Реферат: Контроль динамических параметров ЦАП - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Контроль динамических параметров ЦАП

Банк рефератов / Программирование

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Архив Zip, 107 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

Контроль динамических параметров ЦАП Введение Цифро-аналоговые и аналого-цифровые прео бразователи АЦП находят .широкое применение в различных областях современной науки и т ехники . Они являются неотъемлемой составной ч астью цифровых измерительных приборов , систем преобразования и отображения информации , программ ируемых и сточников питания , индикаторов на электронно-лучевых трубках , радиолокационных систем , установок для контроля элементов и микросхем , а также важными компонентами р азличных автоматических систем контроля и упр авления , устройств ввода-вывода информации ЭВМ. В данной работе рассматриваются основные методы контроля динамических параметров ЦАП. Динамические свойства ЦА П характеризуются временем устан овления (преобразования ), которое является наиболее сложно контролируемым и трудно поддающимся автоматизации пара метром быстродействующих многоразрядных ЦАП. Это объясняется необходимостью совмещения высокого быстродействия измерителя времени уст ановления с его высокой разрешающей способнос тью по амплитуде (такой же , как и при контроле статических параметров ) для обе спечения фиксации момента достижения выхо дным сигналом ЦАП номинального значения с погрешностью ± '/2 значения младшего разряда . Кроме того , ограниченная полоса пропускания и змерительного тракта и тепловые эффекты в сочетании с неизбежным присутствием шума могут вносить значительную неопредел енность в измерение . Задачу можно существенно упростить , если установившееся значение выхо дного сигнала контролируемого преобразователя со вместить с нулевым уровнем и анализировать переходный процесс вблизи нулевого пот е нциала . Это относится и к схемам , использующим в качестве индикатора осциллограф . Рассмотрим несколько возможных вариантов схем устройств контроля времени установления ЦАП с осциллографическим индикатором , нашедших п рименение в мелкосерийном и опытном про и зводстве , в лабораторных исследовани ях. Рисунок 1 - Схема устройства контроля времен и установления ЦАП с компенсацией установивше гося значения его выходного сигнала Одна из таких схем показана на рисунке 1. Прямоугольный эталонный сигнал , синх ронный с прямоугольным сигналом цифрового вхо да ЦАП , но не совпадающий по фазе с выходным сигналом ЦАП , суммируется с послед ним . Амплитуда эталонного прямоугольного сигнала Uэ регулируется для точ н ого с овпадения с амплитудой Uп.ш выхода ЦАП по окончании переходных процессов . Это обеспечи вает наблюдение переходного процесса на экран е осциллографа относительно нулевого уровня . Фиксирующие диоды ограничивают отклонение напряж ения в период переходных п р оцессо в , что существенно уменьшает время восстановл ения перегрузки осциллографа . При переключении цифрового входа младшего разряда из положе ния “динамический” в положение логической “ 1” или логического “0” на экране осцил лографа будут наблюдаться импульсы с частотой генератора и амплитудой , равной значению младшего разряда Д ЦАП относительно нулевого уровня . При этом время установления определяе тся как время , необходимое для того , чтобы напряжение отклонения от нулевого уровня не превышало (± '/2) Д . Если тр ебуется измерить т олько время установления напряжения полной шк алы , то напряжение эталонного прямоугольного сигнала Uэ на вход осциллографа не подаетс я , что упрощает процесс измерения с помощь ю устройства , приведенного на рисунке 1. Как отмечалось , если ЦАП работает в режиме слежения (со сменой смежных кодовых комбинаций ), то его время установления им еет большее значение , чем время установления полной шкалы . При этом наибольший переход ной процесс наблюдается в случае “главн ого переноса” , когда все разряды меняют св ое состояние (цифровое число меняется от 0111 ... 