SU741194A1

SU741194A1 - Meter of electronic unit transient characteristics

Info

Publication number: SU741194A1
Application number: SU782562857A
Authority: SU
Inventors: Таисия Ивановна Булыгина; Борис Александрович Супонин; Михаил Павлович Шадрин; Юрий Владимирович Шишков
Original assignee: Пензенский Филиал Всесоюзного Научно- Исследовательского Технологического Института Приборостроения
Priority date: 1978-01-02
Filing date: 1978-01-02
Publication date: 1980-06-15

Description

Изобретение относитс к электроизмерительной технике и может быть использовано в устройствах измерени и контрол параметров операцион ных усилителей, компараторов, логических элементов, ключей и т. д.. Известен измеритель переходной характеристики четырехполюсника, со держащий генератор испытательного сигнсша, первый выход которого соединен с входной клеммой устройства, схему измерени и индикации, первый вход которой подключен к выходной клемме устройства, второй вход - ко второму выходу генератора испытател ного сигнала, а-выход - ко входу ге нератора испытательного сигнала. В процессе измерени измер емый параметр испытуемого -четырехполюсника вначале преобразуетс в пропорциональный (умноженный в К раз, где К - коэффициент преобразовани ) вре менной интервал, который затем преобразуетс в код. Измеритель имеет возможность измерени длительности фронтов импульса выходного напр жени испытуемого четырехполюсника 1 Известен также измеритель динами ческих параметров функциональных электронных устройств, содержгиций последовательно соединенные пороговой элемент, первый вход которого соединен с подвижньм контактом переключател , неподвижные контакты которого подключены к входной и выходной клеммам устройства, а второй вход - к источнику опорного напр жени , блок преобразовани масштаба времени, генератор испытательного сигнала, выход которого подключен ко входу блока измерени и обработки выходного сигнала и ко входной клемме устройства 2. С помощью известного измерител можно измерить люб .по часть фрюнта или спада импульса, а такжеврем задержки импульса выходного напр жени испытуемого блока, однако точность измерени динамических пар.эметров эле стронных блоков, дл формы импульсов выходного напр жени которых характерны затухающие автоколебани довольно низка. Цель изобретени - повышение точности измерени динамических параметров электронных блоков в том лучае, когда форма их выходных им пульсов характеризуетс затухаюгдими автоколебани ми. Эта цель достигаетс за счет того , что в измеритель динамических параметров электронных блоков, содер жащий последовательно соединенные пороговый элемент, первый вход которого соединен с подвижным контактом переключател , неподвижные контакты которого подключены к входной и выходной клеммам устройства, блок преобразовани масштаба времени и ге нератор испытательного сигнала, выход которого подключен ко входу блока измерени и обработки выходного сигнала и ко входной клемме устройства , введены компаратор напр жений, блок счета и пам ти, блок управлени дополнительным переключателем, допол нительный переключатель, блок управлени и дополнительный источник напр жени , причем первый вход порогового элемента соединен с одним из входов компаратора напр жений, второй вход которого подключен к выходу источника опорных напр жений, а выход - ко входу блока счета и пам ти и к одному из входов блока управлени дополнительным переключателем , второй вход которого соединен с выходом блока счета и пам ти, а выход - с управл ющим входом дополнительного переключател , выход гене ратгора испытательного сигнала подклю чен ко входу блока управлени , выходы которого соединены с управл ющими входами блока счета и пам ти, блока управлени дополнительным переключателем , блока измерени и обработки выходного сигнала, а второй вход порогового элемента соединен с подвижным контактом дополнительного перекл чател , один из неподвижных контакто которого соединен с источником опор .ных напр жений, а другой - с дополни тельным источником напр жени . На фиг. 1 представлена блок-схема измерител переходных характеристик электронных блоков на фиг. 2 - временные диаграммы, по сн ющие процесс формировани информативного выходного параметра в режиме измерени времени задержки импульса выходного напр жени испытуемого блока в первом такте измерени . Измеритель содержит испытуемый блок1, генератор 2 испытательного сигнала, блок 3 измерени и обработки шлходного сигнала, пороговый элемент . 4, переключатель 5, блок 6 преобразовани масштаба времени, источник 7 опорных напр жений, схему 8 сравнени , формирователь 9 управл юшего сигнала, компаратор 10 напр жений , блок 11 счета и пам ти., схему 12 управлени дополнительным переклю чателем, дополнительный переключатель 13, блок 14 управлени и дополнительный источник 15 напр жени . Рассмотрим работу измерител в ежиме измерени времени задержки импульса выходного напр жени испытуемого блока 1. Алгоритм измерени динамических параметров испытуемого блока 1 включает три такта измерени . При включении питающих напр жений в структуре измерител возникают автоколебани , период следовани которых Т формируетс аналогично известному, т. е. Т несет весьма незначительную информацию о t..Нар ду с этим, в процессе формировани периода импульсной последовательности в измерителе выходное напр жение испытуемого блока 1 сравниваетс с выходньм напр жением источника 7 опорных напр жений посредством компаратора 10, который фиксирует моменты их равенства. Импульсы выходного напр жени компаратора 10 поступают на вход блока 11 счета и пам ти . При поступлении в блок 14 управлеН1 команды Начало измерени , блок 14 управлени запрещает прохождение импульсной последовательности (информативного выходного параметра) на вход блока измерени и обработки выходного сигнала 3, а также устанавливает блок 11 в режим счета выходных импульсов компаратора 10. Таким образом, первый после прихода команды Начало измерени период выходного сигнала блока 2 не может быть измерен блоком 3 измерени и обработки выходного сигнала, а блок 11 счета и пам ти в процессе формировани первого периода насчи-. тывает число п, которое тем больше, чем больше раз выходное напр жение испытуемого блока 1 превысит уровень Upf, выходного напр жени блока 7. в момент окончани первого (начало второго), после команды Начало измерени , периода (момент времени Ц) блок 14 управлени вырабатывает сигнал, по которому блок 11 счета и пам ти из режима счета устанавливаетс в режим пам ти и запоминает число п. По этому же сигналу разрешаетс прохождение в блок 3 измерени и обработки сигнала информа- . тинного выходного параметра, схема 12 управлени дополнительным переключателем устанавливаетс в режим сравнени двух чисел, одно из которых п, а второе - текущее значение числа выходных импульсов компаратора 10 в интервале времени t4-t. В результате в момент времени t, (начало второго периода) дополнительный переключатель 13 под воздействием управл кхцего сигнала с выхода схемы управлени дополнительным переключателем 