Измеритель переходных характеристик электронных блоков

Союз Советскик Социалистических Республик(51)М. Кл.2 С 01 В 27/28 с присоединением заявки Нов Государственный комитет СССР но дедам изобретений и открытий(23) Приоритет Опубликовано 1506.80 Бюллетень М 22 Дата опубликования описания 20. 06. 80Пензенский филиал Всесоюзного научно-исследовательского технологического института приборостроения(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ПЕРЕХОДНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРОННЫХ БЛОКОВИзобретение относится к электро- измерительной технике и может быть использовано в устройствах измерения и контроля параметров операцион 5 ных усилителей, компараторов, логических элементов, ключей и т. д.,Известен измеритель переходной характеристики четырехполюсника, содержащий генератор испытательного О сигнала, первый выход которого соединен с входной клеммой устройства, схему измерения и индикации, первый вход которой подключен к выходной клемме устройства, второй вход - ко 15 второму выходу генератора испытательного сигнала, авыход - ко входу генератора испытательного сигнала. В процессе измерения измеряемый параметр испытуемого четырехполюсника вначале преобразуется в пропорциональный (умноженный в К раэ, где К - коэффициент преобразования) временной интервал, который затем преобразуется в код. Измеритель имеет 25 возможность измерения длительности фронтов импульса выходного напряжения испытуемого четырехполюсника (1).Известен также измеритель динамических параметров функциональных 30 электронных устройств, содержащийпоследовательно соединенные пороговой элемент, первый вход которогосоединен с подвижньм контактом переключателя, неподвижные контакты которого подключены к входной и выходной клеммам устройства, а второйвход - к источиику опорного напряжения, блок преобразования масштабавремени, генератор испытательногосигнала, выход которого подключен ковходу блока измерения и обработкивыходного сигнала и ко входной клемме устройства (2 С помощью известного измерителя можно измерить любую часть Фронта или спада импульса, а также время задержки импульса выходного напряжения исгытуемого блока, однако точность измерения динамических параметров электронных блоков, для формы импульсов выходного напряжения которых характерны затухающие автоколебания довольно низка. Цель изобретечия - повышение точности измерения динамических параметров электронных блоков в том случае, когда форма их выходных импульсов характеризуется затухающими автоколебаниями.Эта цель достигается за счет того, что в измеритель динамических параметров электронных блоков, содер жащий последовательно соединенные пороговый элемент, первый вход которого соединен с подвижным контактом переключателя, неподвижные контакты которого подключены к входной и выходной клеммам устройства, блок преобразования масштаба времени и генератор испытательного сигнала, выход которого подключен ко входу блока измерения и обработки выходного сигнала и ко входной клемме устройства, введены компаратор напряжений, 15 блок счета и памяти, блок управления дополнительным переключателем, допол- нительный перЕключатель, блок управления и дополнительный источник напряжения, причем первый вход по рогового элемента соединен с одним из входов компаратора напряжений, второй вход которого подключен к выходу источника опорных напряжений, а выход - ко входу блока счета и па" 25 мяти и к одному из входов блока управления дополнительным переключателем, второй вход которого соединен с выходом блока счета и памяти, а выход - с управляющим входом дополнительного переключателя, выход гене- о ным контактом дополнительного переклю 60 65 ратора испытательного сигнала подключен ко входу блока управления, выходы которого соединены с управляющимивходами блока счета и памяти, блокауправления дополнительным переключателем, блока измерения и обработкивыходнсго сигнала, а второй вход порогового элемента соединен с подвижчателя, один из неподвижных контактов которого соединен с источником опор.ных напряжений, а другой - с дополнительным источником напряженйя.На фиг. 1 представлена блок-схема измерителя переходных характеристик электронных блоков на фиг. 2 - временные диаграммы, йоясняющие процесс формирования информативного выходного параметра в режиме измерения времени задержки импульса выходного напряжения испытуемого блока в первом такте измерения.