нестабильность задержки можно оценить как (2...3) • 10~/°С, а для кабелей с фторопластовой изоляцией она составляет приблизительно 10*/°С.

Задержка сигнала в интегральных микросхемах зависит от многих факторов, и прежде всего от типа серии и сложности схемы. В простейших схемах - инверторах - задержка составляет от 3 НС для серии ЭСЛ до 15...22 не для серии ТТЛ. Задержки нелинейно зависят от температуры корпуса и питающих напряжений. В диапазоне температур 40...80 °С относительная нестабильность задержки для упомянутых серий составляет 10"... 10

Задержка с использованием пилообразного напряжения. Задержку импульса можно создать, сравнив нарастающее или убывающее по определенному закону напряжение с регулируемым опорным напряжением. Чаще всего используют пилообразное напряжение (рис. 9.17). Импульс входного напряжения Мвх запускает генератор пилообразного напряжения G, выходное напряжение которого с помощью компаратора сравнивают с опорным напряжением Uo„, поступающим с ЦАП. В момент равенства двух напряжений на выходе компаратора появляется перепад напряжения, из которого формирующее устройство формирует импульс выходного напряжения ивых- Задержка выходного импульса относительно входного зависит от опорного напряжения, устанавливаемого соответствующим кодом. В рассматриваемой схеме можно реализовать и непрерывно изменяющуюся задержку, для этого опорное напряжение плавно регулируют, например, потенциометром.

Схемам с пилообразным напряжением свойственны значительные погрешности воспроизведения заданных задержек из-за влияния непостоянства питающих напряжений на скорость нарастания пилообразного напряжения и уровень компарирования, влияния температуры на параметры схемы и нелинейности пилообразного напряжения. Последняя составляющая может быть весьма значительной в схемах создания малых задержек. Необходимая для реализации таких задержек высокая скорость нарастания пилообразного напряжения не может быть обеспечена традиционным способом с помощью интегратора из-за его недостаточного быстродействия. Для стабилизации тока используют транзисторы, включенные по схеме с общим коллектором. Иногда напряжение формируют путем заряда емкости /?С-цепи от источника постоянного напряжения, что приводит к значительной нелинейности. Обусловленная нелинейностью погрешность имеет систематический характер и может быть определена при калибровке, а затем учтена.

Источником погрешностей служат задержки в эле.ментах схемы; формирующих устройствах, компараторе, генераторе пилообразного напряжения.

Пределы регулировки задержки зависят только от длительно-

"вых r,

-*- 10т

О Uci W uc

Рис. 9.18

Рис. 9.17

СТИ пилообразного напряжения и в принципе могут быть любыми. Но из-за значительной погрешности подобные устройства не применяют для создания больших задержек при точных измерениях, а используют для уменьшения шага дискретизации совместно со схемами задержки на основе последовательности импульсов.

Пример 9.4. Пусть необходимо создать регулируемую задержку до 10 не с шагом 1 НС. За пилообразное напряжение примем начальный участок от О до = 1 В напряжения на конденсаторе С, подключением с помощью резистора R к источнику постоянного напряжения £=10 В.

Оценим прежде всего постоянную времени t = RC, обеспечивающую максимальную задержку 7зт=10 не при напряжении на конденсаторе 6/ = 1 В. Если начальное напряжение на конденсаторе равно нулю. Uq =Е{\-е), откуда {E-UcJ/E = exp-T„n/t и х= T,Jn[E/{Е - UcJ]-=95.0-IQ- с.

Оценим теперь погрешность воспроизведения задержки, обусловленную нелинейностью изменения напряжения на конденсаторе. Если уровни опорного напряжения менять с шагом 0,1 В, то при линейно нарастающем напряжении задержка будет меняться с шагом 1 не (рис. 9.18). Из-за нелинейности истинные значения задержек окажутся меньше, что приведет к появлению систематической погрешности. Эту погрешность проще всего определить численным методом: рассчитать задержки Tii при всех дискретных значениях напряжения ua (/ = 0,1...10). Расчеты показывают, что погрешность Оз„ = 7„ -7",, максимальна при =0.5 В и составляет 0,13 НС.

Увеличение напряжения питания приводит к увеличению скорости нарастания напряжения и, следовательно, к уменьшению задержки. Для расчета этой погрешности можно воспользоваться приближенной математической моделью, считая, что ток заряда конденсатора l = E/R не зависит от времени. Тогда uc = ЕТт/т, относительная погрешность задержки, обусловленная непостоянством напряжения питания, 9з(у /7з = Й£ /£.

Абсолютная погрешность i\u максимальна при 7j=10 не и составляет ВзУ =10-е£ /Е. Например, для Of /Е=10-%а =0,01 не.

Осциллографический измеритель временных интервалов. Этот прибор, предназначенный для измерений времени запаздывания импульса в исследуемом устройстве, должен обеспечить формирование запускающего импульса, создание регулируемой задержки и измерение с помощью осциллографического индикатора.

Счетные импульсы и, с выхода генератора G1 (рис. 9.19, а) поступают на делитель частоты. Выходные импульсы делителя, синхронизированные с одним из счетных импульсов, поступают на вход устройства регулируемой задержки и формируют запускающий импульс Ин, подводимый к исследуемому устройству. На выходе устройства регулируемой задержки формируются импульсы Uk, задержанные на время Гз относительно запускающих импульсов (рис. 9.19, б). Задержанные импульсы также синхронизируют с одним из счетных импульсов. Регулируемую задержку, как правило, создают на основе последовательности счетных импульсов. Иногда для уменьшения шага дискретизации вводят схемы задержки на кабелях или с пилообразным напряжением. Задержанные импульсы запускают генератор развертки G2. Длительность развертки выбирают несколько большей шага дискретизации регулируемой задержки.

В ходе измерений дискретную задержку устанавливают несколько меньшей измеряемой задержки. При этом на экране ЭЛТ появляется осциллограмма выходного импульса исследуемого устройства (рис. 9.19, в). Временной интервал 7зр между моментом запуска развертки и приходом исследуемого импульса определяют по пересечению изображения импульса и горизонтальной линии, устанавливаемой оператором на определенном уровне /lyp и формируемой специальным устройством. Измеренное значение временного интервала Тх=Тз-\-Тзр.

Погрешность зависит от непостоянства регулируемой задержки, неточности измерений интервала Гзр по осциллограмме и от неконтролируемых задержек в элементах структурной схемы.

I I I

«г

G1 111

Исследуемое устройство

I 1