1 до 1000 ... О или наоборот ). Процесс же измере ния времени установления при смене смежных кодовых комбинаций на цифровых входах ЦАП существенно упрощается , поскольку при этом установившиеся значения выходного сигна ла ЦАП для смежных кодов отличаются на значение младшего разряда. На рисунке 2 показана схема устройства контроля времени установления ЦАП при кодово й комбинации главного переноса . Все разр яды ЦАП , кроме старшего , возбуждаются параллел ьно с помощью генератора Г прямоугольных импульсов . Этот же сигнал после инвертора Ин подается на старший разряд , вызывая его включение в момент выключения всех остал ьных разрядов . Выходной с игнал ЦАП при этом представляет собой прямоугольный сигнал с амплитудой Д относительно уровня , равного полов ине полной шкалы . Выход ЦАП связан со входом осциллографа только по переменному ток у , и постоянная составляющая выходного сигнал а ЦАП на вход осцилл ографа не пос тупает . Переходный процесс в этом случае м ожно наблюдать при большой чувствительности о сциллографа по амплитуде. Время переходного процесса ЦАП большой разрядности можно определить с высокой сте пенью точности , поскольку практически устраняются перегрузки входного усилителя осциллографа или компаратора , обусловленные большим переп адом сигнала на выходе контролируемого ЦАП . Однако производительность осциллографических мето дов измерения невысока . Кроме того , этим м етодам присущи погрешности субъе к тивн ого характера , что не позволяет использовать их для серийного производства преобразовател ей. Рисунок 3 - Схема устройства контроля времен и установления ЦАП с токовым выходом на тунне льном диоде Рассмотрим возможные варианты построения полностью автоматизированных измерителей времени установления ЦАП , обладающих значительно большим быстродействием и достоверностью контроля . Н а рисунке 3 приведена схема устройства контрол я времени уста новления ЦАП с токовым выходом , где в качестве дискриминатора ам плитуды выходного сигнала ЦАП применен туннел ьный диод . В устройстве используется стробоск опический метод измерения. Формируемые с частотой генератора Г п ерепады (от нуля до установившегося ур овня ) выходного сигнала ЦАП попадают па ди скриминатор уровня Д , который анализирует тек ущее (мгновенное ) значение выходного сигнала п реобразователя. Анализ процесса начинают с участка за ведомо установившегося переходного процесса , и анализируемую точку хар актеристики постепе нно перемещают по временной оси к началу переходного процесса , т . е . справа налево (рисунок 4). Момент t 1 превышения допустимого значения откл онения от установившегося уровня тока Iуст фиксируют дискриминатором уровня . Затем измеряю т вре менной отрезок от начала исследу емого переходного процесса до зафиксированного дискриминатором момента времени , который и определяет время установления Iycт выходного си гнала ЦАП. Рисун ок 4 – Характер переходного процесса выходного сигнала ЦАП Устройство работает таким образом . Выходн ые импульсы генератора Г поступают на вхо д схемы сдвига СС стробирующих импульсов и одновременно через многоканальный коммутатор — на цифровые входы контро лируемого ЦАП , на которых он обеспечивает формировани е требуемой комбинации сигналов . Исследуемый выходной сигнал ЦАП подается на первый вх од схемы сравнения (дискриминатор Д ), выполненн ой на туннельном диоде , на второй вход которой подаются стробирующие и мпуль сы от генератора ГСИ , сдвигаемые по времен ной оси относительно исследуемого сигнала с помощью схемы СС . Уровень срабатывания сх емы сравнения , работающей в режиме одновибрат ора , достигается в моменты прихода стробирующ их импульсов вследствие суммирова н ия на туннельном диоде тока контролируемого выходного сигнала ЦАП , стробирующего импульса и тока смещения , формируемого с помощью дополнительного ЦАП , управляемого выходным к одом устройства управления УУ. Формируемый ток смещения соответствует ус тановившем уся значению выходного сигнала контролируемого ЦАП . Каждую анализируемую точку переходного процесса стробируют п раз с частотой f 2 генератора Г . По мере приближения выходного тока контролиру емого ЦАП к току смещения дополнительного ЦАП частота срабатывани я f 1 дискрим инатора Д на туннельном диоде возрастает . Отношение частот f 1 / f 2 анализируют устро йством управления УУ . Если оно находится в допустимых пределах заданного значения , то стробирующий .