12 переключаетс в положение 1 (так как в данный момент времени число импульсов на одном входеThe invention relates to electrical measuring equipment and can be used in devices for measuring and monitoring parameters of operational amplifiers, comparators, logic elements, keys, etc. A transient response meter is known for containing a quadrupole signal generator, the first output of which is connected to an input terminal device, measurement and indication circuit, the first input of which is connected to the output terminal of the device, the second input - to the second output of the test signal generator, a-output - to the generator input of the test signal. In the measurement process, the measured parameter of the test-four-port network is first converted into a proportional (multiplied by K times, where K is the conversion factor) time interval, which is then converted into a code. The meter has the ability to measure the pulse duration of the output voltage of the test quadrupole 1 Also known meter dynamic parameters of functional electronic devices, contents are series-connected threshold element, the first input of which is connected to the movable contact of the switch, the fixed contacts of which are connected to the input and output terminals of the device, and the second input is to the reference voltage source, a time scale conversion unit, a test generator The output of which is connected to the input of the measuring and processing unit of the output signal and to the input terminal of the device 2. With the help of a well-known meter, you can measure any part of the frunth or pulse decay, as well as the delay time of the output voltage of the test block, but the accuracy of measuring dynamic pairs E-meter elec- tron blocks, for the shape of the pulses of the output voltage which are characterized by damped self-oscillations, is rather low. The purpose of the invention is to improve the accuracy of measuring the dynamic parameters of electronic units in the beam when the shape of their output pulses is characterized by damping and self-oscillation. This goal is achieved due to the fact that the meter of dynamic parameters of electronic units, containing a series-connected threshold element, the first input of which is connected to a moving contact of the switch, the fixed contacts of which are connected to the input and output terminals of the device, the time scale generator and the test generator a signal whose output is connected to the input of the measuring and processing unit of the output signal and to the input terminal of the device, a voltage comparator, a counting unit, and Auxiliary control unit, an additional switch, an additional switch, a control unit and an additional voltage source, the first input of the threshold element connected to one of the inputs of the voltage comparator, the second input of which is connected to the output of the reference voltage source, and the output the counting unit and the memory and to one of the inputs of the control unit with an additional switch, the second input of which is connected to the output of the counting unit and the memory, and the output - to the control input of the additional switch, output The test signal generator is connected to the input of the control unit, the outputs of which are connected to the control inputs of the counting unit and memory, the control unit by an additional switch, the output signal measuring and processing unit, and the second input of the threshold element is connected to the moving contact of the additional switch, one of the fixed contacts of which is connected to the source of the support voltages, and the other to the additional source of voltage. FIG. 1 is a block diagram of a meter for transient performance of electronic components in FIG. 2 - timing diagrams explaining the process of forming an informative output parameter in the measurement mode of the pulse delay time of the output voltage of the test block in the first measurement cycle. The meter contains a test block 1, a test signal generator 2, a block 3 signal and a processing signal processing unit, a threshold element. 4, switch 5, time scale conversion unit 6, reference voltage source 7, comparison circuit 8, control signal generator 9, voltage comparator 10, counting and memory block 11, additional switch control circuit 12, additional switch 13 , control unit 14 and additional voltage source 15. Consider the operation of the meter in the measurement mode of the pulse delay time of the output voltage of the test unit 1. The algorithm for measuring the dynamic parameters of the test unit 1 includes three measurement cycles. When the supply voltage is turned on, self-oscillations arise in the structure of the meter, the period of which T is formed is similar to the well-known, i.e. T carries very little information about t ... Also, during the formation of the period of the pulse sequence in the meter, the output voltage of the unit under test 1 is compared to the output voltage of the source 7 of the reference voltages by means of a comparator 10, which captures the moments of their equality. The pulses of the output voltage of the comparator 10 are fed to the input of the counting unit 11 and the memory. When a measurement start command arrives at control unit 14, control unit 14 prohibits the passage of a pulse sequence (informative output parameter) to the input of the measurement and processing unit of the output signal 3, and also sets block 11 to the comparator output pulse count mode 10. Thus, the first after the arrival of the command The beginning of the measurement period of the output signal of the block 2 cannot be measured by the block 3 of measurement and processing of the output signal, and the block 11 of the counting and memory in the process of forming the first period of calculation . the number n, which is greater, the more times the output voltage of the test block 1 exceeds the level Upf, the output voltage of block 7. at the moment of the end of the first (the beginning of the second), after the command Start of measurement, period (time point C) control unit 14 generates a signal according to which the counting and memory unit 11 from the counting mode is set to the memory mode and stores the number of points. By the same signal, the information is transmitted to the unit 3 of measurement and signal processing. This output parameter, an additional switch control circuit 12, is set to compare two numbers, one of which is n, and the second is the current value of the number of output pulses of the comparator 10 in the time interval t4-t. As a result, at time t, (the beginning of the second period), the additional switch 13, under the influence of the control signal from the output of the control circuit, switches the additional switch 12 to position 1 (since at a given time the number of pulses at one input

