Устройство для контроля функционирования аналого-цифровых преобразователей в динамическом режиме

Изобретение относится к электроизмерительной и вычислительной технике и может быть использовано припостроении устройств для поверкисверхвысокочастотнык (СВЧ) аналогоцифровых преобразователей (АЦП) в динамическом режиме при быстроизменяющемся входном сигнале,Пель изобретения - расширение области применения путем обеспечениявозможности контроля сверхбыстродействующих аналого-цифровых преобразо"вателей и возможности измерения вре-,мени преобразования. 5На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для контроляфункционирования СКЧ АЦП в динамическом режиме.Устройство содержит генератор 1 20гармонического сигнала, генератор 2тактовых импульсов, исследуемыйАЦП 3, Формирователь 4, делитель 5частоты, управляемый элемент б за"держки, блок 7 параллельных стробоскопических преобразователей, блок 8памяти, коммутатор 9, счетчик 10 адресов, блок 11 обработки результатовизмерений, включающий буфер 12 каналаэлектронно-вычислительной машины30(ЭВМ).Устройство работает следующим образом.Генератор 1 вырабатывает близкийк идеальному синусоидальный тестовый(гармонический с малым содержаниемпобочных гармоник) сигнал частотыР. Частоту тактирования Р а генератора 2 тактовых импульсов выбираютблизкой к кратной частоте входного40сигнала Р по ФормулеРтокт 1 Р Вхфгде К 1= 1,2,3, - коэффициент кратности частоты так 45тирования к частоте входного сигнала АЦП;И - разница между частотой тактирования и частотой,кратной частотевходного сигнала.Разницу частот 61: выбирают такой,чтобы значение кода исправного АЦПизменялось на величину не большую,чем величина наименьшего значащегоразряда (НМЗР) при каждом последующем запоминании, мгновенных значений(2) Рзад Рта кт /йС приходом задержанного управляемой линией б задержки стробирующего импульса с делителя 5 частоты на блок 1 происходит фиксация мгновенного значения выходного кода АЦП 3 до прихода следующего стробирующего импульса, Интервал времени между двумя стробимпульсами можно выразить 1 КгКсто Р Р 2 тпктРза и Рта кт(3)Зафиксированные выходные кодовые импульсы АЦП расширяются по времени в К раз по сравнению с длительносгтью импульса, поступающего от АЦП на стробпреобразователь, Если К 2 выбран большим (К 2)10100), то даже при высокой частоте Р.о частотатакт записи зафиксированного значения выходного кода АЦП в блок 8 памяти будет низкой. Выбор режима "Запись/ считывание" блока 8 памяти осуществляется сигналом "Ввод/вывод", поступающим от ЭВМ через буфер .12 канала ЭВМ, Адресация блока 8 памяти имеет два режима. В режиме накопления информации (запись) адресация происходит по информационному каналу коммутатора 9 от счетчика 10 адресов, счетный вход которого подключен к выходу делителя 5 частоты. В режиме извлечения информации (считывание) из блока 8 памяти в ЭВМ адресация выходного кода АЦП (при максимальной скорости нарастания входного сигнала). Таким образом, запоминаемая серия кодов представляет отрезок оцифрованного тестового гармонического сигнала.Трансформацию спектра высокочастотных выходных сигналов АЦП в низкочастотные осуществляют с.помощью стробоскопического способа преобразования временного масштаба повторяющихся электрических сигналов, заключающегося в сжатии их спектра (временного расширения) без искажения Формы сигналов,Трансформация спектра в устройстве реалидорана следующим образом, Импульсы с частотой Р .с выхода генератора 2. тактового импульса через Формирователь 4 поступают на тактовый вход АЦП 3, Также эти импульсы поступают на делитель 5.частоты, которыйимеет. коэффициент деления К, На выходе делителя 5 получают импульсы с частотой44378 35 40 45 50 55 5 16 происходит по информационному каналу коммутатора 9 от ЭВМ через буфер 12 канала ЭВМ (порт установки адреса ячеек памяти) . Выбор канала коммута-. тора 9 осуществляется тем же сигналом что и выбор режима блока 8 памяти.