Измеритель параметров аналоговых запоминающих устройств

044 А 1 СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 7/00, С 01 51)4 С ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОБРЕТЕНИ СТВ(56) Андреев О.С. и др, Об измерени апертурного времени аналогового запоминающего устройства, - Приборы и системы управления, 1981, В 12, с. 17-18.Авторское свидетельство СССР У 942131, кл. С 11 С 7/00, 1980. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ПАРА 1 ЮТРОВ АНАЛОГОВ ЗАПОМИНАЮЩИХ УСТРОЙСТВ(57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения Ь ОПИСАНИЕ ИЗ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТ параметров аналоговых запоминающихустройств (АЗУ), Цель изобретения -расширение функциональных возможностей измерителя параметров АЗУ за счеизмерения апертурного времени и времени задержки сигнала во входных каскадах исследуемого АЗУ, Введение впредложенный измеритель генераторапилообразного напряжения, напряжениес выхода которого может подаватьсяодновременно на вход исследуемогоАЗУ и один из входов дополнительновведенного компаратора, позволяет засчет изменения напряжения на его другом входе добиваться одновременногосрабатывания данного компаратора икомпаратора, подключенного к выходуАЗУ, и замерять тем самым задержкусигнала в АЗУ, 4 ил.45 113670Изобретение относится к контрольно"измерительной технике и может бытьиспользовано для измерения основныхпараметров аналоговых запоминающихустройств.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей измерителя параметров аналоговых запоминающих устройств за счет измеренияапертурного времени и времени задержки сигнала во входных каскадах.исследуемого аналогового запоминающегоустройства (АЗУ).На фиг, 1 приведена функциональная схема предложенного устройства,на фиг, 2 и 3 - схема блока управления; на фиг. 4 - временная диаграммаработы измерителя в режиме измерениявремени выборки,20.Устройство содержит компараторы1, 2, ключ 3, переключатели 4-6, исследуемое аналоговое запоминающееустройство 7, блок 8 управления, сумматор 9, цифроаналоговые преобразователи 10, 11, счетчики 12, 13 и генератор 14 пилообразного напряжения,Блок 8 управления содержит .элементы И 15-32, элементы ИЛИ 33-45, элементы НЕ 46, 47, триггеры 48-53, одновибратор 54 и элементы 55, 56 задержки.Устройство работает следующим образом.Для измерения времени выборки исследуемого АЗУ в счетчик 12 заносится начальное значение кода Исоответствующее допустимой погрешностивыборки АЗУ Уб в счетчик 13 - кодН определяющии величину времени 40выборки в первом такте измерения.На вход режима измерителя подаетсянапряжение Пнэ соответствующеевходному напряжению АЗУ, при котором следует измерить время выборкиАЗУ. На входе "Время выборки" (а)блока 8 управления подают сигнал логической "1", под воздействием которого на выходах ч и и устанавливаются единичные сигналы, переключающиепереключатели 4 и 6 в положение 2,50Измерение времени выборки начинаетсяв момент времени й (фиг. 4) по импульСу на входеблока управления 8,с приходом которого на выходе А бло 55ка 8 устанавливается нулевьй сигнал,размыкающий ключ 3, а на выходеблока 8 устанавливается сигнал, покоторому измеряемое АЗУ 7 переходит 44 2в режим выборки, Сигнал П , на выходе АЗУ начинает возрастать.Одновременно с началом выборки на выходе д блока 8 появляется импульс запуска генератора 14. Напряжение Пгпн на выходе генератора 14,начинает возрастать и сравниваться компан н ратором 2 с П ,ц,где ПцАп, - анаЦАПлоговый эквивалент кода И , При досн тижении неравенства П гпн У П цАп, компаратор 2 срабатывает, По единичному сигналу компаратора 2 блоком 8 формируются задний фронт импульса выборки АЗУ (сигнал на выходе ) и строб-сиг. нал компаратора 1. Под воздействием сигнала на выходеблока 8 управленияизмеряемое устройство 7 переходит в режим хранения запомненного аналогового сигнала Пч, Под воздействием строб-сигнала на выходе блока 8 компаратор 1 сравнивает сигдп АРч 8 х П УР где 11 УР П иэВ пцб (величина Фвыбирается отрицательной), поскольку время, заданное с помощью цифроаналогового преобразователя 11 и генератора 14, заведомо превышает время выборки измеряемого АЗУ 7, то в первом такте работы изАпмерителя 11 чП р и компаратор 1 срабатывает. В момент его срабатывания на выходе и. блока 8 устанавливается сигнал, уменьшающий на единицу младшего разряда код в счетчике 13.