Устройство для оценки точности работы операционных усилителей

Устройство для оценки точности работы операционных усилителей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ВсесОкззнля

ahTB, . - .":-:.У1::КУ .СНЛЯ ибл иот ем а 1«БА

ОПК

И РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пп 437l07

Союз Советское

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 13.10.72 (21) 1836614/18-24 с присоединением заявки №вЂ” (32) Приоритет

Опубликовано 25.07.74. Бюллетень № 27

Дата опубликования описания 03.01.75 (51) М. Кл. 6 06j 1/00

G 06g 7/12

Гасударственный камитет

Саавта й1инистраа СССР па делам иэеаретений и открытий (53) УДК 681.34(088.8) (72) Авторы изобретения

Л, А.. Корытная, А. А. Проценко и В. В. Бурак

Институт кибернетики АН Украинской ССР (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЦЕНКИ ТОЧНОСТИ РАБОТЫ

ОПЕРАЦИОННЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ

Изобретение о носится к вычислительной технике, в частности к гибридной.

Известны устройства оценки точности работы операционных усилителей, содержащие гармонический осциллятор и блок сравнения.

Известные устройства отличаются малым числом контролируемых параметров и узким частотным диапазоном.

Предлагаемое устройство дополнительно содержит цифровой блок управления и обработки, блок коммутации, два масштабных блока, блок операционных усилителей и блок управления осциллятором, причем выходы цифрового блока управления и обработки соответственно соединены с входом блока цифро-аналоговых преобразователей, с входом цифроаналогового преобразователя, с входом блока коммутации. Выход блока цифро-аналоговых преобразователей соединен с входом первого масштабното блока, выход цифро-аналогового преобразователя соединен с одним из входов блока сравнения, выход первого масштабного блока соединен с входом блока коммутации, входы и выходы блока коммутации соответственно соединены с входами и выходами блока операционных усилителей, гармонического осциллятора, блока управления осциллятором. Кроме того выход блока коммутации соединен с входом второго масштабного блока, выход которого соединен с вторым входом блока сравнения, а выход блока сравнения соединен с входом цифрового блока управления и обработки.

На чертеже показана блок-схема устрой5 ства.

Она состоит из цифрового блока 1 управления и обработки, блока 2 цифро-аналоговых преобразователей; цифро-аналогового,преобразователя 3; блока коммутации 4; блока

10 сравнения 5; масштабного блока б; масштабного блока 7; гармоничеокого осциллятора 8; блока 9 управления осциллятором, служащим для запуска и останова гармонического осциллятора 8 совместно с проверяемым операцион15 ным усилителем; блока 10 операционных усилителей, подлежащих проверке.

Цифровой блок 1 управления и обработки предназначен для выдачи через блок коммутации 4 начальных условий и входных сигналов

20 на проверяемые операционные усилители блока операционных усилителей 10 и на операционные усилители гармонического осциллятора 8; для управления блоком коммутации 4 при различных вариантах переключений; дл»

25 пуска и останова гармонического осциллятора

8 и при замене в его структуре одного из операционных усилителей проверяемым операционным усилителем блока 10 операционных усилителей, для выдачи эталонной кривой в

30 дискретном коде на цифро-аналоговый пре437107

3 образователь 3; для съема результатов контроля с блока сравнения 6; для анализа результатов контроля и выдачи их на цифро-1печать. .Блок 2 цифро-аналоговых преобразователей предназначен для выдачи начальных условий и входных аналоговых сигналов на операционные усилители блока 10 операционных усилителей и .на операционные усилители гармонического осциллятора 8.

Цифро-аналоговый преобразователь 3 предназначен для преобразования эталонной 1кривой в дискретном коде, эквивалентной выходному сигналу на выходе операционного усилителя при работе гармонического осциллятора

8, в аналоговые сигналы и выдачи их на блок сравнения 5.