Измеритель содержит испытуемый блок 1, генератор 2 испытательного сигнала, блок 3 измерения и обработки фходного сигнала, пороговый элемент 4, переключатель 5, блок б преобразования масштаба времени, источник 7 опорных напряжений, схему 8 сравнения, формирователь 9 управляющего сигнала, компаратор 10 напряжений, блок 11 счета и памяти, схему 12 управления дополнительным переключателем, дополнительный переключатель 13, блок 14 управления и дополнительный источник 15 напряжения. 40 45 5 О 55 Ъ Рассмотрим работу измерителя врежиме измерения времени задержкиимпульса выходного напряжения испытуемого блока 1.Алгоритм измерения динамическихпараметров испытуемого блока 1 включает три такта измерения.При включении питающих напряжений в структуре измерителя возникают автоколебания, период следованиякоторых Т формируется аналогичноизвестному, т, е. Т несет весьманезначительную информацию о 1(Наряду с этим, в процессе формированияпериода импульсной последовательности в измерителе выходное напряжение,испытуемого блока 1 сравнивается свыходным напряжением источника 7опорных напряжений посредством компаратора 10, который фиксирует моменты их равенства . Импульсы выходного напряжения компаратора 10 поступают на вход блока 11 счета и памяти,При поступлении в блок 14 управления команды Начало измерения,блок 14 управления запрещает прохождение импульсной последовательности(информативного выходного параметра)на вход блока измерения и обработкивыходного сигнала 3, а также устанавливает блок 11 в режим счета выходных импульсов компаратора 10.Таким образом, первый после прихода команды Начало измеренияпериод выходного сигнала блока 2 неможет быть измерен блоком 3 измерения и обработки выходного сигнала,а блок 11 счета и памяти в процессеформирования первого периода насчитывает число и, которое тем больше,чем больше раз выходное напряжениеиспытуемого блока 1 превысит уровеньО выходного напряжения блока 7.В момент окончания первого (начало второго), после команды Началоизмерения, периода (момент времений. блок 14 управления вырабатываетсигнал, по которому блок 11 счета ипамяти из режима счета устанавливается в режим памяти и запоминает числои. По этому же сигналу разрешаетсяпрохождение в блок 3 измерения и обработки выход, ного сигнала информа- .тивного выходного параметра, схема12 управления дополнительным переключателем устанавливается в режимосравнения двух чисел, одно из которых п, а второе - текущее значениечисла выходных импульсов компаратора 10 в интервале времениВ результате в момент времени(начало второго периода) дополнительный переключатель 13 под воздей-ствием управляющего сигнала с выходасхемы управления дополнительным переключателем 12 переключается в положение 1 (так как в данный момент времени число импульсов на одном входеФормула изобретения схемы 12 равно нулю, а на другом входе присутствует число и) . При этомвыходное напряжение испытуемого блока1 сравнивается с Пап акоп,поступающимна вхему 8 сравнения через дополнительный переключатель 13 с дополнительного источника 15 опорных напряжений. Значение Бордор устанавливается иэ условия /дордоп 13 Ььх (мох(.Следова тель но, несмотря на ав токо-лебательный характер переходного про Оцесса при переключении блока 1, вэтом интервале времени выходное напряжение схемы 8 сравнения линейноувеличивается. При этом компаратор10 напряжения фиксирует момент равенства выходного напряжения испытуемого блока 2 и опорного напряженияБ п источника 7 опорных напряжений,Так как блок 11 счета и памяти в течение всего времени, начиная с момента времени 1,(, установлен в режим 20запоминания, то импульсы с выходакомпаратора 10 напряжения поступаюттолько на вход схемы 12 управлениядополнительным переключателем, гдеих число постоянно сравнивается с 25числом и, присутствующим на выходеблока 11. Когда число импульсов выходного напряжения компаратора 10станет равным и, т. е. когда переходной процесс на выходе испытуемого 30блока 1 закончен (момент времени С 4),на дополнительный переключатель 13со схемы 12 управления переключателем поступит управляющий сигнал и.переключит его в положение 2. Приэтом установившееся значение выходного напряжения испытуемого блока 1сравнивается с Цор и, поскольку,начиная с момента времени 14/О п,С/ Пйьрф то выхоДное напРЯжение 4,схемы 8 сравнения в момент окончанияпереходного процесса на выходе испытуемого блока 1 начинает линейноуменьшаться.