н Под его воздействием сигнал Ь цпп, на выходе цифроаналогового преобразователя 11 уменьшается на величину, эквивалентную единицу младшего разряда входного цифрового кода. Одновременно с этим в блоке 8 формируется импульс на выходе дразмыкающий ключ 3, Затем с выхода элемента 55 задержки в блок управления приходит импульс "Выборка", начинающий второй такт работы измерителя, аналогичный предыдущему такту.В дальнейшем измеритель работает аналогично, причем в каждом такте после срабатывания компаратора 1 сигнал ПАп уменьшается на единицу дискретности (фиг. 4). Это продолжается до тех пор, пока в одном из тактов происходит несрабатывание компаратора 1, т,е, наступление неравенстАПва 11 8(13 УР (г. на фиг. 4). В этом случае цикл измерений заканчивается. Результат измерения времени выборки АЗУ определяется кодом И с выхода счетчика 13. Время выборкиггде К - коэффициент пропорциональности;Ы - угол наклона пилообразногосигнала И; генератора 13.Для измерения времени хранения АЗУ Св код Б, в иходномизмерителя устанавливается эквивалентным допустимой погрешности хранения д а код И - таким, чтобы временной интервал, задаваемый с помощью цифроаналогового преобразователя 11, превышал возможное время хранения измеряемого устройства 7. На входе "Время хранения" блока управления 8 устанавливают единичный сигнал, по которому ключи 4 и 6 переключаются в положение 2, а на выходе ц блока 8 формируется постоянно действуюший строб-сигнал компаратораИзмерение времени хранения начинается как измерение времени выборки подачей импульса на вход Выборка"(б) блока 8, по которому измеряемое АЗУ переходит в режим выборки, Величина запоминаемого аналогового сигнала Б начинает возрастать и сравниваться компаратором,1 с сигнадплом 13,р = 13,в+ д, При достижении неравенства 33 в 33 п компаратор 1 срабатывает и на его выходе устанавливается единичный сигнал. По этому сигналу блоком 8 формируется импульс хранения, под воздействием которого измеряемое устройство 7 переходит в режим хранения запомненного сигнала Б. С течением времени из-эа токов утечки в устройстве выборки и хранения, сигнал Б , начинает уменьшаться. Как только погрешность хранения превысит допустимое значениет.е. 13с Бкомпаратор 1 хр фопять срабатывает и на его выходе устанавливается нулевой сигнал. Одновременно с импульсом хранения на выходеблока 8 появляется импульс запуска генератора 14. Напряжение 13 на выходе генератора 14 возрастает и сравнивается компараторомн2 с 0 цд, . При достижении неравенст 1 нва 13 гп п П цп, компаРатОР 2 СРабатывает и на его выходе устанавливается единичный сигнал. Поскольку время, заданное с помощью цифроаналогового преобразователя 11 и генератора 14, заведомо превышает время хранения измеряемого устройства 7,то в пер деляется каккс, = 13 ц,пК сдам,кгде П, псоответствует коду 1ц п 7Для измерения апертурного времени 40 С . и апертурной погрешности оп УВХввна заданном уровне входного аналогосала АЗУ 13 д.,у код И, в исходном состоянии измерителя устанавливается таким, чтобы компенсировать45 влияние погрешностей о Выборки коэффициента передачи УВХ и смещениянуля компаратора 1 на результат измерения, т,е. чтобы на втором входекомпаратора 1 установился сигналПу Бя 1 в+ с. Код И устанавливаетц-внся таким, чтобы сигнал Б, задацвваемый с помощью ЦАП 11, был равенсигналу 13 (с учетом компенсациипогрешности смещения нуля компаратора 2), т,е. в исходном состоянии на55вторых входах компараторов 1, 2 установлены равные (с учетом сигнала ЦАП 10, компенсирующего погрешности выборки и коэффициента передачи ИВХ) 10 15 20 25 30 вом такте работы измерителя компаратор 2 срабатывает после повторного срабатывания компаратора 1, т,е, после поступления неравенства Ц Б. Поэтому по единичному сигналу компаратора 2 на выходеблока 8 формируется импульс, по которому напряженние Ь ц уменьшается на величину, эквивалентную единице младшего разряда цифрового кода. Одновременно с этим в блоке 8 Формируется импульс установки в куль и выборки, так и в предыдущем режиме, Под воздействием импульса выборки, который следует после импульса установки в нуль с соответствующей задержкой, начинается следующий такт работы измерителя, В дальнейшем измеритель работает так, как рассмотрено выше, причем в каждом такте после срабатывания компаратора 2 сигнал 13 уменьшается на единицу дискретности, Это продолжается до тех пор, пока в одном из тактов срабатывание компаратора 2 происходит до повторного срабатывания компаратора 1, т.