Устройство для измерения времени установления выходного напряжения цифро-аналогового преобразователя

Союз Советсних Социалистических Республик(51) И, Кл, Н 03 К 13/32 Й 06 1 3/00 вки 1 хе осуДарстеенныи иомит Сонета Иинистроа ССС по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретен С. Клочан к В. Н. Лаврентьев нской ССР 71) Заявите рдена Ленина институт кибернетик УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕНИ УСТАНОВЛЕНИЯ ВЫХОДНОГО НА ПРЯЖЕНИ 11 ИФРО-АНАЛОГОВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ 5 Дтнное ус достдтоцной Целью изоности. ройство такж чцости.ретеция являе не обеспечивается повыцение тоц Изобретение относится к области вычислительной техники.Известно устройство для измерения времени установления напряжения цифро-аналогового преобразователя, содержацее генератор и.,- пульсов, регулируемый истоцник эталонного напряжения, нуль-орган, переклюцатсль ицдика- тоР 111.Данное ус,ойствточной точности.Наиболее близким по технической суцшости к заявленному является устройство, содержащее генсрдтор импульсов, эталоццт цифро-аналоговый преобразователь. выход которого соединен с одним из входов нуль-органе, втори вход которого церез расширитель с(едицец с выходом измеряемого цифре-аналогового преобразователя, д выход рсдирите.я церез ицВертор и нспОсредсценно соединен с перек;юцатслсм, блок депцфрагпи и индикации, вхды которого поразрядно соединены с выходами с е чика, вход которого через вентиль соединен с вьходом квантуюцего генератора 21. Поставленная цель достигается тем, цто вустройство, содержащее генератор импульсоц, эталонный цифро-аналоговый преобразоатель, выход которого соединен с одним из входов нуль-органа, второй вход которого цсрез рдсши ритель соединен с выходом измеряемого цифроаналогового преобразователя, д выход расширителя через ицвертор и непосредственно соединен с псреклюцдтелем, блок дешифрации и индикации, входы которого поразрядно соединео ны с выходами счетчика, вход которого черезвентиль соединен с выходом квантующего генератора, введены программатор, состоящий из трех задатциков кодов; два блока логических элементов И, олок логических элементов И,1 И, дополнительный инвертор и триггер апричем выходы первого и второго здддтциков ко тов соединены с первыми входами соответствогцих блоков логических элементов И, вторые входы одного из блоков логических элементов И соединены с выходом генератора импульсов непосредственно, а с вторыми входами второго олокд логических элементов И через дополнительный инвертор, выходы б,ока логических элементов И соединены пордзрядно через блок логических элементов ИЛИ со входами измеряемого цифро-дндлогового преобразовд- теля, и выходы третьегс заддтцика кодов прог603121 1 О 15 20 25 30 35 40 45 55 60 рамматора поразрядно Соединены со входамцэталонного ццфро.аналогового преобразователя, при этом один вход триггера соединен свыходом переключателя, второй его вход соединен с выходом дополнительного инвертора, авыход 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 иззадатчиков кодов 6 - 8, блоки логических элементов И 9, 10, инвертор 11, блок логическихэлементов 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 заключаютсяв следующем.В исходном состоянии импульс на выходегенератора импульсов 1 отсутствует, напряжение на выходе исследуемого цифро-аналогового преобразователя равно нулю; на выходенуль-органа 4 установлен нулевой сигнал,вентиль 17 закрыт нулевым сигналом триггера 16 и импульсы генератора 18 в счетчик 19не проходят. При появлении импульса 1 генератора импульсов 1, воздействующего на пер.вые входы элементов И первого блока элементов И 9, управляющие сигналы с первого задатчика кодов 6, воздействующие на вторыевходы элементов И блока элементов И 9 (в1 соответствии с заданной комбинацией х) ), проходят через соответствующие элементы ИЛИблока 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 )1; . После окончания импульса 1), генератора импульсов 1 на выходе инвертора 11 появляется импульс Ц, который воздействует на первые входы элементов Иблока 10, разрешая тем самым прохождениеуправляющих сигналов с задатчика кодов 7,воздействующих на вторые входы элементов Иблока 10 в соответствии с заданной кодовойкомбинацией Яг), на входы элементов ИЛИблока 12 и далее на соответствующие входыисследуемого цифро-аналогового преобразователя 20. На выходе исследуемого