Устройство для оценки точности работы операционных усилителей

ОПИИЗОВРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 437107 Союз СоветскйСоциалистицескихРеспублик 1) Зависимое от авт. свидетельства2) Заявлено 13.10.72 (21) 1836614/18-24ием заявки-с присоединен32) Приоритетпубликовано 25,07 асударстеенныи камитеСовета Министрса СССРпа делам иэасретенийи открытий 1.34088.8 ллетень Дата опубликования описания 03.01.7 72) Авторы изобретенн Л, А, Корытная, А, А, Проценко и В. В. Бу Институт кибернетики АН Украинской С) Заявитель 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЦЕНКИ ТОЧНО ОПЕРАЦИОННЫХ УСИЛИТЕЛ РАБОТЫ авнени правл зана блок-схем устро Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к гибридной.Известны устройства оценки точности работы операционных усилителей, содержащие гармонический осциллятор и блок сравнения.Известные устройства отличаются малым числом контролируемых параметров и узким частотным диапазоном.Предлагаемое устройство дополнительно содержит цифровой блок управления и обработки, блок коммутации, два масштабных блока, блок операционных усилителей и блок управления осциллятором, причем выходы цифрового блока управления и обработки соответственно соединены с входом блока цифра-аналоговых преобразователей, с входом цифроаналогового преобразователя, с входом блока коммутации. Выход блока цифро-аналоговых преобразователей соединен с входом первого масштабното блока, выход цифро-аналогового преобразователя соединен с одним из входов блока сравнения, выход первого масштабного блока соединен с входом блока коммутации, входы и выходы блока коммутации соответственно соединены с входами и выходами блока операционных усилителей, гармонического осциллятора, блока управления осциллятором. Кроме того выход блока коммутации соединен с входом второго масштабного блока, выход которого соединен с вторым входом блока сравнения, а выход блок соединен с входом цифрового бло ния и обработчики.На чертеже пока 5 ства.Она состоит из цифрового блока 1 управления и обработки, блока 2 цифро-аналоговых преобразователей; цифро-аналогового,преобразователя 3; блока коммутации 4; блока 10 сравнения 5; масштабного блока б; масштабного блока 7; гармоничеокого осциллятора 8; блока 9 управления осциллятором, служащим для запуска и останова гармонического осциллятора 8 совместно с проверяемым операцион ным усилителем; блока 10 операционных усилителей, подлежащих проверке,Цифровой блок 1 управления и обработкипредназначен для выдачи через блок коммутации 4 начальных условий и входных сигналов 20 на проверяемые операционные усилители блока операционных усилителей 10 и на операционные усилители гармонического осциллятора 8; для управления блоком коммутации 4 при различных вариантах переключений; дл 25 пуска и останова гармонического осциллятора8 и при замене в его структуре одного из операционных усилителей проверяемым операционным усилителем блока 10 операционных усилителей, для выдачи эталонной кривой в 30 дискретном коде на цифро-аналоговый пре3образователь 3; для съема результатов контроля с блока сравнения 5; для анализа результатов контроля и выдачи их на цифро-печать.Блок 2 цифро-аналоговых преобразователейпредназначен для выдачи начальных условийи входных аналоговых сигналов на операционные усилители блока 10 операционных усилителей и на операционные усилители гармонического осциллятора 8.Цифро-аналоговый преобразователь 3 предназначен для преобразования эталонной кривойв дискретном коде, эквивалентной выходному сигналу на выходе операционного усилителя при работе гармонического осциллятора8, в аналоговые сигналы и выдачи их на блоксравнения 5.Блок коммутации 4 предназначен для подключения операционных усилителей блока 10операционных усилителей и операционныхусилителей гармонического осциллятора 8 квыходам блока 2 цифро-аналоговых преобразователей, для подключения каналов управления цифрового блока 1 управления и обработки к блоку управления осциллятором 9, дляподключения вместо одного из операционныхусилителей гармонического осциллятора 8проверяемого операционного усилителя блокаоперационных усилителей 10, для подключения каналов выхода проверяемых усилителейблока операционных усилителей на масштабный блок 7.