Страница: 2/5
На рисунке 2 показана схема устройства контроля времени установления ЦАП при кодовой комбинации главного переноса. Все разряды ЦАП, кроме старшего, возбуждаются параллельно с помощью генератора Г прямоугольных импульсов. Этот же сигнал после инвертора Ин подается на старший разряд, вызывая его включение в момент выключения всех остальных разрядов. Выходной сигнал ЦАП при этом представляет собой прямоугольный сигнал с амплитудой Δ относительно уровня, равного половине полной шкалы. Выход ЦАП связан со входом осциллографа только по переменному току, и постоянная составляющая выходного сигнала ЦАП на вход осциллографа не поступает. Переходный процесс в этом случае можно наблюдать при большой чувствительности осциллографа по амплитуде.
Время переходного процесса ЦАП большой разрядности можно определить с высокой степенью точности, поскольку практически устраняются перегрузки входного усилителя осциллографа или компаратора, обусловленные большим перепадом сигнала на выходе контролируемого ЦАП. Однако производительность осциллографических методов измерения невысока. Кроме того, этим методам присущи погрешности субъективного характера, что не позволяет использовать их для серийного производства преобразователей.
Рисунок 3 - Схема устройства контроля времени установления ЦАП с токовым выходом на туннельном диоде
Рассмотрим возможные варианты построения полностью автоматизированных измерителей времени установления ЦАП, обладающих значительно большим быстродействием и достоверностью контроля. На рисунке 3 приведена схема устройства контроля времени установления ЦАП с токовым выходом, где в качестве дискриминатора амплитуды выходного сигнала ЦАП применен туннельный диод. В устройстве используется стробоскопический метод измерения.
Формируемые с частотой генератора Г перепады (от нуля до установившегося уровня) выходного сигнала ЦАП попадают па дискриминатор уровня Д, который анализирует текущее (мгновенное) значение выходного сигнала преобразователя.
Анализ процесса начинают с участка заведомо установившегося переходного процесса, и анализируемую точку характеристики постепенно перемещают по временной оси к началу переходного процесса, т. е. справа налево (рисунок 4). Момент t1 превышения допустимого значения отклонения от установившегося уровня тока Iуст фиксируют дискриминатором уровня. Затем измеряют временной отрезок от начала исследуемого переходного процесса до зафиксированного дискриминатором момента времени, который и определяет время установления Iycт выходного сигнала ЦАП.
Рисунок 4 – Характер переходного процесса выходного сигнала ЦАП
Устройство работает таким образом. Выходные импульсы генератора Г поступают на вход схемы сдвига СС стробирующих импульсов и одновременно через многоканальный коммутатор — на цифровые входы контролируемого ЦАП, на которых он обеспечивает формирование требуемой комбинации сигналов. Исследуемый выходной сигнал ЦАП подается на первый вход схемы сравнения (дискриминатор Д), выполненной на туннельном диоде, на второй вход которой подаются стробирующие импульсы от генератора ГСИ, сдвигаемые по временной оси относительно исследуемого сигнала с помощью схемы СС. Уровень срабатывания схемы сравнения, работающей в режиме одновибратора, достигается в моменты прихода стробирующих импульсов вследствие суммирования на туннельном диоде тока контролируемого выходного сигнала ЦАП, стробирующего импульса и тока смещения, формируемого с помощью дополнительного ЦАП, управляемого выходным кодом устройства управления УУ.
Формируемый ток смещения соответствует установившемуся значению выходного сигнала контролируемого ЦАП. Каждую анализируемую точку переходного процесса стробируют п раз с частотой f 2 генератора Г. По мере приближения выходного тока контролируемого ЦАП к току смещения дополнительного ЦАП частота срабатывания f1 дискриминатора Д на туннельном диоде возрастает. Отношение частот f1/f2 анализируют устройством управления УУ. Если оно находится в допустимых пределах заданного значения, то стробирующий .импульс перемещают к началу переходного процесса и анализ следующих точек переходного процесса повторяют до момента, когда отношение частот f1/f2 превысит заданное (последнее определяется допустимым отклонением выходного тока контролируемого ЦАП от установившегося значения, а также характером шумовой помехи на туннельном диоде и видом зависимости частоты срабатывания схемы сравнения от тока смещения). После этого перемещение стробирующего импульса прекращают и измеряют временной отрезок между фронтами импульсов генератора и стробирующих импульсов ГСИ. Следует, однако, отметить, что вследствие большого уровня шумов, временной и температурной нестабильности параметров туннельного диода данная схема обеспечивает контроль ЦАП с разрядностью не более 8—9.
Реферат опубликован: 9/01/2009