Устройство для измерения динамических параметров быстродействующих аналого-цифровых преобразователей

22401 19) Я Н 4 Н 03 111/1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНПРИ ГКНТ СССР Т ИЯ 8 ьЕ АПИБ 3- Б 1 ЛР ЯЯ. Жаленас ыит с. 12 экс имент ьство С 1/10, с в идетН 03 54) УСТРОЙСТИЧЕСКИХ ПАРЩИХ АНАЛОГО-ЦЛЕЙ57) Изобрететроению и изм О ДЛЯ ИЗ 11 ЕРЕНИЯАМЕТРОВ БЫСТРОДЕЙ ФРОВЫХ ПРЕОБРАЗ Д 1 П 1 АТВУ 10- ВАТЕие от иборо тся к е(21) 4388 бб (22) 08.12, (46) 15.11 . (72) В.И.Ка и Э.-А.К.Ба (53) б 81,32 (5 б) Прибор 1982, Р 1,Авторско М 1058048,СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК еритепьной тех ующих аналог телей (АЦП) и ве. Изобретен производитель ласть примене сов выдает им ной максимагь ния измеряемо парных импуль импульсы с ча определяемой торые поступа меряемого АЦП поступают имп польэовано для контроля параметров и измерения разования быстродейсто-цифровык преобраэовари серийном производстие позволяет повысить ность и расширить обния. Генератор 1 импульпульсы с частотой, равной частоте преобразовага АЦП 2, Фомирователь сов 3 выделяет парные стотой повторения пар, делителем 4 частоты, коют на тактовый вход из, С делителя 4 частоты ульсы синхронизации. Они1522401 ходные коды измеряемого АЦП 2 изме.няются последовательно. Последова, тельность и частота появления кодов 5проверяется последовательно цифровымкомпаратором 14. Время преобразования измеряется путем записи выходныхкодов измеряемого АЦП 2 в регистр 9импульсами, задержанными вторым уп: равляемым элементом задержки 10.2 ил. Изобретение относится к приборостроению и измерительной технике и 15может быть использовано для контролядинамических параметров и измерениявремени преобразования быстродействующих аналого-цифровых преобразователей (АЦП) при их серийном производстве.Цель изобретения - повышение производительности и расширение областиприменения,На фиг. 1 приведена функциональная 25схема устройства; на фиг, 2 - временные диаграммы его работы.Устройство для измерения динамических параметров быстродействующихАЦП содержит генератор 1 импульсов, цизмеряемый А 11 2, Формирователь 3парных импульсов, делитель 4 частоты,первый управляемый элемент 5 задержки, первый цифроаналоговый преобразователь 6 (ЦАП), Формирователь 7 входного напряжения, первый счетчик 8 импульсов, регистр 9, второй управляемый элемент 10 задержки, Формирователь 11 длительности импульсов, второй ЦАП 12, третий счетчик 13 импульсов, цифровой компаратор 14, блок 15. задания кодов, второй счетчик 16 импульсов, элемент ИЛИ 17, триггер 18,измеритель 19 временных интервалов,элемент ИЛИ 20, четвертый счетчик 21 45импульсов, элемент ИЛИ 22, первый переключатель 23, второй переключатель24.Устройство работает следующим образом,Генератор 1 импульсов выдает импульсы (фиг.2 а) с частотой, равноймаксимальной частоте преобразованияизмеряемого АЦП 2. Эти импульсы поступают на первый вход формирователя3 парных импульсов и на делитель 4частоты. Импульсы делителя 4 частоты(Фиг. 2 б) поступают на второй входформирователя парных импульсов 3. поступают на вход первого управляемого элемента 5 задержки, в котором задержка импульсов зависит от выходапервого цифроаналогового преобразователя (ЦАП) 6, Из задержанных импульсов Формируется в формирователе 7входное напряжение, которое поступаетна вход измеряемого АЦП 2, Из-за фазового смещения входного напряженияотносительно тактовых импульсов выформирователь парных импульсов 3 формирует тактовые парные импульсы(Фиг. 2 в) с частотой повторения пар,равной частоте импульсов, выходящихс делителя частоты 4, а временная задержка в паре соответствует периодуимпульсов генератора 1, формировательимпульсов представляет собой логический элемент И, на первый вход которого поступают импульсы от генератора1, а на второй - импульсы делителя 4через два последовательно соединенных одновибратора, которые устанавливают определенную задержку и длительность импульсов. Импульсы делителя 4частоты, кроме того, служат импульсами синхронизации для всего устройства. Входное напряжение формируетсяот импульсов синхронизации, которые.