Блок сравнения 5 предназначен для сравнения аналоговых величин эталонной кривой сопределенным шагом дискретности, выдаваемой цифро-аналоговым преобразователем 3, саналоговыми сигналами, поступающими с выхода масштабного блока 7, и для выдачи результатов контроля в цифровой блок 1 управления и обработки.Масштабный блок 6 предназначен для согласования масштабов выходных сигналовблока цифро-аналоговых преобразователей 2 свходными сигналами проверяемых операционных усилителей блока операционных усилителей и операционных усилителей гармонического осциллятора 8.Масштабный блок 7,предназначен для согласования масштабов выходных сигналовпроверяемых операционных усилителей блокаоперационных усилителей с входным сигналомблока сравнения 5,Гармонический осциллятор 8 предназначендля проверки работы операционного усилителя блока операционных усилителей, подключенного в гармонический осциллятор 8 вмесгэодного из его операционных усилителей.Предлагаемое устройство работает следующим сразом. При работе в режиме оценкиточности,проверяемых операционных усилителсй каждый проверяемый операционный усилитель блока операционных усилителеи поочередно подключается с помощью блока коммутации 4 цифровым блоком управления и обработки 1 в гармонический осциллятор 8вместо одного из операционных усилителей,10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4работающих в режиме интегратора. Операцчонные усилители самого гармонического осциллятора 8 являются эталонными. Гармонический осциллятор при этом решает дифференциальное уравнениеу" + д=О,Выходной сигнал проверяемого операционного усилителя при решении уравнения (1) будет представлять синусоидальное выходное на,пряжение.Гармонический осциллятор 8 вырабатывает гармонические синусоидальные колебания и является весьма чувствительным индикатором, обнаруживающим дополнительные фазовые сдвиги в используемых в гармоническом осцилляторе операционных усилителях, Фазовую погрешность эталонных усилителей гармонического осциллятора можно определить заранее и затем вычислить фазовую погрешность проверяемого операционного усилителя, Для осуществления цикла проверки точности операционного усилителя блока операционных усилителей 10 с помощью цифрового блока 1 управления и обработки и блока коммутации 4 набирается гармонический осциллятор 8 совместно с лроверяемым операционным усилителем блока операционных усилителей, выдаются определенные входные значения и начальные условия на операционные усилители набранного гармонического осциллятора 8 и через блок управления осциллятора 9 запускается набранный гармонический осциллятор. С выхода проверяемого операционного усилителя блока операционных усилителей 10 через масштабный блок 7 на один из входов блока сравнения 5 начинают поступать, непрерывные аналоговые сигналы в виде синусоидальных колебаний определенной амплитуды, Одновременно с запуском гармонического осциллятора 8 от цифрового блока 1 управления и обработки с определенным шагом дискретности через цифро-аналоговый преобразователь 3 на второй вход блока сравнения 5 начинают поступать дискретные по,времени аналоговые ситналы, эквивалентные эталонному решению уравнения (1). Выдача аналоговых сигналов с цифро-аналогового преобразователя 3 на блок сравнения 5 синхронна по времени и равна в определенные моменты времени мгновенным значениям, непрерывного аналогового сигнала, поступающего в виде эталонного решения (1) с выхода гармонического осциллятора 8. Таким образом, на блоке сравнения 5 осуществляется сравнение синхронных по времени мтновенных значений эталонного и рабочего решений 1 уравнения (1). Все результаты сравнения записываются в процессе решения уравнения гармоничеоким осциллятором 8 в ячейки памяти цифрового управления и обработки 1,Проверка точности операционных усилителей блока 10 операционных усилителей осуществляется,в два этапа. На первом этапе осуществляется проверка амплитудных погреш.5 1 о 15 го 25 ностей этих операционных усилителей, которая заключается в том, что каждый проверяемый онерациоидный усилитель, как было описано, подключается в гармонический осциллятор 8 и проверяется по выходным значениям его сигналов на интервале времени работы гармонического осциллятора 8, равном одному периоду синусоидальных колебаний данного гармонического осциллятора 8. Цифровой блок 1 управления и обработки обеспечивает вывод на цифро-,печать данных, характеризующих точность изменения формы кривой синусоидального напряжения на выходе проверяемого операционного усилителя блока 10 операционных усилителей на первом этапе работы набранного гармонического осциллятора 8, Это дает возможность судить об отклонениях амплитуды напряжения на выходе проверяемого операционного усилителя блока 10 операционных усилителей от эталонных значений.