е. до наступле. Апния неравенства Б, ( Ь , В этом случае цикл измерения времени хранения заканчивается, По единичным сигналам компараторов 1, 2 на выходе м блока 8 устанавливается сигнал готовности результата измеренийРезультат измерения - время хранения С р опре670446измерения продолжается до наступления неравенства БУ П , при котором не срабатывает компаратор 1,Это неравенство может наступить только в случае уравновешивания прира -щения д У гп уменьшением выходногосигнала ЦАП 11 на соответствующуювеличину. Так как10 ср нПуух П гпн3 глн ф ЗуР 13 цдп 2 1 5 13 сигналы, На входе "Аперт. время" бло ка 8 устанавливается единичный сигнал, по которому переключатели 5, 6 остаются в положении 1.Измерение д и а начинается в момент времени , по импульсу выборки на входе О блока 8, с приходом которого на выходе д блока 8 устанавливается нулевой сигнал, размыкающий ключ 3, а на выходеблока 8 устанавливается сигнал, по которому измеряемое устройство 7 переводится в режим выборки, Одновременно с началом выборки на выходеблока 8 появляется импульс запуска генератора 14. Напряжение Б г на выходе генератора 14 начинает возрастать и через переключатель 4, входной усилитель и замкнутый ключ АЗУ 7 поступает на запоминающий конденсатор АЗУ 7 и через переключатель 6 на первый вход компаратора 2. Компаратор 2н сравнивает напряжения 3 гн и 3 цдп 2 При достижении неравенства Б,п Б длГОН ЦДЛ 2 компаратор 2 срабатывает, на его .выходе устанавливается единичный сигнал. По единичному сигналу компаратора 2 блоком 8 формируется строб-сигнал компаратора 1 и на выходе ) блока 8 управления устанавливается сигнал, по которому АЗУпереходит в режим хранения. На его выходе устанавливается напряжение Буб, которое из-за наличия апертурной задержки АЗУ больше сигнала 33 г в момент срабатывания компаратора 2 (обозначим Б ). Поскольку ключ АЗУ 7 размыкается не мгновенно, а за некоторый промежуток времени, в течение которого сигнал .Бимеет возможность проходить через ключ АЗУ 7, то на момент полного раэмыкания ключа на выходе АЗУ установится сигнал 13 Ув=срб3 глн + П гпн я где ягпн прира щение сигнала Бот момента подачи управляющего сигнала на размыкание ключа АЗУ 7 до момента его. размыкания. Чем более медленнодействующий ключ АЗУ 7, тем больше приращение Ыг , В сущности приращением 613 гпн определяется апертурная погрешность Ю АЗУ. Поэтому в конце первого такта ПБи компаратор 1 срабатывает, что, в свою очередь, приводит к уменьшению сигнала 13 цяп 2 э затем с выхода элемента задержки 55 в блоке 8 поступает импульс и начинается второй такт работы. Броцесс ан3 цдп 2 3 цдп 2- П цдп 215 где 0- значение сигнала Бцдп 2цдп 2в момент наступления неравенства 13 У Б Р,,Е 1 Б цдп 2 - сумма эквивалентов единиц младшего разряда20 входного кода ЦАП 11,уравновешивающего ЛБгпн 1то приращение йБможет быть опрел кделено через разность Пцдр,-Бцдп 2Поскольку приращением дБгл опреде 25 ляется апертурная погрешность с 1 д,то значение этой погрешности можетнбыть найдено в виде сРд= КЖ цд- Б ) а значение апертурного вреК"дл 2менидв = КМ цдп, "цдп 2) Гф30 Для измерения времени С задержки аналогового сигнала во входныхкаскадах АЗУ 7 (его фазового сдвига)код И в исходном состоянии измери 1теля устанавливается эквивалентнымдопустимой погрешности О сигнал35 дл= Б и + дв, а код И, - таким,чтобы уровни 13 д и Б р были одинаковы, На входе "Время задержки"блока 8 устанавливается единичный40 сигнал, по которому переключатели5, 6 переключаются в положение 2,а переключатель 4 остается в положении 1. На выходе и блока 8 формируется постоянный строб-сигнал компара 45Измерение с начинается по им 3пульсу выборки на входе о блока 8,с приходом которого ключ 3 размыкается и АЗУ 7 переходит в режим выборки.Напряжение на его конденсаторном вы 50воде 13начинает нарастать, воздействуя через переключатель 5 напервый вход компаратора 1. Одновременно с этим на выходеблока 855появляется импульс запуска генератора 14. Напряжение 13на выходе генератора 14 возрастает и сравниваетнся компаратором 2 с сигналом 13 цдл 2.