схемы 12 равно нулю, а на другом входе присутствует число п). При этом выходное напр жение испытуемого блок 1 сравниваетс с Upn/цоп. поступающим на вхему 8 сравнени через дополнительный переключатель 13 с дополнительного источника 15 опорных напр жений . Значение UonAon устанавливаетс из услови /UonAon/-/ bbi W a /Следовательно , несмотр на автоколебательный характер переходного процесса при переключении блока 1, в этом интервале времени выходное напр жение схемы 8 сравнени линейно увеличиваетс . При этом компаратор 10 напр жени фиксирует момент равенства выходного напр жени испытуемого блока 2 и опорного напр жени Upf, источника 7 опорных напр жений. Так как блок 11 счета и пам ти в течение всего времени, начина с момента времени t, установлен в режим запоминани , то импульсы с выхода компаратора 10 напр жени поступают только на вход схемы 12 управлени дополнительным переключателем, где их число посто нно сравниваетс с числом п, присутствующим на выходе блока 11. Когда число импульсов выходного напр жени компаратора 10 станет равным п, т. е. когда переходной процесс на выходе испытуемого блока 1 закончен (момент времени t) на дополнительный переключатель 13 со схемы 12 управлени переключателем поступит управл ющий сигнал н переключит его в положение 2. При этом установившеес значение выходного напр жени испытуемого блока 1 сравниваетс с UppH и,, поскольку, начина с момента времени / BbnJ выходное напр жение .схемы 8 сравнени в момент окончани переходного процесса на выходе испытуемого блока 1 начинает линейно уменьшатьс .circuit 12 is zero, and on the other input is the number n). In this case, the output voltage of the test unit 1 is compared with Upn / center. arriving at the comparison circuit 8 through an additional switch 13 from an additional source of 15 reference voltages. The value of UonAon is determined from the condition of / UonAon / - / bbi W a / Therefore, despite the self-oscillating nature of the transient when switching unit 1, in this time interval the output voltage of the comparison circuit 8 increases linearly. In this case, the voltage comparator 10 fixes the moment of equality of the output voltage of the test block 2 and the reference voltage Upf, the source 7 of the reference voltages. Since the counting and memory unit 11 is set to the memory mode all the time, starting from the time t, the pulses from the output of the voltage comparator 10 are sent only to the input of the additional switch control circuit 12, where their number is constantly compared with the number p present at the output of block 11. When the number of pulses of the output voltage of the comparator 10 becomes equal to n, i.e. when the transient at the output of test block 1 is completed (time t) to the additional switch 13 from the switch control circuit 12 The driver will receive a control signal that switches it to position 2. The steady-state value of the output voltage of test block 1 is compared with UppH and, since, starting from time point BbnJ, the output voltage of the comparison circuit 8 is at the end of the transition process at the output test block 1 begins to decrease linearly.

