Измеритель нелинейности аналого-цифровых преобразователей

 

ИЗЬЕРИТЕЛЬ НЕЛИНЕЙНОСТИ АНАЛОГО-ЦИФРОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ, содержащий источник калиброванного напряжения, два сумматора, аналогоцифровой преобразователь, первый счетчик, реверсивный счетчик,преобразователь код - напряжение, первый элемент сравнения кодов, генератор импульсов, выход которого непосредственно соединен с первым входом аналого-цифрового преобразователя и через последовательно соединенные первый счетчик и преобразователь код - напряжение - с первым входом первого сумматора, второй вход которого соединен с выходом источника калиброванного напряжения, а выход через аналого-цифровой пре- . образователь - с первым входом первого элемента сравнения кодов, второй вход которого соединен с первой шиной опорного кода, причем первый вход второго сумматора соединен с выходом реверсивного счетчика и выходной шиной, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены элемент задержки, второй счетчик и второй элемент сравнения кодов , выходы которого соединены с вхоi дами реверсивного счетчика, первый вход - с вторым выходом первого счет (Л чика и входом элемента задержки, второй вход - с выходом второго счетчика , а третий вход - с выходом второго сумматора, второй вход которого соединен с второй шиной опорного кода, при этом первый вход второго счетчика соединен с выходом первого элемента сравнения кодов,а второй вход - с выходом элемента задержел 1с ки.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН . 1дц Н 03 К 13/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОбРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3576433/18-21 (22) 08.04.83 (46) 23.09.84. Бюл. В 35 (72) С.Б.Кутыркин, А.А.Скорляков, М.К.Смирнов и А.В.Темногрудов (53) 681.325(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 884125, кл. H 03 К 13/02, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 6830)5, кл. Н 03 К 13/07, 1977 (прототип). (54)(57) ИЗМЕРИТЕЛЬ НЕЛИНЕЙНОСТИ

АНАЛОГО-ЦИФРОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ, содержащий источник калиброванного напряжения, два сумматора, аналогоцифровой преобразователь, первый счетчик, реверсивный счетчик,преобразователь код — напряжение, первый элемент сравнения кодов, генератор импульсов, выход которого непосредственно соединен с первым входом аналого-цифрового преобразователя и через последовательно соединенные первый счетчик и преобразователь код — напряжение — с первым входом первоro сумматора, второй,,Я0„„1115220 А вход которого соединен с выходом источника капиброванного напряжения, а выход через аналого-цифровой преобразователь — с первым входом первого элемента сравнения кодов, второй вход которого соединен с первой шиной опорного кода, причем первый вход второго сумматора соединен с выходом реверсивного счетчика и выходной шиной, отличающийся тем, что, с целью расширения функционапьных возможностей, в него введены элемент задержки, второй счетчик и второй элемент сравнения кодов, выходы которого соединены с вхоа дами реверсивного счетчика, первый Е вход — с вторым выходом первого счетчика и входом элемента задержки, второй вход — с выходом второго счетчика, а третий вход — с выходом второго сумматора, второй вход которого соединен с второй шиной опорного кода, при этом первый вход второго счетчика соединен с выходом первого элемента сравнения кодов, а второй вход — с выходом элемента задержИзобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для экспериментальных исследований, технологического и выходного контроля 5 аналого-цифровых преобразователей (ЛЦП ) и цифровых вольтметров (ЦВ .

Известно устройство для измерения погрешности аналого-цифрового преобразователя, содержащее контро- g лируемый аналого †цифров преобразователь, эталонный цифроаналоговый преобразователь, счетчик, генератор импульсов, блок управления, два арифметических блока, регистр, бл ок ре ги стр ации и блок ло гиче ской обработки (13 .

Недостатком данного устройства я вля ется несоответствие получаемой оценки с принятым определением дифференциальной нелинейности АЦП. Кроме того, с его помощью невозможно осуществлять непрерывное < лежение за искомой характеристикой.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для измерения функции распределения случайной погрешности аналого-цифрового преобразователя, содержащее источник калиброванного напряжения, блок суммирования напряжений, эле ме нт сравнения кодов, управляемый генератор, счетчик, пересчетный блок, выход источника калиброванного напряжения подключен к блоку суммирования напряжений, к другому входу которого подключен выход преобразователя код-напряжение, выход блока суммирования напряжений соединен с входом контролируе— мого аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с эле ментом сравнения кодов, другой вход которого соединен с клеммой опорного кода, выход управляемого генератора подключен к входу Запуск" контролируемоro аналого-цифрового преобразователя и к входу счетчика, выход переполнения которого подключен к входу пересчетного блока, выход которого подключен к входу

Стоп" управляемого генератора, коммутатор, блок памяти, реверсивный счетчик и сумматор, причем прямой выход элемента сравнения кодов соединен с входом коммутатора и с вы-55 читающим входом реверсивного счетчика, а инверсный выход элемента сравнения кодов соединен с суммирующим

220 входом реверсивного счетчика, выходы старших разрядов которого подключены к входу сумматора, второй вход которого подключен к входу пре; образователя код-напряжение, выход счетчика подключен к управляющему входу коммутатора, выходы которого подключены к соответствующим входам блока памяти (21.

