Устройство для измерения динамических характеристик быстродействующих цифроаналоговых преобразователей

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 65890 9) (11) 1)5 Н 03 М 1/10 МИТЕТОТКРЫТИЯМ ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР ЕНИ ДЕТЕЛЬСТ ОМ К АВТ тельский.Мельниразователи,Сов. радио,то ок кола, ной шиемый ися, вход ом ми и- вр шинои, а сумматоляющий дной шиму входу н с перд котоПИСАНИЕ ИЗО(54) УСТРОЙСТВО Д НАМИЧЕСКИХ ХАРА ДЕЙСТВУЮЩИХ Ц ПРЕОБРАЗОВАТЕЛ (57) Изобретение от говой технике, в час динамических характ новления выходного задержки, задержки ЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДИКТЕРИСТИК БЫСТРОИФРОАНАЛОГОВЫХЕЙ осится к цифроаналотности к измерителям еристик (времени уста- напряжения, времени распространения и др.) Предлагаемое изобретение отно ся к цифроаналоговой технике.Устройство может быть использов для исследований образцов ЦАП при и товлении, а также при входном и выход контроле изготовителями и потребител ЦАП.Известно устройство для измерения намических характеристик ЦАП, содер ние датчик кодов, двойной компара источник напряжений и осциллограф 1 Однако оно предназначенодля определения времени установления выходного напряжения ЦАП на заданном уровне и не ЦАП. Предлагаемое изобретение позволяет повысить точность измерения при исследованиях ЦАП, выпускаемых промышленностью. Выходной код датчика 1 кода поступает на вход испытуемого ЦАП 27. Напряжение, образующееся на выходе ЦАП 27, сравнивается на компараторе 6 с напряжением сложной формы, формирующимся на выходе сумматора 4 из постоянного напряжения источника 3 и пилообразного напряжения управляемого делителя 5 и ЦАП 8 вертикальной развертки записи. Из сигнала ЦАП 9 горизонтальной развертки записи в блоке 12 стробразвертки формируется стробсигнал для компаратора, Выходной сигнал компаратора 6 записывается с помощью счетчиков 10 и 11 и мультиплексора 17 в блок 16 памяти. Информация об исследуемом процессе считывается из блока памяти с помощью счетчиков 21 и 22 и отображается на экране осциллографа 7 с помощью ЦАП 19, 20. 2 ил. позволяет исследовать процесс в любои ег точке.Известно устройство для измерения ди намических характеристик быстродейству ющих ЦАП, содержащее датчи выходы которого являются выход ной, генератор импульсов, управля точник опорного напряжени которого является первой входной выход соединен с первым входом ра, управляемый делитель, управ вход которого является второй вхо ной, а выход подключен к второ сумматора, выход которого соедине вым входом компаратора, второй вхо10 20 40 45 50 55 рого является третьей входной шиной, и осциллограф 2.Недостатком известного устройства является низкая точность измерения динамических характеристик быстродействующих ЦАП из-за погрешности компаратора, обусловленной конечностью времени восстановления компаратора после перегрузки, При измерении .колебательных процессов на выходе ЦАП требуется многократное срабатывание и восстановление компаратора устройства в течение одного периода сигнала, что приводит к значительным погрешностям измерений в известном устройстве,Таким образом, целью изобретения является повышение точности измерения.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения динамических характеристик быстродействующих ЦАП, содержащее датчик кода, выходы которого являются выходной шиной, генератор импульсов, управляемый источник опорного напряжения, вход которого является первой входной шиной, а выход соединен с первым входом сумматора, управляемый делитель, управляющий вход которого является второй входной шиной, а выход подключен к второму входу сумматора, выход которого соединен с первым входом компаратора, второй вход которого является входной шиной, и осциллограф, введены ЦАП вертикальной и ЦАП горизонтальной развертки записи, счетчик вертикальной и счетчик горизонтальной развертки записи, блок строб-развертки, делитель частоты, два формирователя, блок памяти, мультиплексор, преобразователь уровней напряжения, ЦАП ветикальной и ЦАП горизонтальной развертки считывания и счетчик вертикальной и счетчик горизонтальной развертки.