Таким образом, в процессе формиро-вания второго периода на выходе схемы 8 сравнения наблюдается импульс,форма которого независит от формы переходного процесса на выходе испытуемого блока 1, а на выходе формирователя 9 управляющего сигнала формируется импульс прямоугольной формы(н) ф длительность которого равнаудвоенному значению интервала времени(14-1), т. е. удвоенному значениювремейи задержки включения испытуемого блока 1 (1 = 21 Следовательно, первое промежуточное преобразование 1 = К К, где К = 2 выполняется с необходимой точностью.очевидно, что следующие два промежуточные преобразования также осуществляются с необходимой точностью,. Оь;-к Ь;т =ко0 гггде К = о 65Ъ Цо Таким образом, сущность предлаг емого технического решения заключается в том, чтобы в течение первого периода, который не является информативным, сосчитать и запомнить в виде числа импульсов информацию о длительности переходного процесса на выходе испытуемого блока 1, и в последующих периодах, являющихся информативными выходными параметрами измерителя, исключить влияние этого переходного процесса на результат измерения.Алгоритм измерения максимальной скорости нарастания выходного напряжения и длительности любого участка фронта, заключенного между двумя опорными уровнями в случае, когда форма импульсов выходного напряжения испытуемого блока 2 характеризуется затухающими колебаниями, аналогичен описанному алгоритму измерения времени задержки.Разница заключается в том, что схема управления дополнительным переключателем 12 подключает источник 15 дополнительного напряжения 15, значение выходного напряжения которого устанавливается в данном случае иэ условия /(3 Д 1п(ко второму входу порогового элемента 4 в ин. тервал времени 4 -, т. е. начиная с момента окончания длительности первого импульса с выхода компаратора 10 до момента окончания переходного процесса на выходе испытуемого блока 1.Таким образом, измеритель имеет возможность измерения тех же параметров электронных блоков, что и известный, но в случае, когда форма импульсов их выходных напряжений характеризуется затухающими автоколебаниями, точность измерения предлагаемым измерителем выае нежели известньм, т. е. обладая равными с известным функциональными возможностями, предлагаемый измеритель имеет по сравнению с ним лучшие точностные характеристики. Измеритель переходных характеристик электронных блоков, содержащий последовательно соединенные пороговый элемент, первый вход которого соединен с подвижным контактом переключателя, неподвижные контакты которого подключены к входной и выходной клеммам устройства, блок преобразования масштаба времени и генератор испытательного сигнала, выход которого подключен ко входу блока измерения и обработки выходного сигнала и ко входной клемме устройства, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены компаратор напряжений, блок счетаи памяти, блок управления дополнительным переключателем, дополнительныйпереключатель, блок управленияи дополнительный источник напряжения, причем первый вход порогового элемента соединен с одним извходов компаратора напряжений, второй вход которого подключен к выходуисточника опорных напряжений, а выход - ко входу блока счета и памятии к одному иэ входов блока управлениядополнительным переключателем, второйвход которого соединен с выходом блока счета и памяти, а выход - с управлякщим входом дополнительного переключателя, выход генератора испытательного сигнала подключен ко входу блока управления, выходы ксторогосоединены с управляющими входамиблока счета и памяти, блока управления дополнительным переключа телем,блока измерения и обработки выходного сигнала, а второй вход порогового элемента соединен с подвижным контактом дополнительного переключателя,один из неподвижных контактов которого соединен с источником опорных напряжений, а другой - с дополнительнымисточником напряжения,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРУ 378777, кл. С 01 й 29/02, 1974.15 2. Авторское свидетельство СССРМ 532065, кл, С 01 й 31/28 (прототип).741194 кб Составитель В. Чесноковедактор С. Патрушева Техред И,Асталош Коррект Гриценко Заказ 3323/ дписно фил Выкг 1 ЪвУ Удои Тираж 1019 ЦНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Мссква, Ж, Раушсомитета СССР открытийая наб., д. 4/ ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4