с выхода преобразователя проходят на выход моста лишь в те моменты времени, когда соответствующие диоды смещены в прямом направлении. Во время среза тактового импульса диоды смещены в прямом направлении, в результате чего конденсатор на выходе моста заряжается выходным сигналом ЦАП. Во время фронта тактового импульса напряжение на конденсаторе остается неизменным, так как диоды смещены в обратном направлении.

в ряде случаев, особенно при измерении времени установления среднего быстродействия более высокоразрядных ЦАП (более 10 разрядов), чувствительность осцил-лографических устройств недостаточная, что значительно увеличивает погрешность измерения. Для устранения этого к выходу ЦАП подключается усилитель, ограничивающий нижнюю часть импульса для исключения перегрузки входного усилителя осциллографа, работающего при большой чувствительности. С помощью усилителей значительно «растягивается» зона измеряемых амплитуд выходных сигналов ЦАП, в которой определяется время установления. Коэффициент усиления таких усилителей достигает десятки или сотни раз, а величина ЕМР при этом составляет сотни и более милливольт. Однако из-за ограниченной широкополосности усилителей и специфических требований, предъявляемых к ним, измерение времени установления более быстродействующих ЦАП затруднено. Значительное влияние на измеряемый параметр оказывают конструктивные паразитные параметры функциональных узлов и элементов, создающих режим измерения (компараторов, резисторов, токовых ключей, счетчиков и др ). Для избежания этого необходимо использовать измерители, работающие с трансформацией временного масштаба, так как существующая в настоящее время элементная база и конструктивное исполнение узлов контрольно-измерительной аппаратуры обеспечивают построение измерителей времени установления ЦАП с удовлетворительной погрешностью (10...20%) в диапазоне времен более 100...500 не. Учитывая, что в процессе линейной трансформации временного масштаба изменяется лишь спектр выходного сигнала преобразователя (выходной сигнал ЦАП), ранее рассмотренные методы измерения в большинстве случаев могут быть использованы и для измерения времени установления более быстродействующих ЦАП.

5.4. АППАРАТУРА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕНИ УСТАНОВЛЕНИЯ ЦАП

5.4.1. ИЗМЕРИТЕЛИ ВРЕМЕНИ УСТАНОВЛЕНИЯ ЦАП, РАБОТАЮЩИЕ В РЕАЛЬНОМ МАСШТАБЕ ВРЕМЕНИ

На рис. 5.13, 5.14 приведены структурная схема и временные диаграммы работы автоматического измерителя времени установления ЦАП [46], работающего в милли- и микросекундном диапазонах времен. Работа измерителя основана на принципе двойного преобразования. Сначала с помощью компараторов напряжения измеряемое время преобразуется в прямоугольные импульсы, длительность которых пропорциональна измеряемому времени. Далее эти импульсы триггером и преобразователем средних значений напряжения преобразуются в пропорциональное напряжение постоянного тока. Процесс измерения времени установления осуществляется стробированием компараторов, начиная с момента времени, заведомо превышающего измеряемое (до момента срабатывания одного из компараторов, фиксирующих момент отклонения выходного сигнала ЦАП от заданных значений ±0,5 ЕМР). В конце измерения длительность

J с:

-{формирователь ГИ Hmeajaamop

Запуок I

5 1

ЛуГЛ7у-1

Формирование ~

отродиррищеао импульоа

Уотаиовка в нуль

£

1 It

Запуок

Строб

Компаратор напряжения

Строб

Счетчик импульоов

Установка в нуль

Схема запрета

Установка в нуль

Формирователь порогового напряжения

\ Сброс

* Триггер!

Т1реобразователь средних значений

Счетно - рег истри -рующее устройство

ЕМР " 2

О, О

Рис 5 13 Схема автоматического измеригетя времени установления ЦАП с двойным преобразованием

Рис 5 14 Временные циаграммы автоматического измерителя времени установления ЦАП с двойным преобразованием

ВЫХОДНЫХ импульсов триггера / равна длительности переходного процесса измеряемого ЦАП. Эти импульсы с помопгью преобразователя средних значений, выполняющего функцию /вы\ = 1

= \/F\U{t)dt = Ktsu, где t-период повторения импульсов; К -

коэффициент прсги рииональности, преобразуются в постоянное, про-

порциональное их длительности напряжение. Значение этого напряжения показывает счетно-регистрирующее устройство. Продолжительность времени измерения определяется выбранным числом N измерений в каждой стробируемой точке переходного процесса и шагом считывания (сдвига) стробимпульсов Ats и равна tuu - NTtsu/lts-

Погрешность измерения времени установления в основном определяется разрешающей способностью амплитудного и временного параметров анализатора сигнала. Это, в свою очередь, зависит от амплитуды анализируемого сигнала, чувствительности по времени и по амплитуде компараторов напряжения. Дополнительную погрешность вносит преобразователь длительности выходных импульсов триггера / в постоянное напряжение.

На рис. 5.15, 5.16 приведены структурная схема и временные диаграммы измерителя времени установления ЦАП, работающего по принципу компарирования выходного сигнала ЦАП с последующим (классическим) цифровым измерением временного интервала [37].

В исходном состоянии на компараторы наряжения КШ-КПЗ сигналы не подаются и на их выходах устанавливаются уровни лог.О. При этом выход триггера находится в произвольном состоянии. С появлением на входах ЦАП запускающего тестового импульса счетчик переходит в исходное нулевое состояние и начинает подсчет тактовых импульсов. Выходной сигнал ЦАП поступает на входы компараторов, имеющих уровни срабатывания fH< Ucp<Us соответственно (см. рис. 5.16), которые при превышении амплитуды выходного сигнала цАП их уровней срабатывания выдают информацию на формирователи фронтов и срезов импульсов, соединенные со схемами ИЛИ. Система компараторов, формирователей фронтов и срезов, а также схемы ИЛИ вырабатывают

Измеряемый ЦАП

Формирователь импульоов фронта

KHZ -

формирователь импульсов фронта

Формирователь импульсов среза

Генератор ТИ

ИЛИ1

формирователь импульсов фронта

илиг -

Генератор

Тризаер

"F7

Очетчик

Рис 5.15 Схема измерителя времени установления ЦАП, работающего компара-

торным методом