считывания, вход первого из которых объединен с входом счетчика вертикальной развертки записи и с входом делителя частоты и соединен с выходом генератора импульсов, первый выход подключен к входу счетчика горизонтальной развертки считывания, выходы которого соединены с входами ЦАП горизонтальной развертки считывания, и старшими разрядами первых входов мультиплексора, младшие разряды которых объединены с входами ЦАП вертикальной развертки считывания и подключены к выходам счетчика вертикальной развертки считывания, выходы ЦАП вертикальной и горизонтальной развертки считывания подключены к входам вертикального и горизонтального отклонения осциллографа соответственно, первый выход счетчика вертикальной развертки записи соединен с 30 35 входом счетчика горизонтальной развертки записи, выходы которого подключены к входам ЦАП горизонтальной развертки записи и к старшим разрядам вторых входов мультиплексора, младшие разряды которых объединены с входами ЦАП вертикальной развертки записи и подключены к входам счетчика вертикальной развертки записи, выход ЦАП вертикальной развертки записи соединен с вторым входом управляемого делителя напряжения, выход ЦАП горизонтальной развертки записи подключен к входу блока строб-развертки, первый выход которого соединен с входом датчика кода, а второй - с стробирующим входом компаратора, выход которого подключен к первому входу блока памяти, выход которого через преобразователь уровней соединен с входом подсвета осциллографа, выход делителя частоты подключен к входам формирователей, выход первого из которых соединен с вторым входом блока памяти, выход второго - с третьим входом мультиплексора, выходы которого подключены к третьим входам блока памяти,В процессе проработки научно-технической и патентной литературы не удалось обнаружить технических решений, имеющих признаки, сходные с признаками, отличающими предлагаемое техническое решение от прототипа.Таким образом, предлагаемое техническое решение обладает существенными отличиями,На фиг,1 приведена функциональная схема предложенного устройства,Предлагаемое устройство содержит датчик 1 кода, генератор 2 импульсов, управляемый источник 3 опорного напряжения, сумматор 4, управляемый делитель 5 напряжения, компаратор 6, осциллограф 7, ЦАП 8 и 9 вертикальной и горизонтальной развертки записи, счетчики 10 и 11 вертикальной и горизонтальной развертки записи, блок 12 строб-развертки, делитель 13 частоты, формирователи 14 и 15, блок 16 памяти, мультиплексор 17, преобразователь 18 уровней напряжения, ЦАП 19 и 20 вертикальной и горизонтальной развертки считывания и счетчики 21 и 22 вертикальной и горизонтальной развертки считывания. Выходы датчика 1 кода являются первой выходной шиной 23 устройства, Управляющие входы источника 3 опорного напряжения и управляемого делителя 5 напряжения являются первой 24 и второй 25 входными шинами. Выход источника 3 соединен с первым входом сумматора 4, второй вход которого подключен к выходу делителя 5, Выход делителя 5 соединен с первым входом компаратора 6, второй вход которого является третьей входной шиной 26. Вход счетчика 21 объединен с входом делителя 13 частоты и соединен с выходом генератора 2 импульсов, первый выход подключен к входу счетчика 22 горизонтальной развертки считывания, выходы которого соединены с входами ЦАП 20 горизонтальной развертки считывания, и старшими разрядами первых входов мультиплексора 17, Младшие разряды первых входов мультиплексора 17 объединены с входами ЦАП 19 вертикальной развертки считывания и подключены к вторым выходам счетчика 21 вертикальной развертки считывания, Выходы ЦАП 19 и 20 вертикальной и горизонтальной развертки считывания подключены к входам вертикального и горизонтального отклонения осциллографа 7 соответственно. Первый выход счетчика 10 вертикальной развертки записи соединен с входами счетчика 11 горизонтальной развертки записи, выходы которого подключены к входам ЦАП 9 горизонтальной развертки записи и к старшим разрядам вторых входов мультиплексора 17. Младшие разряды вторых входов мультиплексора 17 объединены с входами ЦАП 8 вертикальной развертки записи и подключены к выходам счетчика 10 вертикальной развертки записи, Выход ЦАП 8 вертикальной развертки записи соединен с вторым входом управляемого делителя 5. Выход ЦАП 9 горизонтальной развертки записи подключен к входу блока 12 строб-развертки, первый