импульс перемещают к началу п ереходного процесса и анализ след ующих точек переходного процесса повторяют до мо мента , когда отношение частот f 1 / f 2 превысит заданное (последнее определяется допус тимым отклонением выходного тока контролируемого ЦАП от установившегося значения , а также характером шумовой помехи на туннел ь ном диоде и видом зависимости частоты сра батывания схемы сравнения от тока смещения ). После этого перемещение стробирующего импульс а прекращают и измеряют временной отрезок между фронтами импульсов генератора и стро бирующих импульсов ГСИ . Следует , однако, отметить , что вследствие большого уровня шумо в , временной и температурной нестабильности п араметров туннельного диода данная схема обес печивает контроль ЦАП с разрядностью не б олее 8 — 9. На рисунках 5 и 6 изображены схема и временные диаграммы работы измер ителя времени установления ЦАП , который обеспечивает исследование выходного сигнала ЦАП более в ысокой разрядности . Это достигается в основно м смешением выходного сигнала по амплитуде до совпадения его установившегося значения с нулевым уровнем . Тем самым о беспечивается работа дискриминатора уровня вблиз и нулевого потенциала , что позволяет использо вать дискриминаторы с высокой разрешающей спо собностью по амплитуде. Устройство реализует также стробоскопический метод измерения . При определении t уст фактически р ешают две самостоятельные задачи : 1) выделение временного интервала , пропорцион ального длительности измеряемого времени установ ления ; 2) преобразование выделенного интервала в форму , удобную для обработки. Рисунок 6 - Временные диаграммы работы автом атического измерителя времени установления ЦАП Принцип выделения временного интервала ан алогичен рассмотренному . Установившееся значение переходного процесса контролируемого Ц АП совмещают с нулевым уровнем с помощью сум мирующего усилителя СУ , ключа К и интеграт ора И. В качестве устройств сравнения используют ся стробируемые компараторы напряжения KH1 и KH2, к оторые совместно со схемой ИЛИ , счетчиками импульсов Сч 1 и Сч 2, триггер ом Т 1 , схемой запрета СЗ и формирователем по рогового напряжения ФПН перемещают стробирующий импульс по временной оси к началу пе реходного процесса . Триггер Т 2 и преобразователь средних зн ачений напряжения прямоугольных импульсов ПСЗ обеспечивают преобразов ание выделенного вр еменного интервала t уст в пропорциональное напряжение постоя нного тока. Схема работает следующим образом . В ис ходном состоянии генератор Г заторможен и на одном из его выходов имеется напряж ение , соответствующее логической “ 1” цифровых в ходов контролируемого ЦАП , а на другом — логическому “0” . Многоканальный комм утатор позволяет сформировать произвольную комби нацию входного воздействия на цифровые входы , соответствующую любой точке характеристики контролируемого ЦАП , что обеспечивает кон т роль времени установления в любой то чке характеристики ЦАП и при любых смежны х кодовых комбинациях. Так , например , если необходимо измерить время установления полной шкалы ЦАП , то его цифровые входы подключают к выходу генератора Г с напряжением , соответст вующ им логической “ 1”. Если требуется определить время установле ния ЦАП при включении , например , всех разр ядов , кроме старшего , цифровой вход последнего подключают на все время измерения к шине , формирующей напряжение логического “0” , в ходы остальных разря дов — к выходу генератора с напряжением логической “ 1”. В случае измерения времени установления при смене смежных кодовых комбинаций , нап ример при смене кода 011...1 на 100...0, в исходном состоянии цифровой вход старшего разряда п одключают к выходу генера тора с напря жением логического “0” , входы остальных разряд ов — к выходу генератора с напряжением логической “ 1” . Следовательно , в исходном состоянии выходной сигнал ЦАП соответствует его установившемуся значению в проверяемой точке характеристики. Затем за мыкают ключ К .. При это м выходной сигнал ЦАП , поступая на вход интегратора И после его прохождения через суммирующий усилитель СУ , изменяет значение выходного напряжения СУ таким образом , чт о результирующий сигнал на выходе усилителя начинает уменьшаться. По окончании переходного процесса установ ившееся значение выходного сигнала ЦАП полнос тью компенсируется выходным сигналом интегратора и на выходе усилителя устанавливается на пряжение , близкое к нулю и равное смещению нуля интегратора И . Затем ключ К разм ы кают и запускают генератор Г , обеспечивающий периодическую (с определенной ч астотой ) смену кодовой комбинации на цифровых входах ЦАП . При этом происходит периодиче ское изменение с частотой генератора выходног о сигнала ЦАП (рисунок 6 б ). Поскольку в исходн о м состоянии установившееся