Устройство для измерения динамических характеристик цифроаналоговых преобразователей

(2 (4 (7 57 тносится к измериИзобретение ой и нреобр огательнои технн пользовао для н тель может быть ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГННТ СССРОПИСА РСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 2 . 7.876) 23,11,89, Вол. 9 432) 1.К Вдулнн, Н,П. Ермилов, А,С., Г 1 елыпков и А,Г 1. Симагин (53) 681.325 (088. 8)(56) Дубовой 11,Д, и дрИзмерения и контроль в микроэлектронике,/1 од редакцией А.А. Сазонова, - Мф Высшая школа, 1984.Авторское свидетельство СССР К 175766, кл, Н 03 М 1/10, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДНЯ ИЗГЕРЕЕ 11 Я ДИНАЫЛЕСКИХ ХАРР КТГРИСТИК ЦИРОАНАЛОГО В 11 Х 1,ЕОВРАЗО ВАТЕЛЕЙ 2мерения динамических характеристик циф роаналоговых преобразователей.Цель изобретения - повышение точностиизмерения,устройство для измерения динами" ческих характеристик цифроаналоговых преобразователей содержит датчик 1 кода, осциллограф 2, управляемый источник 3 опорного напряжения, компаратор 4, генератор 5 тактовых импуль сов, сумматор 6, управляемый делитель 7 напряжения, генератор 8 пило образного напряжения, выходную 9 и входные 10-12 шины и поверяемый цифроаналоговый преобразователь 13. Положительный эффект достигнут за счет исключения нелинейных эффектов в измерительном тракте, обусловленныхперегрузкой тракта и временем восстановления его после перегрузки. 2 ил,Изобретение относится к измерительной и преобразовательной техникеи может быть использовано для измерения динамических характеристик цифроанапоговых преобразователей (ЦАП),операционных усилителей и др.Цель изобретения - повышение точности измерения.На фиг.1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2первходная характеристика ца экранеосциллографа,Устройство для измерения динаиических характеристик ЦАП (фиг.1). со-. 15держит датчик 1 кода, осциллограф 2,управляемый источник 3 опорного напряжения, компаратор 4, генератор 5тактовых импульсов, сумматор 6, управляеиьй делитель 7 напряжения, генератор 8 пилообразного напряжения,выходную шину 9, входные шины 10-12и контролируемый ЦАП 13,Устройство работает следующим образом. 25 Измерение динамических параметров ЦАП (время установления выходного сигнаа, времени задержки, задержки распространения и др,) осуществляется в устройстве по теневой маске, которая образуется на экране осциллографа и является осциллограммой исследуемого переходного процесса.На цифровые входы контропируемого35 ЦАП 13 поступают с выходов датчика 1 кода по выходной информационной шине 9 чередующиеся две кодовые комбинации И, и И . Период смены кодовых комбинаций определяется частотой генератора 5 импульсов, который синхронизирует также запуск горизонтальной развертки осциллографа 2. На выходе ЦАП 13 попеременно образуются два уровня напряжения, соответствующие кодам М, и И,15Сигнал с выхода ЦАП 13 поступает по входной информационной шине 11 на первый вход компаратора 4, на второй вход которого поступает с выхода сумматора 6 сигнал сложной формы, представляющий собой сумму постоянного уровня напряжения с. выхода управляемого источника 3 и пилообразного напряжения с выхода управляемого делителя 7 напряжения, На информационный55 вход управляемого делителя 7 пилообразное напряжение поступает с выхода генератора 8 пилообразного напряжепя. Это же напряжение поступает навход У вертикаЛьного усиления осциллографа 2, Частота повторения пилообразного напряжения Р много меньше частоты Р импульсов генератора 5, что обуславливает практически постоянную величину выходного напряжения сумматора 6 за период смеь уровцей 11(1,) ца Ц (И ) ца выходе ЦАП 13. Величина выходного напряжения Е управляемого источника 3 регулируется сигналом по второй входной управляющей нине 10 таким образом, чтобы постоянная составляющая выходногонапряжения сумматора 6 находилась всередине исследуемого диапазона напряжеций ЦАП 13. Амплитуда биополярного пилообразного напряжения