Главная -> Книги

(0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22) (23) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) (31) (32) (33) (34) (35) (36) (37) (38) (39) (40) (41) (42) (43) (44) (45) (46) (47) (48) (49) (50) ( 51 ) (52) (53) (54) (55) (56) (57) (58) (59) (60) (61) (62) (63) (64) (65) (66) (67) (68) (69) (70) (71) (72) (73) (51)

ров кодов. На передней панели блока находятся органы управления и индикации, а также разъем для подключения пробника. Пробник со сменным контактором состоит из двух отдельных узлов, которые для удобства работы размещены на отдельной массивной подставке и соединяются с базовым блоком с помощью удлинителя длиной около 1 м. На пробнике имеются кнопка ПУСК и световые индикаторы ГОДЕН-БРАК, дублированные с базовым блоком. Конструкция пробника обеспечивает его подключение к испытательной панели.

Погрешность измерения времени преобразования

«,= ±д/«и + «ар + б. (6-1)

где б/„ - погрешность измерителя временных интервалов; б/ар - погрешность из-за апертурной задержки регистра; 6/нс - погрешность из-за нестабильности уровня считывания выходных кодовых импульсов АЦГГ

Погрешность измерителя временных интервалов

„ = ±л11Л 1+1+1+1+1 (6-2)

где бфт и бфс - погрешности из-за конечной длительности фронта тактовых и стробирующих импульсов соответственно; бес - погрешность стартстопного устройства измерителя; б„ - погрешность из-за нелинейности временной шкалы измерителя; бд - погрешность из-за дискретности счета измерителя; бт - погрешность из-за температурной нестабильности. Теоретические расчеты и экспериментальное исследование измерителя показали, что суммарная величина би не превышает 2...3 нс

Апертурная задержка регистра, построенного на компараторах типа КР 597СА2, определена путем измерения апертурной задержки большого числа компараторов. Получено, что 4р<2,1 не. Тогда при нормальном законе распределения апертурной задержки компараторов 77, 78]

б<а=ар/3- (6.3)

Погрешность из-за нестабильности уровня считывания выходных кодовых импульсов

«сч=сч/5с-. (6-4)

где aUc4-погрешность установки уровней считывания; S - крутизна фронтов выходных импульсов; - напряжение считывания.

Согласно (6.1) - (6.4) суммарная погрешность измерения времени преобразования

Проведенные расчеты и экспериментальное исследование показывают, что погрешность не превышает 8...9% (для нижнего значения времени преобразования). Для измерения динамических параметров более быстродействующих АЦП, частота преобразования которых составляет 50... 100 МГц (принцип действия этих АЦП отличается от ранее рассмотренных), используется тестер, структур-



гэнера-тор 1

Генератор Z

"1

Формиро -ватвт ТИ

Формирователь входноао сигнала

f-zlf

"5

Устрой-ство задержки

Измеряв -мый АЦП

Регистр -i

Индикатор

Счетчик импульсов

Цифровт компара-тор

"5

-/yv

-\Г\1\Г

S)

Рис. 6.17. Обобщенная структурная схема тестера для измерения и проверки функционирования 6-8-разрядных АЦП с частотой преобразоваия 50...100 МГц (а) и временные диаграммы (б)

ная схема и временные диаграммы которого приведены на рис. 6.17 [164].

Тестер работает следующим образом. В качестве ведущих генераторов, определяющих частоту квантования измеряемого АЦП, используются два кварцевых генератора, работающие на близких частотах / и /-Л/, причем /»Л/- Фронт импульсов генератора 1 запускает формирователь тактовых импульсов, который выдает серию импульсов с длительностью меньше i/f (не полностью заполняется период колебаний генератора У). Синхронно с фронтом импульсов этого генератора вырабатывается синхроимпульс, положение которого в последовательности тактовых импульсов определено временем преобразования АЦП (он обычно следует после второго тактового импульса). С помощью синхроимпульса производится запись кодов АЦП в быстродействующий регистр. Формирователь входного напряжения вырабатывает нарастающее напряжение, скорость изменения которого равна v. С каждым периодом входного сигнала из-за разницы частот от генераторов 1 VI 2 образуется сдвиг фазы и одновременно некоторое изменение напряжения А U ,= и At- При этом выходной код идеального АЦП к= целая часть ( А U,ft2"/U) = целая часть (и Aft2"/U,), где / - время с момента измерения; N - разрядность АЦП; - диапазон входного напряжения АЦП. Выходной код АЦП изменится прямолинейно, если и я Af константы. Скорость изменения и и разница частот генераторов д/ выбираются следующим образом. Для того .чтобы зафиксировать выходной код АЦП с вероятностью р, ступень квантования которого равна kU/2", число выборок b = 2"/k{\-р), где k - коэффициент, характеризующий дифференциальную нелинейность- (пропуск кода происходит при /г = 0).



Количество выборок определяется выражением b = UA/AU,= = UJuAf. Тогда Af = k{[-p)UA/2"v.

Таким образом, Af выбирается так, чтобы не пропустить ни один код из последовательности при проверке годного АЦП (на выходе годного АЦП должны появиться последовательно все коды без пропусков). Последовательность кодов проверяется логическим устройством, которое состоит из цифрового компаратора и счетчика импульсов. При совпадении кода цифровой компаратор выдает импульс, который меняет состояние счетчика на единицу. При этом счетчик начинает работать от нулевого состояния и проходит последовательно все коды. Если АЦП имеет пропуск кода, то счетчик на этом коде остановится, так как от цифрового компаратора не поступит импульс. При фиксации последнего кода индикатор ГОДЕН-БРАК показывает годность АцП.

Одновременно с функциональным контролем АЦП проверяется и время преобразования. Задержка синхроимпульсов tpc устанавливается заданной. Если время преобразования меньше заданного, то в регистр будут записаны неустановившиеся выходные коды, т. е. не будет последовательного изменения. При этом, меняя время tpc, можно найти минимальное его значение, при котором нарушается последовательность кодов. Задержка будет соответствовать времени преобразования АЦП, которое может быть измерено с помощью измерителя временных интервалов.

Основные параметры тестера

Тактовая частота, МГц........ 50; 100±10%

Длительность тактовых импульсов, не ... . 10; 5±10%

Высокий уровень тактовых импульсов, В . . . -0,98±5%

Амплитуда тактовых импульсов, В..... Не менее 0,7

Скорость изменения входного напряжения, В/мкс . 50; 100±20% Напряжение высокого уровня входного напряжения

В.............. 2,5...3

Напряжение низкого уровня входного напряжения,

В.............. -2,5...-3

Пределы установки задержки считывания выходных

кодов, не............ 8...40

Производительность без учета контактирования, ИС/ч:

в режиме контроля . . ...... Не менее 3000

в режиме измерения........ Не менее 500

Напряжение питания, В........ 220±10%

Потребляемая мощность, Вт....... Не более 100

Габаритные размеры, мм........ 480X215X35

Масса, кг............ Не более 20

Конструктивно тестер выполнен в виде настольного измерительного прибора, состоящего из базового блока, размещенного в корпусе «Надел», и выносного пробника со сменными контакторами.



(0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22) (23) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) (31) (32) (33) (34) (35) (36) (37) (38) (39) (40) (41) (42) (43) (44) (45) (46) (47) (48) (49) (50) ( 51 ) (52) (53) (54) (55) (56) (57) (58) (59) (60) (61) (62) (63) (64) (65) (66) (67) (68) (69) (70) (71) (72) (73)