поступают на первый вход первого управляемого элемента 5. Фронт импульсов (фиг. 2 г) задерживается первымуправляемым элементом 5 в зависимости от выходного напряжения (Фиг. 2 д)первого ЦАП 6, которое поступает наее, второй вход. С задержанного фронта импульсов формирователем входногонапряжения 7 формируется входное напряжение (Фиг . 2 е)Первым ЦАП 6 Управляет первый счетчик 8, на счетныйвход которого поступают синхроимпульсы. На один вход измеряемого АЦП 2 поступают тактовые импульсы, а на другой - входное напряжение. Выходные коды измеряемого АЦП 2 поступают на первый вход регистра 9. На второй вход его поступают импульсы записи (фиг, 2 ж), которые формируются вторым управляемым элементом 10 задержки из синхроимпульсов, которые поступают на первый ее вход. На второй вход поступает напряжение, управляющее задержкой либо от формирователя 11 длительности импульсов, либо отвторого ЦАП 12 в зависимости от положения контактов переключателя 24 . Формирователь 11 представляет собой подстраиваемый резистор, подключенный к источнику питания, а управляемый элемент задержки - одновибратор. Код для второго ЦАП 12 задает счетчик 13, который считывает импульсы, поступающие на первый вход с выхода 1 О(переполнения) счетчика 8, Записанные в регистр 9 коды поступают с него на первые входы цифрового компаратора14, на вторые входы которого поступает опорный код с блока 15. Выходной уровень цифрового компаратора 14, информирующий о равенстве кодов, поступает на вход разрешения счета счетчика 16. При поступлении на этот вход уровня совпадения кодов счетчик 16 20 считывает синхроимпульсы, поступающие на его счетный вход. Импульсы пере"полнения счетчика 1 б через элемент ИЛИ 17 поступают на счетный вход блока 15. Импульсы с его выхода перепол нения поступают на первый вход триггера 18 (с индикацией), фиксируя окончание измерения. Выходной уровень триггера 18 поступает на вход измерителя временных интервалов 1 9. Этот 30уровень дает команду измерить интервал времени с (фиг. 2) между первымиз пары тактовых импульсов, поступаюи 24 переключают режим работы устройства: в верхнем по схеме положенииустройство работает в режиме измерения времени преобразования, а. в нижнем - в режиме проверки пропусков ко 50 дов. При наличии сигнала сброс счетчики 8 и 13 устанавливаются в нольСигнал сброса через элемент ИЛИ 22поступает к входу счетчика 1 6, черезэлемент 1 ЛИ 20 - к входу блока 15, квходу триггера 18, к входу счетчика21, сбрасывая их на исходное состоя 55 щих на один из входов, и фронтом импульсов, поступающих на другой вход измерителя 1 9, т.е. измеряет задержку записи кодов в регистр 9. Также уровень с выхода триггера 18 поступает на вход генератораимпульсов, запрещая его работу. Импульсы переполнения с выхода счетчика 8 через контакты переключателя 23 поступают либо на вход сброса блока 5 через элемент ИПИ 20, либо на вход блока 15 через первый элемент ИЛИ 17 и на 45 вход счета счетчика 21 (с индикацией).,Первый и второй переключатели 23 ние, соответствующее началу измерения, Триггер 18 и счетчик 21 имеютиндикаторы. По шине Задание кода 19подключенной к входам предустановкисчетчика 16, определяют исходный коддля него, который записывается в начале измерения с каждым импульсом переполнения счетчика 16, поступающимчерез элемент ИЛИ 22 на вход, и в режиме измерения времени преобразованияс каждым импульсом переполнения счетчика 8,Сначала устанавливаются первый ивторой переключатели 23 и 24 в нижнеепо схеме положение, соответствующеережиму проверки пропусков кодов измеряемого АЦП 2, После этого устройствозапускается по шине Сброс". При этомв нулевое состояние сбрасываетсясчетчик 8, счетчик 1 3, блок 15, счетчик 21. В счетчик 16 записываетсявыбранное значение, а триггер 18сбрасывается на состояние, резрашающее работу генератору импульсов 1 иподготавливающее к работе измеритель1 9 временных интервалов, Счетчик 8считывает синхроимпульсы и после каждого меняет маленькими шагами напряжение первого ЦАП 6, которое маленькими шагами меняет задержку наклоннойчасти входного напряжения, поступающего на второй вход измеряемого АЦП2. При этом на первый вход его поступают парные импульсы. Первый импульс пары дает команду работать измеряемому АЦП 2. Так как задержкавходного напряжения увеличиваетсямаленькими шагами, то моментное значение во времени первого тактовогоимпульса меняется маленькими шагами.