зна чение выходного сигнала ЦАП было скомпенсиров ано выходным сигналом интегратора (и сигнал компенсации после размыкания ключа поддерживал ся интегратором постоянным ), то переходный про цесс выходного сигнала ЦАП (на выходе сумм ир у ющего усилителя ) независимо от выбранной контролируемой точки и наклона хара ктеристики ЦАП будет располагаться относительно нулевого уровня . Это позволяет при необхо димости дополнительно усилить разностный сигнал вблизи установившегося значения и тем са мы м значительно повысить чувствительнос ть и разрешающую способность устройства. Выходной сигнал усилителя подается на входы компараторов напряжения КН 1 и КН 2, один из которых (с учетом коэффициента уси ления СУ ) имеет порог срабатывания , превышающи й 0,5 Д , а др угой – (-1/2) Д . Частоту генератору Г выбирают та ким образом , чтобы длительность его импульсов Т /2 (рисунок 6а ), формирующих кодовую комбин ацию на цифровых входах ЦАП , превышала мак симально возможное время установления. Переходный процесс исследуют путем ст робирования компараторов , начиная с момен та времени t i , заведомо превышающего время установления , и перемещения стробирующего импульса по временно й оси к началу переходного процесса , т . е . справа налево до момента срабатывания одного из компараторов при от клонении контролируемого сигнала от установившегося з начения более чем на (± 1/2) Д. Рассмотрим формирование и пере мещение стробирующего импульса . Передний фронт импульса генератора Г , совпадающий с начало м переходного процесса , осуществляет запуск г енерат ора пилообразного напряжения ГПН , в озрастающий сигнал которого (рисунок 6б ) поступ ает на один из входов дискриминатора уров ней Д . В момент превышения пилообразным си гналом значения , поступающего на дискриминатор Д с формирователя порогового напряжения ФП Н, дискриминатор срабатывает и с помощью ГСИ формирует стробирующий импульс. Крутизну выходного сигнала ГПН и знач ение начального напряжения ФПН выбирают таким образом , чтобы первый стробирующий импульс был расположен на участке заведомо установ ившегося пере ходного процесса . Поэтому ам плитуда напряжения исследуемого сигнала , поступаю щего на компараторы КН 1 и КН 2 в момент стробирующего импульса , находится в зоне (± 1/2) Д и компараторы не срабатывают . При этом счетчик импульсов Cч 1 обнулен , а триггер T 1 находитс я в исходном состоянии и обеспечивает прохождени е импульсов с выхода счетчика Сч 2 через схему запрета СЗ на формирователь порогово го напряжения ФПН . Стробирующие импульсы с частотой повторения переходного процесса (с частотой генератора Г ) заполняют предв а рительно обнуленный счетчик Сч 2. При п оступлении n-го импульса происходит переполнение этого счетчика . Импульс переполнения через схему запрета СЗ поступает на ФПН , уменьша я пороговое напряжение дискриминатора на Д U. При крутиз не 5 выходного напряжения ГПН это вызывае т перемещение момента срабатывания дискриминатор а (t д 1 , t д 2 и т . д .), а следовательно , и момента формирования строби рующего импульса к началу переходного процесс а на величину : д t = t д 1 – t д 2 = Д U/S (1) После обнуления счетчика Сч 2 исследуют х арактеристику в новой точке переходно го процесса . Если и в этой точке перех одный процесс находится в зоне допуска , то по окончании п повторений переходных про цессов вновь происходит переполнение счетчика Сч 2 и перемещение стробирующего импульса по временн о й оси на д t к началу переходного процесса . Перемещение будет происходить до тех пор , пока переходный процесс не при близится к границе зоны допуска (положительно му или отрицательному значению ). При этом в зависимости от полярности отклонения исслед уемого си гнала от установившегося значени я начинает срабатывать один из компараторов KH1или КН 2, выходные импульсы которых поступ ают на счетчик Сч 1. Если срабатывание компараторов неустойчивое , нерегулярное и за n повторений переходных процессов число срабатываний не превышае т n/2 (что возможно при воздействии на компар аторы KH1, КН 2 различных помех , накладываемых на исследуемый сигнал и особенно ощутимых с приближением переходного процесса к допустимым значениям ), то переполнения счетчика Сч 1 н е происходит и импул ь с переполнен ия счетчика Сч 2 по окончании п повторений переходного процесса обнуляет счетчик Сч 1 и вновь перемещает стробирующий импульс на д t, обеспеч ивая устойчивое срабатывание