Блок коммутации 4 предназначен для подключения операционных усилителей блока 10 операционных усилителей и операционных усилителей гармонического осциллятора 8 к выходам блока 2 цифро-аналоговых преобразователей, для подключения каналов управления цифрового блока 1 управления и обработки к блоку. уп1равления осциллятором 9, для подключения вместо одного из операционных усилителей гармонического осциллятора 8 проверяемого операционного усилителя блока операционных усилителей 10, для подключения каналов выхода проверяемых усилителей блока операционных усилителей на масштабный блок 7.

Блок сравнения 5 предназначен для сравнения аналоговых величин эталонной кривой с определенным шагом дискретности, выдаваемой цифро-аналоговым .преобразователем 3, с аналоговыми сигналами, поступающими с выхода масштабного блока 7, и для выдачи результатов контроля в цифровой блок 1 управления и обработки.

Масштабный блок 6 .предназначен для согласования масштабов выходных сигналов блока цифро-аналоговых преобразователей 2 с входными сигналами проверяемых операционных усилителей блока операционных усилителей и операционных усилителей гармонического осциллятора 8.

Масштабный блок 7 .предназначен для согласования масштабов выходных сигналов проверяемых операционных усилителей блока операционных усилителей с входным сигналом блока сравнения 5, Гармонический осциллятор 8 предназначен для проверки работы операционного усилителя блока операционных усилителей, подключенного в гармонический осциллятор 8 вме:гэ одного из его операционных усилителей.

Предлагаемое устройство работает следующим с разом. При работе в режиме оцекси тэчности,проверяемых операционных усилителсй каждый проверяемый операционный усилитель блока операционных усилителеи пооче1)E,11Ho подключается с помощью блока коммутации 4 цифровым блоком управления и обработки 1 в гармонический осциллятор 8 вместо одного из операционных усилителей, 10

4 работающих в режиме интегратора. Операцчонные усилители самого гармонического осциллятора 8 являются эталонными. Гармонический осциллятор 1при этом решает дифференциальное уравнение у" + д=О.

Выходной сигнал проверяемого операционного усилителя при решении уравнения (1) будет представлять синусоидальное выходное на,пряжение.

Гармонический осциллятор 8 вырабатывает гармонические синусоидальные колебания и является весьма чувствительным индикатором, обнаруживающим дополнительные фазовые сдвиги в используемых в гармоническом осцилляторе операционных усилителях. Фазовую погрешность эталонных усилителей гармонического осциллятора можно определить заранее и затем вычислить фазовую погрешность проверяемого операционного усилителя.

Для осуществления цикла проверки точности операционного усилителя блока о перационцых усилителей 10 с помощью цифрового блока 1 управления и обработки и блока коммутации

4 набирается гармонический осциллятор 8 совместно с проверяемым операционным усилителем блока операционных усилителей, выдаются определенные входные значения и начальные условия на операционные усилители 1набранного гармонического осциллятора 8 и через блок управления осциллятора 9 запускается набранный гармонический осциллятор.

С выхода проверяемого операционного усилителя блока операционных усилителей 10 через масштабный блок 7 на один из входов блока сравнения 5 начинают поступать, непрерывные аналоговые сигналы в виде синусоидальных колебаний определенной амплитуды. Одновременно с запуском гармонического осциллятора 8 от цифрового блока 1 управления и ооработки с определенным шагом дискретности через цифро-а1налоговый преобразователь 3 на второй вход блока сравнения 5 начинают поступать дискретные по,времени аналоговые ситналы, эквивалентные эталонному решению уравнения (1) . Выдача аналоговых сигналов с цифро-аналогового преобразователя 3 на блок сравнения 5 синхронна по времени и равна в определенные моменты времени мгновенным значениям, непрерывного аналогового сигнала, поступающего в виде эталонного ре1шения (1) с выхода гармонического осциллятора 8. Таким образом, на блоке сравнения 5 осуществляется сравнение синхронных по времени мгновен ных значений эталонного и .рабочего решений 1уравнения (1). Все результаты сравнения записываются в процессе решения уравнения гармоническим осциллятором 8 в ячейки памяти цифрового управления и обработки 1, Проверка точности операционных усилителей блока 10 операционных усилителей осуществляется,в два этапа. На первом этапе осуществляется проверка амплитудных погреш437107

