Устройство для измерения времени задержки отсчета аналого цифровых преобразователей

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИН 10 4 Н ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЛЬСТВУ СВИ АВТОРСН 3463/24-2408. 8512,86. Бюл.инградский иим. М. И, КГ. Кнорринг,Перекусихин, 25-30 0-1481977, РЗ,сказания РДопределениистик АЦП мнапряжениятов, 1980,(56) Ме ология ческие Ме динановенно ани 79, Норм мически аракт и тока 13, ческо станд о элек Издс8ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕНИ ЗАДЕРЖКИ ОТСЧЕТА АНАЛОГО-ЦИФРОВЫХПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ(57) Изобретение относится к измерительной технике и метрологии и можетбыть использовано при создании поверочных установок, предназначенныхдля измерения характеристик аналогоцифровых преобразователей (АЦП), работающих в динамическом режиме. Устройство обеспечивает автоматизированное измерение времени задержкиотсчета АЦП в любой точке их рабочего диапазона с высокой точностью прямым методом с использованием в качестве испытательного псевдослучайного сигнала. Измерение производитсяза два такта работы устройства изаключается в следующем. В первомтакте с помощью блока 5 задания кодов устанавливают код точки шкалыАЦП, в которой производят измерениевремени задержки отсчета. На входАЦД 8 подается псевдослучайный входной сигнал, Формируемый генератором2 случайных чисел, цифроаналоговымпреобразователем (ЦАП) 3 и фильтром4 низких частот. Запуск АЦП производится в момент совпадения кода случайного числа и кода уставки с по-мощью блока 6 сравнения кодов, Выходной код АЦП Фиксируется регистром 10 и преобразуется с помощью ЦАП11 в напряжение, которое подается навход компаратора 9. Во втором тактеработа устройства аналогична перво 1280697му такту. При этом компаратор 9 сравнивает текущий уровень псевдослучай ного испытательного сигнала, полностью идентичного входному сигналу АЦП в первом такте, с уровнем напряжения на выходе ЦАП 11, которое равно напряжению, зафиксированному АЦП в первом такте, В момент равенства изменяющегося входного.,и постоянного напряжения с выхода ЦАП 1 омпаратор 9 формирует импульс, передний фронт которого соответствует действительному моменту отсчета. Интервал времени между импульсом запуска АЦП (заданный момент отсчета) и импульсом компаратора (действительный момент отсчета) измеряется измерителем 12 интервалов времени и представляет собой время. задержки отсчета АЦП.2 з.п.ф., 2 ил.Изобретение относится к измерительной технике и метрологии и может быть использовано при создании поверочных установок, предназначенных для измерения характеристик аналого-цифровых преобразователей (АЦП), работающих в динамическом режиме.Цель изобретения - повышение точности и быстродействия за счет автоматизации процесса измерения в любой точке диапазона прЕобразования, осуществляемого прямым методом с использованием в качестве испытательного псевдослучайного сигнала.На фиг. 1 изображена структурная электрическая схема предлагаемого устройства; на Фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.Устройство для измерения времени задержки отсчета аналого-цифрового преобразователя содержит шину 1 запуска, генератор 2 случайных чисел, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 3, фильтр 4 низких частот, блок 5 задания кодов, блок 6 сравнения кодов, блок 7 управления, исследуемый АЦП 8, компаратор 9, регистр 10, ЦАП 11, измеритель 12 интервалов вре мени, который в свою очередь содержит генератор 13 опорной частоты,2триггер 14, элемент И 15, счетчик 16импульсов, блок 17 отсчета.Блок 7 управления содержит одновибраторы 18 и 19, триггеры 20 и 21,элемент ИЛИ 22, элемент И 23, триггер 24,Устройство работает следующим образом,Измерение времени задержки отсче 10 та АЦП осуществляется в два такта.Первый такт. С блока 5 задания кодов задается код И , косвенно опреде"ляющий точку шкалы АЦП, в которой измеряется время 1 задержки отсчета,Зтот код поступает в блок 6 сравнения кодов, на другой вход которогопоступает код с генератора 2 случай-ных чисел.По сигналу Пуск поступающему2 О по шине 1, одновибратор 18 блока 7управления формирует импульс, передним Фронтом которого производитсясброс всех узлов установки в начальное состояние. Задним фронтом импульса взводятся триггер 21 и через эле-мент ИЛИ 22 - триггер 24. Сигнал свыхода триггера 24 запускает генератор 2 случайных чисел, Коды случайных чисел поступают в ЦАП 3, которым6 преобразуются в эквивалентное напря 128069 7жение, фильтруемое фильтром 4. Псевдослучайный аналоговый испытательный сигнал с выхода фильтра 4 поступает на вход. компаратора 9 и вход исследуемого АЦП 8. В момент равенства ко да Б уставки и кода с генератора 2 случайных чисел на выходе блока 6 сравнения кодов формируется импульс, который поступает на вход запуска АЦП 3 и Б-вход триггера 14 (точка а на фиг. 2). По окончании процесса преобразования сигнал "Конец преобразования" (КП) с выхода АЦП 8 стробирует регистр 10, в котором фиксируется выходной код 11 АЦП 8, и запускает одновибратор 19 блока 7 управления. Передним фронтом импульса с выхода одновибратора 19 сбрасывается триггер 24, останавливая тем самым работу генератора 2 псевдослучай ных чисел. Код с регистра 10 поступает в ЦАП 11 и преобразуется в нем в напряжение, которое подается на вход25 компаратора 9. На этом заканчивается первый такт работы устройства.Второй такт. Сигнал с выхода триг гера 21, взведенного сигналом "Пуск" в первом такте, разрешает прохождение через элемент И 23 заднего фронта импульса одновибратора 19.