выход которого соединен с входом датчика 1 кода, а второй - с стробирующим входом компаратора 6. Выход компаратора 6 подключен к первому входу блока 16 памяти, выход которого через преобразователь 18 уровней соединен с входом Е подсвета осциллографа 7, Выход делителя 13 частоты подключен к входу счетчика вертикальной развертки считывания и к входам формирователей 14 и 15, выход первого из которых соединен с вторым входом блока 16 памяти, выход формирователя 15 - с третьим входом мультиплексора 17, выходы которого подключены к третьим входам блока 16 памяти,Устройство работает следующим образом,Исследуемый ЦАП 27 подключается с помощью шин 28 входного кода к выходным шинам 23 устройства, Выходная шина 29 ЦАП 27 подключается к входной шине 26 устройства.Измерение динамических параметров (времени установления выходного напряжения, времени задержки, задержки распространения и др.) осуществляется в50 55 для согласования уровней на выходе блока 16 памяти с требуемыми уровнями на входе подсвета осциллографа 7.Так как работа устройства по иэтапа проводится одновременно, в устройстве используется мультиплексор 17, который подключает попеременно входы адресной шины блока 16 памяти то к счетчикам 10, 11 записи, то к счетчикам 21, 22 считывания. Частота работы блока 16 памяти определяется делителем 13, а соотношение временных интервалов запись/считывание/ параметрами формирователей 14 и 15, Для получения изображения хорошего качества предложенном устройство по теневому изображению, которое образуется на экранеосциллографа и является отображением исследуемого переходного процесса,5 В устройстве экран осциллографа условно разбит на К участков (где К = М М),образованных М столбцами и М строчками,причем М = 2, где в - число разрядовсчетчиков 10, 21 и ЦАП 8, 19 вертикальной10 развертки, а й = 2", где п - число разрядовсчетчиков 11, 22 и ЦАП 9, 20 горизонтальнойразвертки.С выхода ЦАП 8 вертикальной развертки записи пилообразный ступенчатый сиг 15 нал поступает на вход управляемогоделителя 5, где изменяется его масштаб всоответствии с масштабом входного сигнала. Выходной сигнал делителя 5 складывается с напряжением источника 3 для20 смещения начала измерения динамическиххарактеристик ЦАП 27, на требуемый уровень напряжения, Сигнал с выхода ЦАП 9горизонтальной развертки записи поступает на вход блока 12 строб-развертки, в кото 25 ром формируются управляющие сигналыдля датчика 1 кода и компаратора 6. Посигналу первого блока 12 на вход исследуемого ЦАП 27 поступают с выходов датчика 1- кода чередующиеся две комбинации кодов30 О и2, По сигналу с второго выхода блока12 строб-развертки на вход стробированиякомпаратора 6 поступает сигнал с переменной задержкой относительно управляющегосигнала с первого выхода блока 12, что по 35 зволяет определить результат сравнениявходных сигналов компаратора 6 в моментподачи строба от 0 до й. Результат сравнения с выхода компаратора 6 записывается вблок 16 памяти.40 На втором этапе работы устройства сигналы с счетчиков 21 и 22, поступая на входыЦАП 19 и 20, выводят луч осциллографа встрого определенное место, где он образует(или нет) яркую точку, в зависимости от сиг 45 нала значения в блоке 16 памяти, Преобразователь 18 уровней напряжения служит40 45 50 55 частота считывания выбирается более высокой, чем частот записи,При этом изображение на осциллографе 7 представляет собой, как и в известном устройстве, растр прямоугольной формы, который состоит из К точек (святящихся или нет в зависимости от исследуемого сигнала), Так как число К достаточно велико (при и = 6, а а = 5 К = 2 2 = 22000), то образуется "теневое" изображение исследуемого переходного процесса, Длительность исследуемого участка выбирается установкой выбора соответствующих постоянных в блоке 12 строб-развертки (см. фиг.2), состоящем из аналоговых сумматоров 30, компараторов 31 и генератора 32 пилообразного напряжения. Работа и устройство блока 16 строб-развертки аналогична работе и устройству блоков строб-развертки в стробоскопических осциллографах и поэтому здесь не описывается 3),В заявленном устройстве максимальная точность измерения динамических характеристик, как и в известном, определяется компаратором 6, но за счет введения новых блоков и связей удалось избежать вторичного срабатывания компаратора 6 в течение одного периода входного сигнала, что резко увеличивает точность (или пределы) измерения динамических характеристик за счет снижения требований к быстродействию компаратора 6 (допускает длительное восстановление после перегрузки).