При достижении неравенства Пгпн 1 Бцд,67044 7 13 компаратор 2 срабатывает и на его выходе устанавливается единичный сигнал. Поскольку нарастание напряжения Удпроисходит с задержкой относительно У,п, то компаратор 2 срабатывает раньше компаратора 1 По его сигналу блоком 8 формируется импульс на выходе с блока 8 и напряжение на выходе цифроаналогового преобразователя 11 увеличивается на величину, эквивалентную единице младшего разряда входного цифрового кода.При достижении неравенствадпЦ7 Б , срабатывает компаратор 1, По его единичному сигналу блоком 8 формируется задний фронт импульса выборки на ВЪходеблока 8, по которому измеряемое устройство 7 переходит в режим хранения. Одновременно с этим в блоке 8 формируются импульсы установки в нуль и выборки, как и в предыдущих режимах. Под их воздействием начинается следующий такт работы измерителя.В дальнейшем измеритель работает аналогично причем с каждым срабатыванием компаратора 2 сигнал Б цдп увеличивается на единицу дискретности. Это продолжается до тех пор, пока в одном из тактов произойдет одновременное срабатывание компараторов 1, 2, В этом случае измерение й заканчивается, По единичным сигналам компараторов 1, 2 на выходе м блока 8 устанавливается сигнал готовности результата измерений. Время задержки определяется каккздцдпПидпКЙТаким образом, предложенный измеритель помимо измерения времени выборки и времени хранения АЗУ позволяет измерить апертурное время и время задержки сигнала во входных каскадах АЗУ, Кроме того, при использовании в качестве блока управления 8 микро-ЭВМ могут быть реализованы другие алгоритмы работы предложенного измерителя, например по измерению погрешности коэффициента передачи исследуемого АЗУ. Формула изобретения первого переключателя, первый входкоторого подключен к выходу исследуемого аналогового запоминающего устройства, управляющий вход которогоподключен к первому выходу блока управления, второй выход которого соединен с управляющим входом первогоключа, выход которого подключен к шине нулевого потенциала, а вход - квыходу для подключения накопительногоэлемента исследуемого аналоговогозапоминающего устройства, первыйсчетчик, выходы которого являютсяпервой группой выходов измерителя,отличающийся тем, что,с целью расширения функциональныхвозможностей измерителя за счет измерения апертурного времени и временизадержки сигнала во входных каскадахисследуемого аналогового запоминающего устройства, в него введены генератор пилообразного напряжения, второйи третий переключатели, второй компаратор, второй счетчик, первый и второй цифроаналоговые преобразователи исумматор, выход которого подключен кинвертирующему входу первого компаратора, первый вход сумматора под- ЗО ключен к выходу первого цифроаналогового преобразователя, второй входсумматора подключен к второму входувторого переключателя и является входом режима измерителя, вход первогоключа соединен с вторым и первым входами соответственно первого и третьего переключателей, стробирующий входгенератора пилообразного напряженияподключен к третьему выходу блока управления, а выход. в . к второму входутретьего переключателя и первому входу второго переключателя, выходкоторого подключен к входу исследуемого аналогового запоминающего устройства, стробирующий вход первого компаратора соединен с четвертым выходомблока управления, а выход - с первымвходом блока управления, второй входкоторого соединен с выходом второгокомпаратора инВертирующий Вход кОтОрого соединен с выходом второго цифроаналогового преобразователя, входыкоторого подключены к соответствующим выходам второго счетчика и к вы Измеритель параметров аналоговых .запоминающих устройств, содержащий первый компаратор, неинвертирующий вход соторого соединен с выходом 555 ходам второй группы устройства, суммирующие входы первого и второгосчетчиков соединены соответственно спятым и шестым выходами блока управления, седьмой и восьмой выходыедакт мар аказ 6843/49Т раж 590 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий35, Москва, У(-35, Раушская наб., д, 4/5 и 1130 Проектная,роизводственно-полиграфическбе предприятие, г. Ужгор 9 1367044 О которого соединены с вычитающими вхо- разователя, девятый, десятый и один- дами соответственно первого и второ- надцатый выходы блока управления го счетчиков, выходы первого счетчи- соединены с управляющими входами сока соединены с соответствующими Вхо- ответственно первого, второго и треть 5дами первого цифроаналогового преоб- его переключателей.