цифро-аналогового преобразователя 20 начинает нарастатьнапряжение от Ц,;, до 1)к, Время установления этого напряжения расширяется расширителем 13. С выхода расширителя 13 выходноенапряжение исследуемого цифро-аналоговогопреобразователя 20 поступает на первый входнуль-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.;. ца еголходе появляется единичный сииал, которыйперебрасывает триггер 16 из едшгичцого 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 прекращается. После окончания действия импульса 1. генератора импульсов 1 напряжение ца выходе исследуемого цифро-аналогового цреобразова. теля 20 начинает уменьшаться и с течением времени становится равным 1,х,. В момент, когда убывающее по экспоненте выходное напряжение исследуемого цифро-аналогового преобразователя 20 становится меньше выходного напряжения эталонного прс образователя 2, нуль-орган 4 опять срабатывает, т.е. ца его выходе появляется нулевой сигнал. С приходом следующего импульса 1),генератора импульсов 1 происходит процесс установления напряжения от Ц, до Гц, (и от Ц, до 1)ц, после окончания действия импульса Г;) на выходе исследуемого цифро-аналогового пре. образователя 20, и работа устройства в целом повторяется.Время установления выходного напряжения исследуемого цифро-аналогового преобразователя 20 определяется, как произведение количества импульсов генератора 18 (подсчитанное счетчиком 19 за промежток времени с момента появления импульсов 1, генератора импульсов 1 до момента достижения выходным напряжением 1 .исследуемого цифро-ацало. гового преобразователя 20 уровня измерения Ц, заданного эталонным цифро-аналоговым преобразователем 2) и периода следования этих импулЬсов, разделенное на коэффициент расширения расширителя 13. где М - количество импульсов генератора 18, подсчитанное счетчиком 19;Т, - период следования импхтьсов гсцератора 18;Кр - коэффициент расширения расширителя 13.После окончания каждого цикла измерения результат счета счетчика 19 поступает в бло, дешифрации и индикации, где производится его дешифрация и осущесгвляется выдача результата в принятых единицах измерения.Для измерения времени установления цри нарастании выходного напряжения исследус мого цифро-аналогового преобразователя от значения 3 определяемого кодовой комбинацией Х, до напряжения 1)н, определяемого кодовой комбинацией 1 Х), в случае если кодовая комбинация )х), больше кодовой комбинации М (М М), переключатель 15 устанавливается в другое положение. Далее устройство ра.ботает 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 перебростриггера 16 осуществляется импульсом с выхода инвертсра 14.При измерении времени установления, когда выходное напряжение исследуемого цифро-аналогового преобразователя убывает от значения )к, определяемого кодовой комбина Ъ1циеи Х 2, до значениях определяемого кодовой комбинацией Х , устройство работает с тем отличием, что кодовая комбинация Хзадается задатчиком кодов 7, а кодовая комбинация Хг задается задатчиком кодов 6.При измерении времени установления, когда выходное напряжение исследуемого цифро-аналогового преобразователя убывает от значения Й,х, до значения 3 н устройство работает с тем отличием, что кодовая комбинация Язадается задатчиком кодов 7, а кодовая комбинация 1 х 1. 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 входной 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 срабатываниянуль-органа 4 и от соотношения частот импульсов генератора импульсаи генератора 18. Формула изобретения 5 1 О 15Устройство для измерения времени установления выходного напряжения цифро-аналогово-. го преобразователя, содержащее генератор импульсов, эталонный цифро-аналоговый преоб. разователь, выход которого соединен с одним из входов нуль-органа, второй вход которого через расширитель соединен с выходом измеряе. мого 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 эле. ментов 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,го25 ЭО Э 5 40 45 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Ра 1 а Сопхегз 1 оп НапдЬоос 1 Ьу РопаЫ В. Вгцс 1 НувгЫ 1 уз 1 егпз СогрогаИоп, Г 1 гз 1 Ед 111 оп, 1974, с. 2 - 52.2, Балашов В. П., Валитов Р. А. и др. Автоматизация радиоизмерений, Сов. радио, М., 1966, с. 291.РПИ Государе)венио делам113035, Москва Филиал П 11 Па ого кг)митеа Говета М ивооретений и огкры) Ж, Ра ии кая набеи г, . У жго)и)д, сл.ииис)ров СССийд. 4/5росктная, 4