Измерение времени преобразования происходит следующим образом. Интервал времени от момента прихода тактирующего импульса в АЦП 3 и момента прихода стробирующего импульса в стробпреобразователи 7, фиксирующего мгновенное значение выходного кода АЦП, меняют с помощью управляемого элемента б задержки, Управление осуществляется от ЭВМ через буфер 12 канала ЭВМ (порт, установки задержки). Если этот интервал времени становится меньше времени преобразования АЦП 3, то в блок 8 памяти записьваются сме 5 У 10 15 20 25 30 шанные коды, полученные в результате действующего и предыдущего тактовпреобразования, и получаютсяискажениявыходного сигнала,Таким образом, уменьшая время задержки, т,е. интервал времени междутактовым и стробирующим импульсамипри помощи управляемого элемента бзадержки от некоторой начальной величины, заведомо превьппающей время преобразования до величины, при которой искажения выходного сигнала АЦП, полученные путем расчета на ЭВМ по формулам, превьппают допустимый уровень, проводят отсчет времени преобразования.Устройство работает под управлением ЭВМ, В начале ЭВМ выполняет программу обслуживания (управления) устройства, т,е. устанавливается количество отсчетов И, код максимальноФзадержки для управляемого элемента бзадержки. Затем под управлением ЭВМпроисходит смена выбранного каналакоммутатора 9 и смена режима блока 8памяти с записи на считывание. Сэтого момента адресация блока 8 памяти ведется от ЭВМ через буфер 12 ка.нала ЭВМ (порт установки адресаячейки памяти) и начинается загрузкаданных с блока 8 памяти в оперативноезапоминающее устройство (ОЗУ) ЭВМ.После окончания загрузки ЭВМ выполняет программу обработки данных согласно алгоритму, а остальная частьустройства работает в режиме заполнения блока 8 памяти новыми данными(при другой установленной задержке) Потом снова происходит загрузка дан.,ных в ОЗУ ЭВМ, и, как видно по алгоритму, процесс многократно повторяется до тех пор, пока не будетустановлено: годен или бракованныйисследуемый АЦП в динамическом режиме (функциональньп 1 контроль); времяпреобразования исследуемого АЦП;динамическая нелинейность в наименьших значащих разрядах (НМЗР) при.любых, заданных оператором, значенияхзадержки стробимпульса относительнотактирующего импульса,-;Частоты генераторов 1 и 2, разница частот М, а также коэффициенткратности К и коэффициент К выбираются исходя из структуры исследуемого АЦП, максимальной частоты егоработы и быстродействия имеющихсяэлементов запоминающих устройств. Например, для полностью параллельнойсхемы шестиразрядного АЦП, работающего с тактовой частотой 1000 МГц,основные параметры устройства следующие: коэффициент кратности частоттактирующего и входного тестового .сигналов АЦП К= 2; коэффициент делениячастоты К = 200, разница частотГ - "+ 12 кГц, частота стробированияи записи информации в блок памятиР= 5 МГц, нестабильность частотыгенераторов 1 и 2 не хуже 10 . Формула изобретения Устройство для контроля функционирования аналого-цифровых преобразователей в динамическом режиме, содержащее генератор тактовых импульсов, генератор гармонического сигнала, вы" ход которого является новой выходной шиной, последовательно соединенные блок памяти и блок обработки результатов измерения, управляющий выход .которого соединен с управляющим входом блока памяти, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширения области применения путем обеспечениявозможности поверки сверхвысокочастотных преобразователей и измерения времени преобразования, введены блокпараллельных стробоскопических преоб- .разователей, делитель частоты, формирователь, управляемый элемент задержки, коммутатор и счетчик адреса, выходы которого соединены с соответствующими первыми информационными входами.коикутатора., выходы которого сое1644378 1 О Составитель О. РомановаТехред Л.Сердюкова Корректор О,Ципле Редактор А. Шандор Заказ,1248 . Тираж 472 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г,ужгород, ул, Гагарина,10 динены с соответствующими адреснымивходами блока памяти, а вторые информационные входы - с соответствующими первыми информационными выходами,блок обработки результатов измерения,вторые информационные выходы которогосоединены с соответствующими управляющими входами управляемого элементазадержки, информационный вход которого объединен со счетным входомсчетчика адреса и подключен черезделитель частоты к выходу генератора тактовых импульсов и входу формирователя, выход которого является второйвыходной шиной, выход управляемогоэлемента задержки соединен с управляющим входом блока параллельных стробоскопических преобразователей, информационные входы которого являютсявходной шиной, а выходы соединены ссоответствующими информационными входами блока памяти, управляющий входкоторого объединен с управляющим входом коммутатора,