Недостатком известного устройства являются ограниченные функциональные возможности, так как оно не позволяет непосредственно определять дифференциальную нелинейность АЦП.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей измерителя.

Поставленная цель достигается тем, что в измеритель нелинейности аналого-цифровых преобразователей, содержащий источник калиброванного напряжения, два сумматора, аналогоцифровой преобразователь, первый счетчик, реверсивный счетчик, преобразователь код-напряжение, первый элемент сравнения кодов, генератор импул ьсов, выход которо ro непо средственно соединен с первым входом аналого-цифрового преобразователя и через последовательно соединенные первый счетчик и преобразователь код-напряжение — с первым входом первого сумматора, второй вход которого соединен с выходом источника калиброванного напряжения, а выход через аналого †цифров преобразова-. тель — с первым входом первого элемента сравнения кодов, второй вход которого соединен с первой шиной опорного кода, первый вход второго сумматора соединен с выходом реверсивного счетчика и выходной шиной, введены элемент задержки, второй счетчик и второй элемент сравнения кодов, выходы которого соединены с входами реверсивного счетчика, первый вход — с вторым выходом первого счетчика и входом элемента задержки, второй вход — с выходом второго счетчика, а третий вход — с выходом второго сумматора, второй вход которого соединен с второй шиной опорного кода, при этом первый вход второго счетчика соединен с выходом первого элемента сравнения кодов, а второй вход — с выходом элемента задержки.

На чертеже показана структурная электрическая схема предлагаемого измерителя.

1115220 1 сумматора 2 на вход АЦП 3, выходной код которого М » сравнивается элементом 4 с опорным кодом Att . При изменении напряжения, действующего на входе контролируемого преобразовы еля, н пределах участка шкалы последнего, соответствующего коду 1, на выходе элемента 4 появляется подтверждение !!1,= Л При равенстве Ll»= л в счетный !

О импульс с выхода элемента 4 поступает на счетный вход счетчика 11. Таким образом, за период развертки

U < на выходе счетчика !1 формируется код П р пропорциональный реальному значению кванта !»!.о. В конце периода развертки счетчик 6 разрешает сравнение кодов П р и л а., после че— го счетчик 11 импульсом с выхода элемента 10 сбрасывается в нулевое щ состояние!

Iзмеритель содержит источник 1 калнброванногo tt3ttI)H)K0ttHfl сумма— тор 2, ан ало о-цифровой преобразователь (АЦП! 3, элемент 4 сравнения кодов, генератор 5 импульсов, счетчик 6, преобразователь 7 код — напряжение, реверсивный счетчик 8, суммутор 9, элемент I O задержки, счетчик I I и элемент 12 сравнения кодов.

Источник калиброванных напряжений через сумматор 2 соединен с входом ЛЦП 3, выход которого подключен к первому входу элемента 4, объединенного вторым входом с шиной опорного кода Пд, а выходом — с нходом счетчика I . Выход генератора 5 связан с запускающим входом

АЦП 3 и счетным входом счетчика 6, подсоединенного первым выходом через преобразователь код-напряжение 7 к второму входу сумматора 2, а вторым — к разрешающему входу элемента 12 и через элемент 10 к входу

"Сброс" счетчика !1. Выход счетчи- 25 ка ll подключен к первому входу элемента 12, второй вход которого объединен с выходом сумматора 9, а два выхода — с соответствующими двумя входами реверсивного счетчи30 ка 8, выход которого, являющийся выходом измерителя, соединен с первым входом сумматора 9, подключенного вторым входом к шине второго опорного кода 1 .

Измеритель определяет разность между реальным и номинальным значением некоторого кванта, для которого hatt = N д. С выхода источника 1 образцовое напряжение 0 = и !!ь со40 ответствующее номинальному значению центра кванта It!a, подается через сумматор 2 на вход контролируемого АЦП 3..

Запуская АЦП 3, генератор 5 одновременно заполняет счетными импуль45 сами счетчик 6, на выходе которого формируется код !»!!1, преобразуемый преобразователем 7 в ступенчато изменяющееся напряжение 0 . ll„сум1 мируясь с Uв, поступает с выхода

«Q" àí п = 2 ив„ы где Q — объем счетчика 6; номинальное значение кванта ЧО, равное единице младшего разряда ЛЦП;

2 01,ч»»с- размах развертки Utt

При и р> л(с соответствующего выхода элемента 12 счетный импульс записывается по разрешению с выхода счетчика. 6 на вычитающий, а,лри !

1 < и q — на суммирующий вход ревер. синного счетчика 8. При неравенст" вах Лр и nq на выходе реверсивного счетчика формируется код разности и р — п, соответствующий дифференциальной нелинейности АЦП 3.

Точность получаемой оценки не зависит от точности задания 0О а опрео деляется разрядностью счетчика 6 и соотношением

2 Ug q с

Чн

Таким образом, предлагаемый измеритель поз воля ет не посредстве нно получать оценку дифференциальной нелинейности и осуществлять непрерывное слежение за изменением. этой характеристики во нремени.! ) 15220

Составитель А. Титов

Редактор А. Козориз Техред М. Тепер Корректор О.Тигор

Заказ 6791/44 Тираж 861 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП"Патент", г.ужгород,ул. Проектная,4