Таким образом, в процессе формировани второго периода на выходе схемы 8 сравнени наблюдаетс импульс, форма которого независит от форлал переходного процесса на выходе испытуемого блока 1, а на выходе формировател 9 управл ющего сигнала формируетс импульс пр моугольной формыThus, in the process of forming the second period, a pulse is observed at the output of the comparison circuit 8, the shape of which is independent of the forlles of the transition process at the output of the test unit 1, and a rectangular pulse is generated at the output of the control signal generator 9

(tti) , щительность которого равна удвоенному значёйию интервала времен(tti) whose length is equal to twice the value of the time interval

(), т. е. удвоенному значению времени задержки включени испытуемого блока 1 (tn 2tx) .Следовательно , первое промежуточное преобразование tj, к К, где К 2 выполн етс с необходимой точностью.(), i.e., twice the value of the on-delay time of the test block 1 (tn 2tx). Consequently, the first intermediate transformation tj, K K, where K 2 is performed with the required accuracy.

Очевидно, что следующие два промежуточные преобразовани также осуществл ютс с необходимой точностью,Obviously, the following two intermediate transformations are also performed with the required accuracy,

т. V--UM24-V4U| 5v. U - UM24-V4U | five

w 4, y|-. образом, сущность предлагь.мого технического решени заключаетс в том, чтобы в течение первого периода, который не вл етс информативным , сосчитать и запомнить в виде числа импульсов информацию о длительности переходного процесса на выходе испытуемого блока 1, и в последующих периодах, вл ющихс информативными выходными параметрами измерител , исключить вли ние этого переходного w 4, y | -. Thus, the essence of the proposed technical solution is that during the first period, which is not informative, count and remember in the form of the number of pulses information about the duration of the transition process at the output of the tested unit 1, and in subsequent periods, which are informative output parameters of the meter, eliminate the effect of this transient

0 процесса на результат измерени .0 process per measurement result.

Алгоритм измерени максимальной скорости нарастани выходного напр жени и длительности любого участка фронта, заключенного между двум The algorithm for measuring the maximum rate of rise of the output voltage and the duration of any section of the front, concluded between two

S опорными уровн ми В случае, когда форма импульсов выходного напр жени испытуемого блока 2 характеризуетс затухаквдими колебани ми, аналогичен описанному алгоритму измерени вре0 мени задержки.S reference levels In the case when the pulse shape of the output voltage of the test unit 2 is characterized by damping and oscillation, it is similar to the described time delay measurement algorithm.

Разница заключаетс в том, что схема управлени дополнительным пере1слючателем 12 подключает источник 15 дополнительного напр жени 15, The difference is that the control circuit of the additional switch 12 connects the source 15 of the additional voltage 15,

5 значение выходного напр жени которого устанавливаетс в данном случае из услови /идоп/ / Bwx/, второму входу порогового элемента 4 в интервал времени т. е. начина 5 the value of the output voltage of which is established in this case from the condition / idiop / / Bwx /, the second input of the threshold element 4 in the time interval i.e.

0 с момента окончани длительности первого импульса с выхода компаратора 1-0 до момента окончани переходного процесса на выходе испытуемого блока 1.0 from the end of the duration of the first pulse from the output of the comparator 1-0 to the end of the transition process at the output of the test block 1.

5five

Таким образом, измеритель имеет возможность измерени тех же параметров электронных блоков, что и известный , но в случае, когда- форма импульсов их выходных напр жений характеризуетс затухающими автоколебани ми, Thus, the meter has the ability to measure the same parameters of electronic units as known, but in the case when the shape of the pulses of their output voltages is characterized by damped self-oscillations,

0 точность измерени предлагаемым измерителем вьше нежели известньм, т. е. облада равными с известным функциональными возможност ми, предлагаемый измеритель имеет по сравне5 нию с ним лучшие точностные характеристики .The measurement accuracy offered by the meter is better than limestone, i.e., it is equal to the known functionality, and the meter has the best accuracy characteristics compared to it.

Claims

1. USSR author's certificate No. 31 Bill, cl. G 01 R 29/02, 1974.

2. USSR author's certificate

532065, cl. G 01 R 31/28 (prototype)