Измеряемый АЦП 2 работает как стробоскопический преобразователь. Шаг изменения моментного значения входногонапряжения во много раз меньше ступеньки квантования измеряемого АЦП 2,поэтому на его выходе по несколькураз последовательно должны появляться все коды. Количество появлениякаждого кода пропорционально ступеням квантования измеряемого АЦП 2. Годным считается тот измеряемый АЦП 2, количество каждого кода которого не менее заданной нормы, определяемой априорно. Для проверки кодов, они подряд считываются в регистр 9. Выходное состояние регистра зависит от длительности импульсов записи (фиг. 2 ж 1. Длительность задается рав522401ной максймальной времени преобразования измеряемого .АЦП 2 формирователем 11. Если Фактическое время преобразования измеряемого АЦП 2 меньше за 5 данного значения, то выходные коды в регистр 9 записываются устанавившимися, т.е. последовательность их не нарушается, а если больше заданного значения, то записываютсянеустановившиеся коды, т,е. без порядка. Выходные коды регистра 9 на цифровом компараторе 14 сравниваются с опорным кодом с первого выхода блока 15. Если коды совпадают, то на выходе цифрового компаратора 14 появляется уровень, разрешающий работу счетчику 16, Так как он считывает синхроимпульсы, а с каждым синхроимпульсом измеряемый АЦП 2 выдает новый код (он может и повторяться), то . счетчик 16 считывает количество появления кодов, соответствующих данному значению опорного кода. При поступлении на счетчик 16 количества 25 совпадений кодов, превышающего соответствующее заданному значению, он переполняется. Импульс переполнения через элемент ИЛИ 17 меняет опорный код, т.е, состояние блока 15 на единицу, и через элемент 22 записывает код предустановки. Далее проверяется количество появления следующего опорного кода и т,д. Если до заполнения счетчика 8 раньше заполнится35блок 15, то выход переполнения послед-. него переключит триггер 18, который извещает, что измерение закончено, а также дает команду измерителю 19 временных интервалов измерить значение 40 задержки считывания кодов и запрещает работу генератора 1 импульсовЕсли какой-то код измеряемого АЦП 2 пропущен или ступень квантованияменьше заданного значения, или время преобразования больше максимального значения, то на счетчик 1 6 не поступит ни один или поступит недостаточное количество совпадения кодов и с выхода переполнения счетчика 16 до50 переполнения счетчика 8 не поступит импульс сдвига для блока 15 и последний стоит. Тогда импульс переполнения первого счетчика 8 через контакты второго переключателя 23 и элемент ИЛИ 17 сдвинет состояние блока55 15. Также этот импульс поступит и на счетчик 21, который Фиксирует, что пропущен один код. Далее устройство работает так же доследующего пропуска кода или до переполнения блока 15, импульс переполнения которого переворачивает триггер 18. После этого счетчик 21 показывает количество пропусков кодов. При отсутствии пропусков кодов измеряемый АЦП считается годным.Измерение времени преобразования производится при верхнем по схеме положении первого и второго переключателей 23, 24. В режиме измерения времени преобразования много раз проверяются пропуски кодов измеряемого АЦП 2 и при каждом следующем измерении увеличивается маленькими шагами задержка считывания кодов Сс до исчезновения пропусков кодов . При этом задержку считывания кодов задает второй ЦАП 12, который после каждого переполнения счетчика 8, т.