов с задатчика кодов 7, воздействующих на вторые входы элементов И блока 10 (в соответствии с заданной кодовой комбинацией Х ), на входы элементов ИЛИ блока 12 и далее на соответствующие входы исследуемого цифро-аналогового преобразователя 20. На выходе исследуемого цифро-аналогового преобразователя 20 начинает нарастать напряжение от Llq;, до Vl;, Время установления этого напряжения расширяется расширителем 13. С выхода расширителя 13 выходное напряжение исследуемого цифро-аналогового преобразователя 20 поступает на первый вход нуль-органа 4, на второй вход которого подается напряжение с выхода эталонного цифро-аналогового преобразователя 2, определяющее уровень срабатывания нуль-органа 4.

При достижении равенства этих напряжений, нуль-орган 4 срабатывает, т.;. на его l .(ходе появляется «единичный» сии ал, который перебрасывает триггер 16 из «единичного» состояния в «нулевое». На выходе триггера 16 появляется «нулевой» сигнал, закрывающий вентиль 17 и запрещающий прохождение импульсов генератора 18 в счетчик 19. Счет импульсов генератора 18 прекрашается.

После окончания действия импульса (,„, генератора импульсов 1 напряжение на выходе исследуемого цифро-аналогового преобразователя 20 начинает уменьшаться и с течением времени становится равным (.х,. В момент, когда убываюшее по экспоненте выходное напряжение исследуемого цифро-аналогового преобразователя 20 становится меньше выходного напряжения эталонного преобразователя 2, нуль-орган 4 опять срабатывает, т.е. на его выходе появляется «нулевой» сигнал. С приходом следующего импульса 11,„генератора импульсов 1 происходит процесс установления напряжения от Ц„до Гк, (и от Ц, до

Vq, после окончания действия импульса L;„) на выходе исследуемого цифро-аналогового преобразователя 20, и работа устройства в це.(ом повторяется.

Время установления выходного напряжения исследуемого цифро-аналогового преобразователя 20 определяется, как произведение количества импульсов генератора 18 (подсчитанное счетчиком 19 за промеж ток времени с момента появления импульсов (генератора импульсов 1 до момента достижения выходным напряжением 1 (ь.„исследуемого ш((!>ро-àíà loгового преобразователя 20 уровня измерения

Uyp, заданного эталонным цифро-аналоговым преобразователем 2) и периода следования этих импулЬсов, разделенное на коэффициент расширения расширителя 13. где N — количество импульсов генератора !8, подсчитанное счетчиком 19;

Т,„,. — период следования импульсов гснератора 18;

Кр„„— коэффициент расширения расширителя 13.

После окончания каждого цикла измерения результат счета счетчика 19 поступает в бл((, дешифрации и индикации, где производится его дешифрация и осугцесгвляется выдача результата в принятых единицах измерения.

Для измерения времени установления при нарастании вы одного напряжения исследуемого цифро-аналогового преобразователя от значения U(y,, определяемого кодовой комбинацией Nl, до напряжения U!((, определяемого кодовой комбинацией Ng, в случае если кодовая комбинация N; больше кодовой комбинации

М (Мl N ), переключатель 15 устанавливается в другое положение. Далее устройство работает аналогично его работе, при измерении времени установления в случае, описанном выше, с тем лишь отличием, что с помощью эталонного цифро-аналогового преобразователя 2 задается новый требуемый уровень измерения, а переброс триггера 16 осушествляется импульсом с выхода инвертсра 14.

60312!

Формула изобретения

1О

При измерении времени установления, когда выходное напряжение исследуемого цифро-аналогового преобразователя убывает от значения !)к, определяемого кодовой комбина2

T циеи Nz, до значения Ьх,, определяемого кодовой комбинацией N i, устройство работает с тем отличием, что кодовая комбинация N i задается задатчиком кодов 7, а кодовая комбинация ¹ задается задатчиком кодов 6.