одного из компар аторов . Это является признаком достижения пер еходным процессо м границы зоны допустимых значений установившегося выходного напряжения ЦАП . В этом случае число срабатываний к омпараторов KH1 или KH2 до окончания очередного цик ла из n повторений переходного процесса превыш ает n/2, что приводит к переполнению счетчика C ч 1, выходной импульс которого воздейс твует на триггер Т 1 , запрещая с помощью СЗ прохождени е импульса переполнения счетчика Сч 2 на ФП Н . По окончании цикла импульс переполнения счетчика Сч 2, обнуляя счетчик Сч 1, не про ходит на ФПН , что сохраняет неизменным ур овень срабатывания дискриминатора Д , а значит , и расположение стробирующего импульса на временной оси . Перед началом очередног о цикла сканирования переходного процесса уст ройством управления УУ происходит обнуление с чётчика Сч 2 и нормализация триггера Т 1 . При периоди ческом повторении циклов сканирования устойчивое срабатывание компараторов KH1 или КН 2 обеспечив ает неизменное положение стробирующего импульса на временной оси , момент появления которо го и является моментом окончания переходного процесса иссле д уемого сигнала. Поскольку моменты запуска и нормализации триггера Т 2 определяются соответственно фрон том импульсов генератора Г , совпадающим с началом переходного процесса , и стробирующим импульсом , периодическое появление которого совпа дает с моментом дос тижения переходным процессом установившегося значения , то длительн ость повторяющихся с частотой генератора выхо дных импульсов триггера Т 2 в конце измерительного цикла равна длительности переходного процесса исслед уемого сигнала (рисунок 6е ). Длительность в ыходных импульсов триггера Т 2 с помощью преобразовате ля средних значений ПСЗ преобразуется в п ропорциональное напряжение постоянного тока , фикс ируемое , по окончании измерительного процесса отсчетно-регистрирующим устройством ОРУ . Поскольку частота генерато ра фиксирована , При пос тоянстве амплитуды U max импульсов триггера Т 2 в качестве ПСЗ можно исп ользовать преобразователь среднего значения импу льсного сигнала в пропорциональное напряжение постоянного тока U cp . В этом случае его выходное напряже ние U вых одно значно определяет длительность преобразуемых импульсов , а следовательно , длительность пере ходного процесса t ycт , т . е .: (2) Время измерения t изм определяется выбранны м числом п измерений в каждой точке переходного процесса и дискретным значением д t: (3) Как следует из рассмотренной схемы , ре зультирующая погрешность измерения времени устан овления t уст оп ределяется в основном разрешающей способностью Д U к строб ируемых компараторов и ограниченностью поло сы пропускания измерителя , приводящей к искаж ению переходного процесса . Относительная погрешно сть г обусл овленная величиной Д U к , зависит в свою очередь от крутизны S исследуемого сигнала U(t) в точке пересечения с границей зоны допустимых значен ий : (4) Это соотношение показывает , что погрешнос ть г , обусло вленная разрешающей способностью компараторов , в значительной мере зависит от характера п ереходного процесса и возрастает с умен ьшением производной исследуемого сигнала в мо мент окончания переходного процесса. Влияние полосы пропускания схемы измерени я проявляется в ослаблении высокочастотных со ставляющих выходного сигнала ЦАП , что приводи т к изменению длительности временного и нтервала , соответствующего длительности переходного процесса , а следовательно , к появлению ошибк и преобразования . При нахождении полосы пропу скания измерителя необходимо учитывать максималь но возможный спектр частот F анализируемого си гнала : F = (1 ч 2)/ т (5) где т — длительность видеоимпульса. Для неискаженной передачи этих сигналов полоса частот измерителя должна в 3 — 5 раз превышать значение F. Рассмотренные погрешности определяют в ос новном результирующую погрешность измерения , поск ольку п огрешность измерения временного ин тервала , соответствующего времени установления , мо жет быть простыми схемотехническими средствами сведена к пренебрежимо малой величине.
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Не стоит даже пытаться разговаривать со мной, пока я не выпью кофе.
Кофе я, кстати, не пью.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, реферат по программированию "Контроль динамических параметров ЦАП", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru