Устройство работает таким образом. Выходные импульсы генератора Г поступают на вход схемы сдвига СС стробирующих импульсов и одновременно через мно­гоканальный коммутатор — на цифровые входы контро­лируемого ЦАП, на которых он обеспечивает формирование требуемой комбинации сигналов. Исследуемый выходной сигнал ЦАП подается на первый вход схемы сравнения (дискриминатор Д), выполненной на туннельном диоде, на второй вход которой подаются стробирующие импульсы от генератора ГСИ, сдвигаемые по временной оси относительно исследуемого сигнала с помощью схемы СС. Уровень срабатывания схемы сравнения, работающей в режиме одновибратора, достигается в мо­менты прихода стробирующих импульсов вследствие суммирования на туннельном диоде тока контролируемого выходного сигнала ЦАП, стробирующего импульса и тока смещения, формируемого с помощью дополнительного ЦАП, управляемого выходным кодом устройства управления УУ.

Формируемый ток смещения соответствует установившемуся значению выходного сигнала контролируемого ЦАП. Каждую анализируемую точку переход­ного процесса стробируют п раз с частотой f 2 генератора Г. По мере приближения выходного тока контролируемого ЦАП к току смещения дополнительного ЦАП час­тота срабатывания f1 дискриминатора Д на туннельном диоде возрастает. Отношение частот f1/f2 анализируют устройством управления УУ. Если оно находится в до­пустимых пределах заданного значения, то стробирующий .импульс перемещают к началу переходного процес­са и анализ следующих точек переходного процесса повторяют до момента, когда отношение частот f1/f2 пре­высит заданное (последнее определяется допустимым отклонением выходного тока контролируемого ЦАП от установившегося значения, а также характером шумовой помехи на туннельном диоде и видом зависимости часто­ты срабатывания схемы сравнения от тока смещения). После этого перемещение стробирующего импульса прекращают и измеряют временной отрезок между фронта­ми импульсов генератора и стробирующих импульсов ГСИ. Следует, однако, отметить, что вследствие большого уровня шумов, временной и температурной нестабильно­сти параметров туннельного диода данная схема обеспечивает контроль ЦАП с разрядностью не более 8—9.

На рисунках 5 и 6 изображены схема и временные диаграммы работы измерителя времени установления ЦАП, который обеспечивает исследование выходного сигнала ЦАП более высокой разрядности. Это достигает­ся в основном смешением выходного сигнала по ампли­туде до совпадения его установившегося значения с ну­левым уровнем. Тем самым обеспечивается работа дис­криминатора уровня вблизи нулевого потенциала, что позволяет использовать дискриминаторы с высокой раз­решающей способностью по амплитуде.

Устройство реа­лизует также стробоскопический метод измерения. При определении tуст фактически решают две самостоятель­ные задачи:

1) выделение временного интервала, пропорциональ­ного длительности измеряемого времени установления;

2) преобразование выделенного интервала в форму, удобную для обработки.

Рисунок 5 - Схема автоматического измерителя времени установле­ния ЦАП

Рисунок 6 - Временные диаграммы рабо­ты автоматического измерителя времени установления ЦАП

Принцип выделения временного интервала аналоги­чен рассмотренному. Установившееся значение переход­ного процесса контролируемого ЦАП совмещают с нуле­вым уровнем с помощью суммирующего усилителя СУ, ключа К и интегратора И.

В качестве устройств сравне­ния используются стробируемые компараторы напряже­ния KH1 и KH2, которые совместно со схемой ИЛИ, счет­чиками импульсов Сч1 и Сч2, триггером Т1, схемой запре­та СЗ и формирователем порогового напряжения ФПН перемещают стробирующий импульс по временной оси к началу переходного процесса. Триггер Т2 и преобразо­ватель средних значений напряжения прямоугольных им­пульсов ПСЗ обеспечивают преобразование выделенно­го временного интервала tуст в пропорциональное напря­жение постоянного тока.

Схема работает следующим образом. В исходном состоянии генератор Г заторможен и на одном из его выходов имеется напряжение, соответствующее логической «1» цифровых входов контролируемого ЦАП, а на другом — логическому «0». Многоканальный коммутатор поз­воляет сформировать произвольную комбинацию входного воздействия на цифровые входы, соответствующую любой точке характеристики контролируемого ЦАП, что обеспечивает контроль времени установления в любой точке характеристики ЦАП и при любых смежных кодовых комбинациях.

Так, например, если необходимо измерить время установления полной шкалы ЦАП, то его цифровые входы подключают к выходу генератора Г с напряжением, соответствующим логической «1».

Если требуется определить время установления ЦАП при включении, например, всех разрядов, кроме старшего, цифровой вход последнего подключают на все время измерения к шине, формирующей напряжение логического «0», входы остальных разрядов — к выходу генератора с напряжением логической «1».

В случае измерения времени установления при смене смежных кодовых комбинаций, например при смене ко­да 011 .1 на 100 .0, в исходном состоянии цифровой вход старшего разряда подключают к выходу генератора с на­пряжением логического «0», входы остальных разря­дов — к выходу генератора с напряжением логической «1». Следовательно, в исходном состоянии выходной сиг­нал ЦАП соответствует его установившемуся значению в проверяемой точке характеристики.

Затем замыкают ключ К При этом выходной сигнал ЦАП, поступая на вход интегратора И после его прохождения через сумми­рующий усилитель СУ, изменяет значение выходного на­пряжения СУ таким образом, что результирующий сигнал на выходе усилителя начинает уменьшаться.

По окончании переходного процесса установившееся значе­ние выходного сигнала ЦАП полностью компенсируется выходным сигналом интегратора и на выходе усилителя устанавливается напряжение, близкое к нулю и равное смещению нуля интегратора И. Затем ключ К размыкают и запускают генератор Г, обеспечивающий периодическую (с определенной частотой) смену кодовой комбинации на цифровых входах ЦАП. При этом происходит периодическое изменение с частотой генератора выходного сигнала ЦАП (рисунок 6 б). Поскольку в исходном состоянии установившееся значение выходного сигнала ЦАП было скомпенсировано выходным сигналом интегратора (и сигнал компенсации после размыкания ключа поддерживался интегратором постоянным), то переходный процесс выходного сигнала ЦАП (на выходе суммирующего усилителя) независимо от выбранной контролиру­емой точки и наклона характеристики ЦАП будет располагаться относительно нулевого уровня. Это позволяет при необходимости дополнительно усилить разностный сигнал вблизи установившегося значения и тем самым значительно повысить чувствительность и разрешающую способность устройства.

Выходной сигнал усилителя по­дается на входы компараторов напряжения КН1 и КН2, один из которых (с учетом коэффициента усиления СУ) имеет порог срабатывания, превышающий 0,5Δ, а дру­гой – (-1/2)Δ. Частоту генератору Г выбирают таким образом, чтобы длительность его импульсов Т/2 (рисунок 6а), формирующих кодовую комбинацию на цифро­вых входах ЦАП, превышала максимально возможное время установления.