По данному техническому предложению на предприятии изготовлен макет, который прошел лабораторные испытания,Введенные блоки конструктивно просты и широко используются в различныхрадиоэлектронных устройствах. Формирователи 14 и 15 представляют собой последовательное соединение двух одновибраторов, Преобразователь уровней 18 - один транзисторный ключевой каскад. Формула изобретения Устройство для измерения динамических характеристик быстродействующихцифроаналоговых преобразователей, содержащее датчик кода, выходы которого являются выходной шиной, генератор импульсов, управляемый источник опорного напряжения, вход которого является первой входной шиной, а выход соединен с первым входом сумматора, управляемый делитель напряжения., управляющий вход которого является второй входной шиной, а выход подключен к второму входу сумматора, выход которого соединен с первым входом компаратора, второй вход которого 5 10 15 20 25 30 35 является третьей входной шиной, осциллограф,отл ича ющееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены цифроаналоговый преобразователь вертикальной развертки записи, цифроаналоговый и реобразователь горизонтальной развертки записи, счетчик вертикальной развертки записи, счетчик горизонтальной развертки записи, блок строб-развертки, делитель частоты, два формирователя, блок памяти, мультиплексор, преобразователь уровней напряжения, цифроаналоговый преобразователь вертикальной развертки считывания, цифроаналоговый преобразователь горизонтальной развертки считывания, счетчик горизонтальной развертки считывания и счетчик вертикальной развертки считывания, вход которого объединен с входом делителя частоты и соединен с выходом генератора импульсов, первый выход подключен к входу счетчика горизонтальной развертки считывания, выходы которого соединены с соответствующими входами цифроаналогового преобразователя горизонтальной развертки считывания и старшими разрядами первых информационных входов мультиплексора, младшие разряды которых объединены с соответствующими входами цифроаналогового преобразователя вертикальной развертки считывания и подключены к соответствующим вторым выходам счетчика вертикальной развертки считывания, выходы цифроаналогового преобразователя вертикальной развертки считывания и цифроаналогового преобразователя горизонтальной развертки считывания подключены к входам вертикального и горизонтального отклонения осциллографа соответственно, первый выход счетчика вертикальной развертки записи соединен с входом счетчика горизонтальной развертки записи, выходы которого подключены к соответствующим входам цифроаналогового преобразователя горизонтальной развертки записи и к старшим разрядам вторых информационных входов мультиплексора, младшие разряды которых объединены с входами цифроаналогового преобразователя вертикальной развертки записи и подключены к соответствующим вторым входам счетчика вертикальной развертки записи, выход цифроаналогового преобразователя вертикальной развертки записи соединен с вторым входом управляемого делителя, выход цифроаналогового преобразователя горизонтальной развертки записи подключен к входу блока строб-развертки, первый выход которого соединен с управляющим входом датчика кода, а второй - со стробирующим входом компаратора, выход10 1765890 СО оставитель А, Симагинехред М,Моргентал Корректор И, Шмаков едак ловская аказ 3389 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 водственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 которого подключен к информационному входу блока памяти, выход которого через преобразователь уровней соединен с входом подсвета осциллографа, выход делителя частоты подключен к входу счетчика вертикальной развертки записи и к входам первого и второго формирователей, выход первого из которых соединен с входом запись-считывание блока памяти, выход второго - с адресным входом мультиплексора, 5 выходы которого подключены ксоответствующим адресным входам блока памяти,