25 ностей этих операционных усилителей, которая заключается в том, что каждый проверяемый операционный усилитель, как было описано, подключается в гармонический осциллятор 8 и проверяется по выходным значениям его сигналов |на интервале времени работы гармонического осциллятора 8, равном одному периоду синусоидальных колебаний данного гармонического осциллятора 8. Цифровой блок 1 управления и обработки обеспечивает вывод на цифро-,печать данных, характеризующих точность изменения формы кривой синусоидального напряжения на выходе проверяемого операционного усилителя блока 10 операционных усилителей на .первом этапе работы набранного гармонического осциллятора 8. Это дает возможность судить об отклонениях амплитуды напряжения на выходе проверяемого операционного усилителя блока

10 операционных усилителей от эталонных значений.

Далее через п циклов работы гармонического осциллятора 8 аналогичным способом осуществляется анализ фазовой погрешности гармонического осциллятора. В данном случае используется явление .накопления фазовой погрешности при п-.êðàòíîì повторении решения на гармоническом осцилляторе, характеризуемое декрементом затухания амплитуды выходного синусоидального колебания гармонического осциллятора на определенном промежутке времени его функционирования.

Число решений уравнения на гармоническом осцилляторе может быть определено по формуле

e = 2пЫ (а) "о, (2) где в — относительная погрешность решения уравнения (1)

n — число решений, 6 (а) — коэффициент демпфирования (для полистироловых конденсаторов 2

° 1 0 " ).

При п-м цикле решения уравнения (1) па набранном гармоническом осцилляторе при оценке фазовой погрешности, кроме результатов решения уравнения (1), учитывается также допустимый декремент затухания амплитуды выходного сигнала проверяемого операционного усилителя при решении уравнения (1) в реальных условиях, По количеству точек, вышедших из допустимой зоны при сравнении, можно судить о состоянии элементов проверяемого операционного усилителя блока операционных усилителей, поскольку фазовыс погрешности остальных

Зо

55 операционных усилителей гармонического осциллятора заранее определены.

Данные о результатах оценки фазовой погрешности проверяемого операционного усилителя блока операционных усилителей при пкратном решении уравнения (1) гармоническим осциллятором выводятся на цифропечать.

После проверки точности одного из операционных усилителей блока операционных усилителей с помощью цифрового блока управления и обработки осуществляется подключение в гармонический осциллятор очередного операционного усилителя блока операционных усилителей и выполняется весь цикл предыдущих проверок с выходом всех результатов оценки точности работы данного операционно.го усилителя на цифропечать. Полный цикл работы устройства обеспечивает проверку всех операционных усилителей блока операционных усилителей. При этом информация о состоянии проверяемых усилителей выводится

IIa цифропечать.

Предмет изобретения

Устройство для оценки точности, работы операционных усилителей, содержащее гармонический осциллятор, блок сравнения, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения числа контролируемых параметров и расширения частотного диапазона устройства, оно дополнительно содержит цифровой блок управления и обработки, блок цифро-аналоговых преобразователей, цифро-аналоговый преобразователь, блок коммутации, два масштабных блока и блок управления осциллятором; причем выходы цифрового блока управления и обработки соответственно соединены с входом блока цифро-аналоговых преобразователей, с входом цифро-аналогового преобразователя, с входом блока. коммутации,,выход блока цифро-аналоговых преобразователей соединен со входом первого масштабного блока, выход цифро-аналого|вого преобразователя соединен с одним из входов блока сравнения, выход первого масштабного блока соединен со входом блока коммутации, вхо ды и выходы блока коммутации соответственно соединены с входами и выхода ми,конт ролируемого блока операционных усилителей, гармонического осциллятора, блока управле ния осциллятором, кроме того выход блока коммутации соединен со входом второго масштабного блока, выход которого соединен со вторым входом блока сравнения, а выход блока сравнения соединен со входом цифрового блока управления и обработки.

437107

Составитель В. Самсонов

Техред В. Рыбакова Корректор A. Степанова

Редактор Е, Гончар

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 3504/14 Изд. M 82 Тираж 624

Ц1-!ИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изоб етений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб,,д. 4/5