ца выходе управляемого делителя 7 напряжения регулируется сигналом, поступающим на первую входную управляющую шину 12 такци образом, чтобы переменный сигнал на выходе сумматора 6 перекрывал исследуемый диапазон выходныхнапряжений ЦАП 13. Выходной сигналкоипаратора 4; соответствующий знакуразности его входных напряжений, поступает на вход Е осциллографа 2, управляя яркостью его луча. При этом, иэображение а экране осциллографа , представляет собой растр прямоуголь" цой формы (Фиг.2), который состоитиз и = Г-/1,. практически горизонтальых линий, При движении луча вдоль каждой иэ этих линий развертки яркость луча резко меняется при изменении выходного сигнала компараторас высокого уровня на низкий, что обраэует "теневое" изображение (маску)исследуемого переходного процесса.Протяженность во времени исследуемого участка выбирается установкой соответствующей длительности развертки осциллографа 2. Управляемые источник 3 и делитель 7 могут быть реализованы, например, на основе умножающих ЦАП.Повышение точности измерения в 1предлагаемом устройстве по сравнениюс известным достигается за счет исключения нелинейных эффектов в измерительном тракте, обусловленных перегрузкой тракта и временем восстановления его после перегрузки. Управление уровнем пилообразного напряжения в блоке 7 позволяет выбирать для исследования практически любую протяженность по вертикапи (отцосительно Е5 1524 исследуемого участка переходной характеристики, При необходимости с помощьюустройства можно определять установившееся значение выходного напря 5 жения ЦАП 13. Для этого коэффициент передачи управляемого делителя 7 уменьшается до нуля, а выходное напряжение Е, источника 3 устанавливается на таком уровне, чтобы компаратор 4 фиксировал равенство напряжения Е и выходного напряжения ЦАП 13, При этом напряжение на выходе сумматора 6 соответствует установившемуся значению напряжения на выходе ЦАП 13, Кроме того, устройство может быть использовано для исследования динамических характеристик как операционных усилителей, так и устройств выборки и хранения (в режиме слежения), для 20 этого достаточно включить измеряемые объекты между компаратором 4 и ЦАП 13, используя выходные сигналы последнего как эталонные.25Разрешающая способность устройства по времени определяется быстродействием компаратора, а предельная разрешающая способность по уровню определяется собственными шумами компара- ЗО тора и тепловыми процессами в нем, Точность измерения ограничивается в основном также шумами компаратора, под которыми понимается быстроменяющееся напряжение на выходе компаратора при короткозамкнутых его входах (при равенстве сравниваемых напряжений), За счет указанных шумов размывается граница свет - тень изобра 73 .6жения на экране осциллографа, что приводит к погрешности фиксации измеряемого интервала времени.Формула из обретнияУстройство для измерения динамических характеристик цифроаналоговых преобразователей, содержащий датчик кода, выходы которого являютсявыходной шиной, генератор тактовыхимпульсов, выход которого соединенс входом синхронизации осциллографа,управляемый источник опорного напряжения, выход которого соединен с первым входом сумматора, а вход является первой входной шиной управления,и делитель напряжения, о т л и ч а -ю щ е е с я тем, что, с целью повы-,шения точности измерения, в неговведены компаратор и.генератор пило-образного напряжения, а делительнапряжения выполнен управляемым,управляющий вход которого являетсявторой входной шиной управления, авыход соединен с вторым входом сумматора, выход которого соединен спервым входом компаратора, второйвход которого является входной информационной виной, а выход соединен с первым информационным входомосциллографа, второй информационныйвход которого объединен с информационным входом управляемого делителя напряжения и подключен к выходугенератора пилообразного напряжения,вход датчика кода подключен к выходугенератора тактовых импульсов,