Рис. 6.15. Структурная схема регистратора неповторяющихся статических процессов

испытуемом приборе и датчике тока, через устройства выборки-хранения (УВХ) 5, 6 подаются на входы аналого-цифровых преобразователей (АЦП) 7, 8. Применение УВХ обеспечивает уменьшение динамических погрешностей АЦП. При измерении статических процессов не предъявляются повышенные требования к быстродействию АЦП, поэтому оптимальным является применение АЦП последовательного приближения. В зависимости от требований, предъявляемых к точности регистратора, можно использовать либо 10-разрядный АЦП К1113ПВ1 с временем преобразования 25 мкс, либо 12-разрядный К572ПВ1 с временем преобразования 170 мкс. Реализовать точность преобразования, которую можно обеспечить К1113ПВ1, удается при использовании в качестве УВХ микросхемы К1100СК2. Для 12-разрядного АЦП необходимо применение УВХ на дискретных элементах с компенсацией статической погрешности операционных усилителей, что обеспечивает погрешность не более 0,05% [6.1].

По окончании времени преобразования в выходных регистрах обоих АЦП будут записаны цифровые эквиваленты мгновенных значений тока и напряжения. Эти коды через мультиплексор 9 поочередно записываются в буферное запоминающее устройство (БЗУ) 10.

Цикл преобразования пары мгновенных значений измеряемых сигналов повторяется 128 раз, причем момент измерений сдвигается каждый раз на 200 мкс. Синхронизация работы всех узлов регистратора осуществляется с помощью формирователя импульсов синхронизации (ФИС) 11. Начало работы ФИС синхронизировано с началом импульса тока через испытуемый прибор. Регистратор может работать в режимах «внутренней» или «внешней» синхронизации. По окончании процесса измере-

НИИ в БЗУ хранятся 128 двоичных слов, соответствующих мгновенным значениям падения напряжения на нем.

Затем начинается цикл считывания информации из БЗУ в ПЭВМ. Сопряжение БЗУ с ПЭВМ осуществляется с помощью устройства сопряжения с объектом (УСО) 12. Устройство сопряжения с объектом считывает информацию из БЗУ, преобразует слова, представленные в 12-разрядном параллельном коде, в код, который требуется по протоколу обмена с ПЭВМ 13, формирует служебные команды для ПЭВМ во время обмена информацией, формирует импульсы синхронизации для организации правильной последовательности работы ПЭВМ и регистратора во время диалога. При применении ПЭВМ семейства IBM PC и программно совместимых с ними версий (ЕС 1840, ЕС 1841, СМ 1910, «Правец-16» и т. п.) целесообразно реализовывать УСО на микропроцессорном комплекте К580 или использовать в качество УСО широко распространенные управляющие микроЭВМ типа МСУВТ В7. Выбор типа интерфейса обусловлен, в частности, конструктивным выполнением всего ИВК в целом. При протяженности линий связи между УСО и ПЭВМ более 2-3 м рекомендуется использовать интерфейс последовательного ввода-вывода (RS-232). В синхронном режиме максимальная скорость передачи данных через интерфейс RS-232 составляет около 50 кбод, в асинхронном 19,2 кбод (1 кбод=1 кбайт/с).

Применение регистратора неповторяющихся статических процессов при измерениях параметров диодов и тиристоров обеспечивает определение параметров статической ВАХ СПП в состоянии высокой и низкой проводимости-импульсное падение напряжения, дифференциальное сопротивление и напряжение отсечки, положение точки температурной инверсии BAv, напряжение загиба ВАХ, обратный ток, ток утечки и т. д. Кроме того, регистратор может быть использован для реализации неразрушающих методов контроля ударного тока.

Более сложной задачей является разработка цифрового регистратора коммутационных процессов. Сложность обусловлена сочетанием высоких требований, предъявляемых к быстродействию и динамическому диапазону устройств. Регистратор коммутационных процессов должен иметь динамический диапазон 50-60 дБ, обрабатывать сигналы с постоянными времени нарастания или спада 0,5-1 мкс с погрешностью не более 5%.

Создание АЦП с разрядностью 10-12 и временем преобразования 50-100 НС представляет на сегодняшний день весьма сложную задачу. Поэтому наиболее простым путем является применение стробоскопического метода измерений повторяющихся коммутационных процессов.

□EH

/<9 "TI

г5 Т

\\ Z5 НЧ~г7~

Рис. 6.16. Структурная схема цифрового измерительно-вычислительного устройства для измерения динамических характеристик тиристоров

Структурная схема цифрового измерительно-вычислительного устройства для измерения динамических характеристик тиристоров [6.2] представлена на рис. 6.16. Устройство состоит из датчика мгновенных значений тока и напряжения на тиристоре и микроэвм с блоком согласования. Датчик мгновенных значений работает по принципу стробоскопических измерений и осуществляет преобразование в двоичный код мгновенных значений тока и напряжения при включении либо выключении тиристора. Интервал дискретизации Л? задается оператором и может выбираться в диапазоне 0,05-1 мкс. Число точек измерений N. выбрано равным 100, что позволяет исследовать переходные процессы в тиристорах, протекающие за время до 100 мкс. В состав устройства входят следующие основные узлы, показанные на рис. 6.16: силовой контур /, датчик тока 2, испытуемый тиристор 5, формирователь импульса тока управления 4, датчик напряжения 5, согласующие устройства 6 и 7, устройства выборки-хранения 5 и 9, формирователь импульсов управления УВХ 10, аналоговый переключатель И, устройство управления аналоговым переключателем и АЦП 72, АЦП 75, буферное ЗУ 14, блок согласования буферного ЗУ и ЭВМ 75, ЭВМ 76, узел запуска 77, устройство синхронизации 18, счетчик числа измерений 79, распределительное устройство 20, схема объединения 27, схема селекции 22, дешифратор последнего такта 23, счетчик числа тактов 24, схема совпадений 25, устройство выделения первого импульса 26, кварцевый генератор 27, цифропечатающее устройство 28.

Рассмотрим работу измерительного устройства при исследовании переходного процесса включения. Временные диаграммы работы основных узлов установки в этом режиме показана на рис. 6.17. При запуске установки оператором узел