Сигнал с выхода элемента И 23 через элемент ИЛИ 22 взводит триггер 24, сигнал с выхода которого вторично запускает генератор 2 случайных чисел. Импульсом с одновибратора 19 35 взводится счетный триггер 20 и путем установки сигнала логической "1" на третьем входе элемента И 15 разрешает работу измерителя 12 интервалов времени, которая впервом такте была 4 О запрещена. В дальнейшем цикл работы устройства повторяется аналогично первому такту. Генератор 2 случайных чисел генерирует последовательность случайных двоичных чисел, полностью идентичную последовательности первого такта. Аналогичным образом формируется сигнал запуска АЦП 8, который теперь еще и запускает измеритель 12 интервалов времени. Сигнал на входе 50 АПЛ 8 доходит до уровня, который уже был преобразован АЦП 8 в код в первом такте, а поскольку информация об этом уровне зафиксирована в регистре 10 и преобразована в напряжение 55 с помощью ЦАП 11, кампаратор 9, срав- нив напряжение с выхода ЦАП 11 и напряжение на выходе АЦП 8, изменяющееся псевдослучайным образом, формирует импульс на выходе, Этот импульспоступает на В-вход триггера 14 иостанавливает измеритель 12 интервалов времени. Далее следует сигналКП АЦП 8, который снова запускаетодновибратор 19, передний фронт импульса с которого сбрасывает триггер24, останавливает генератор случайных чисел и переключает триггер 20.Положительный перепад напряжения наинверсном выходе триггера 20 сбрасывает триггер 21, что запрещает прохождение импульсов через элементы И23 и-ИЛИ 22 на установку триггера 24и повторный запуск генератора случайных чисел. Таким образом, законченвторой такт работы устройства,Во втором такте длительность импульса на выходе триггера 14, в течение которого разрешено заполнениесчетчика 16 импульсами опорной частоты от генератора 13 опорной частотычерез элемент И 15, будет равна вре-.мени задержки отсчета АЦП,Если в счетчике 16 содержится иимпульсов, того и тгде Т - период импульсов опорнойчастоты.Подобрав соответствующим образомТ получаем на блоке 17 отсчета,связанном со счетчиком 16, непосредственный -отсчет времени задержки отсчета АЦП.Формула и з обретения1Устройство для измерения времени задержки отсчета аналого-цифровых преобразователей, содержащее блок сравнения кодов, первые входы которого соединены с соответствующими выходами блока задания кодов, первый цифроаналоговый преобразователь, компаратор, первый вход которого объединен с сигнальным входом аналого-цифрового преобразователя, о т - л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности и быстродействия, в него введены блок управления, измеритель интервалов времени, генератор случайных чисел, фильтр низких частот, регистр и второй цифроаналоговый преобразователь, выход которого соединен со вторым входом компаратора, а входы - с соответствующими выходами регистра, вход сброса кото 128069 7рого объединен с входом сброса генератора случайных чисел, и первым входом измерителя интервалов времени и подключен к первому выходу блока управления, вход синхронизации регистра объединен с первым входом блока управления и подключен к выходу "Конец преобразования" аналого-цифрового преобразователя, информационные 1выходы которого соединены с соответствующими информационными входами регистра, а вход синхронизации объединен с вторым входом измерителя интервала времени и подключен к выходу блока сравнения кодов, вторые входы которого объединены с соответствующими входами первого цифроаналогового преобразователя и соответственно подключены к выходам генератора случайных чисел, вход запуска которого соединен с вторым выходом блока управления, второй вход которого является шиной запуска, а третий выход соединен с третьим входом измерителя интервалов времени, четвертый вход которого подключен к выходу компаратора, первый вход которого через фильтр низких частот соединен с выходом первого цифроаналогового преобразователя.2, Устройство по п. 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что измеритель интервалов времени выполнен на гене" раторе опорной частоты,.триггере, элементе И, счетчике импульсов и блоке отсчета, входы которого соединены с соответствующими выходами счетчика импульсов, счетный вход которого соединен с выходом элемента И, а вход сброса является первым входом измерителя интервалов времени, вторым входом которого является первый входтриггера, выход которого соединен спервым входом элемента И, второй входкоторого подключен к выходу генератора опорной частоты, а третий входявляется третьим входом измерителяинтервалов времени, четвертым входомкоторого является второй вход триггера,1 О 3. Устройство по п. 1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что блок управления выполнен на первом и второмодновибраторах, первом, втором итретьем триггерах, элементе ИЛИ и15 элементе И, выход которого соединенс первым входом элемента ИЛИ, первыйвход - с выходом первого триггера,а второй вход - с первым выходом первого одновибратора, вход которого20 является первым входом блока управления, вторым входом которого является вход второго одновибратора, первый выход которого является первымвыходом блока управления, вторым вы 25ходом которого является выход второго триггера, В-вход которого является шиной нулевого потенциала, С-входобъединен с С-входом третьего триггера и подключен ко второму выходуЗО первого одновибратора, а Я-вход соединен с выходом элемента ИЛИ, второйвход которого объединен с Б-входомпервого триггера и подключен ко второму выходу второго одновибратора,35 при этом Р-вход первого триггера является шиной нулевого потенциала, аС-вход объединен с Р-входом третьеготриггера и подключен к инверсномувыходу третьего триггера, прямой вы 4 О ход которого является третьим выходом блока управления.1280 б 97 Составитель В. ВойтовТехред В.Кадар Редактор А. Ревин Корректор С. ШекмарЪеЗаказ 7133/58 Тираж 81 бВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4