При измерении времени установления, когда выходное напряжение исследуемого цифро-аналогового преобразователя убывает от значения (Зх, до значения 3н„устройство работает с тем отличием, что кодовая комбинация N задается задатчиком кодов 7, а кодовая комбинация 1х! задается задатчиком кодов 6.

Уровень амплитуды измерения (уровень сра батывания нуль-органа 4) при измерении времени установления как в рассмотренных основных, так и в других случаях, задается выходным напряжением эталонного цифро-аналоговего преобразователя, определяемым входно" кодовой комбинацией, задаваемой задатчиком кодов 8. Точность задания уровня амплитуды, до момента достижения которого измеряется время установления выходного напряжения исследуемого цифро-аналогового преобразователя, и точность калибровки нуль-органа 4 (которая производится путем включения младшего разряда эталонного цифро-аналогового преобразователя 2 с помощью задатчика кодов 8), при одинаковом диапазоне выходных напряжений исследуемого и эталонного цифро-аналоговых преобразователей, зависит от соотношения числа разрядов преобразователей.

Кроме точности задания уровня амплитуды измерения и точности калибровки нуль-органа 4, точность измерения времени установления выходного напряжения исследуемого цифро-аналогового преобразователя определяется также числом уровней квантования импульса выходного напряжения на участке его нарастания или убывания. Число уровней квантования выходного напряжения исследуемого цифро-аналогового преобразователя, до момента установления этого напряжения зависит от соотношения времени установления выходного напряжения исследуемого цифро-аналогового преобразователя, коэффициента расширения расширителя и частоты следования импульсов генератора 18, а также от стабильности этой частоты, от стабильности порога срабатывания и

ЭО

Э5

45 нуль-органа 4 и от соотношения частот импульсов генератора импульса и генератора 18.

Устройство для измерения времени установления выходного напряжения цифро-аналогово-. го преобразователя, содержащее генератор импульсов, эталонный цифро-аналоговый преобразователь, выход которого соединен с одним из входов нуль-органа, второй вход которого через расширитель соединен с выходом измеряемого цифро-аналогового преобразователя, а выход расширителя соединен через инвертор и непосредственно с переключателем, блок дешиф рации и индикации, входы которого поразрядно соединены с выходами счетчика, вход которого через вентиль соединен с выходом квантующего генератора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введены программатор, состоящий из трех задатчиков кодов; два блока логических элементов И,. блок логических элементов ИЛИ, дополнительный инвертор и триггер, причем выходы первого и второго задатчиков соединены с первыми входами соответствующих блоков логических элементов И, выход генератора импульсов соединен со вторыми входами одного из блоков логических элементов И непосредственно, а с вторыми входами второго блока логических элементов И через дополнительный инвертор, выходы блока логических элементов И соединены по разрядно через блок логических элементов

ИЛИ со входами измеряемого цифро-аналогового преобразователя, а выходы третьего задатчика кодов программатора поразрядно соединены со входами эталонного цифро-аналогового преобразователя, при этом один вход триггера.соединен с выходом переключателя, второй вход триггера соединен с выходом дополнительного инвертора, а выход триггера подключен ко входу упомянутого вентиля, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Data Conversion Handboock by Donald

В. Bruck Hyarid Systems Corporation, First

Edition, 1974, с. 2 — 52.

2. Балашов В. П., Валитов P. A. и др.

Автоматизация радиоизмерений, Сов. радио, М., 1966, с. 291.

Редактор Н. Зайцева

Заказ 1876/55 (остывитель В. Ггорова

Тскред О. Луговая Корректор H. Tyuu ta т р; l(J8l> 11одиисиое

11Н ИИПИ Государсз венного комитс а Совета М нинся ров СССР ио делам iiçîîðåòåíий и огкргягий

113035, Москвы, Ж-35, Ра1 и кая наб. д. 415

Филиал П11П «Патент», г. У.кгород, ул. 1!росктная, 4