Далее через п циклов работы гармонического осциллятора 8 аналогичным способом осуществляется анализ фазовой погрешности гармонического осциллятора, В данном случае используется явление накопления фазовой погрешности при и-кратном повторении решения на гармоническом осцилляторе, характеризу. емое декрементом затухания амплитуды выходного синусоидального колебания гармонического осциллятора на определенном промежутке времени его функционирования. Число решений уравнения на гармоническом осцилляторе может быть определено по формуле6=2 ио(а) "о, (2) где и - относительная погрешность решенияуравнения (1)п - число решений,6 (а) - коэффициент демпфирования (дляполистироловых конденсаторов 210-") . При и-м цикле решения уравнения (1) па набранном гармоническом осцилляторе при оценке фазовой погрешности, кроме результатов решения уравнения (1), учитывается также допустимый декремент затухания амплитуды выходного сигнала проверяемого операционного усилителя при решении уравнения (1) в реальных условиях,По количеству точок, вышедших из допустимой зоны при сравнении, можно судить о состоянии элементов проверяемого операционного усилителя блока операционных усилителей, поскольку фазовыс погрешности остальных зо 35 40 45 5 О 55 операционных усилителей гармонического осциллятора заранее определены.Данные о результатах оценки фазовой погрешности проверяемого операционного усилителя блока операционных усилителей при пкратном решении уравнения (1) гармоничес. ким осцилляторов выводятся на цифропечать,После проверки точности одного из операционных усилителей блока операционных усилителей с помощью цифрового блока управления и обработки осуществляется подключение в гармонический осциллятор очередного операционного усилителя блока операционных усилителей и выполняется весь цикл предыдущих проверок с выходом всех результатов оценки точности работы данного от 1 ерационно.го усилителя на цифронечать. Полный цикл работы устройства обеспечивает проверку всех операционных усилителей блока операционных усилителей. При этом информация о состоянии проверяемых усилителей выводится на цифропечать. Предмет изобретения Устройство для оценки точности, работы операционных усилителей, содержащее гармонический осциллятор, блок сравнения, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения числа контролируемых параметров и расширения частотного диапазона устройства, оно дополнительно содержит цифровой блок управления и обработки, блок цифро-аналоговых преобразователей, цифро-аналоговый преобразователь, блок коммутации, два масштабных блока и блок управления осциллятором; причем выходы цифрового блока управления и обработки соответственно соединены с входом блока цифро-аналоговых преобразователей, с входом цифро-аналогового преобразователя, с входом блока. коммутациивыход блока цифро-аналоговых преобразователей соединен со входом первого масштабного блока, выход цифро-аналогового преобразователя соединен с одним из входов блока сравнения, выход первого масштабного блока соединен со входом блока коммутации, входы и выходы блока коммутации соответственно соединены с входами и выходами,контролируемого блока операционных усилителей, 1 гармонического осциллятора, блока управления осцилдятором, кроме того выход блока коммутации соединен со входом второго маснггабного блока, выход которого соединен со вторым входом блока сравнения, а выход блока сравнения соединен со входом цифрового блока управления и обработки.437107 Составитель В. СамсоновТех ред В. Рыбакова Корректор А. Степанова Редактор Е, Гончар Подписное Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 3504,/14 Изд. Хз 82 Тираж 624 ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изоб 1 етений и открытий Москва, Ж, Раушская набд. 4/5