е. после каждой проверки пропусков кодов, увеличивает задержку на маленькое значение, а также переполнением счетчика 8 сбрасывается через элемент ИЛИ 20, блок 15 и через элемент ИЛИ 22 записывается в счетчик 16 код предустановки, Увеличение задержки считывания кодов происходит до появления. подряд всех кодов и количество появления их не менее заданных значений. Все коды появляются подряд, когда задержка считывания равна времени пре - образования измеряемого АЦП 2. После переполнения блока 15 при переворачивании триггера 18, поступит команда измерители 1 9 временных интервалов измерить задержку считывания которая равна времени преобразования.фо рмула изобретенияУстройство для измерения динамических параметров быстродействующих аналого-циФровых преобразователей, содержащее генератор импульсов, цифровой компаратор, блок задания кодов, выходы которого соединены с соответствующими первыми входами цифрового компаратора, о т л и ч а ю щ е е - с я тем, что, с целью цовышения производительности и расширения области применения введены формирователь парных импульсов, делитель частоты, формирователь входного напряжения, регистр, два управляемых элемента: задержки,.два цифроаналоговых преобразователя, формирователь дли 1522401тельности импульсов, четыре счетчи" ка импульсов, три элемента ИЛИ, триггер, измеритель временных интервалов, два переключателя, причем выход генератора импульсов соединен с первым выходом формирователя парных импульсов и с входом делителя частоты, выход которого соединен с первыми входами первого и второго управляемых элементов задержки, с вторым входом формирователя парных импульсов и счетными входами первого и второго счетчиков импульсов, кодовые выходы первого из которых соединены с соответствующими входами первого цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с вторым входом первого управляемого элемента задержки, выход которого соединен с входом формирователя входного напряжения, выход которого является первой выходной шиной, выход формирователя пар - ных импульсов является второй выходной шиной и соединен с первым входом измерителя временных интервалов, второй вход которого соединен с выходом второго управляемого элемента задержки, а третий вход объединен с управляющим входом генератора импульсов и подключен к выходу триггера, вход установки в "0 которого объединен с входами установки в 0 первого, третьего и четвертого счетчиков импульсов, первыми входами первого и второго элементов ИПИ и является шиной "Сброс", вторые входы первого и вто рого элементов ИЛИ подключены к первому выходу первого переключателя, второй выход которого соединен со счетным входом четвертого счетчика 5импульсов и первым входом третьего элемента ИЛИ, второй вход которого объединен с вторым входом второго элемента ИЛИ и подключен к выходу переполнения второго счетчика импульсов, входы предустановки которого являются шиной "Задание кода", вход разрешения счета соединен с выходом цифрового компаратора, а вход синхронизации с выходом второго элемента ИЛИ, выход первого элемента ИЛИ соединен с входом установки в 0" блока задания кодов, информационный вход которого соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, а выход переполнения с входом установки в "1" триггера, выход переполнения первого счетчика соединен с входом первого переключателя и счетным входом третьего счетчика импульсов, выходы которого сое динены с соответствующими входамивторого цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с входом второго переключателя, первый и второй выходы которого соединены с входом формирователя длительности импульсов и вторым входом второго управляемого элемента задержки, выход которого соединен с тактовым входом регистра, информационные входы которого являются входной шииой, а выходы соединены с соответствующими вторыми входами цифрового компаратора.1522401 Редакто Недолуженк венно 130 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород арина, 101 ЗаказВНИИПИ 9/5 б суда оставитель И.Романоваехред Л,Олийнык Корректор Т.Папин Тираж 884 Подписноекомитета по изооретениям и открытиям при ГКНТ ССС Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5