Устройство контроля аналого-цифровых преобразователей

 

УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ АНАЛОГО ЦИФРОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ, содержащее последовательно соединенные источник образцвого напряжения,блок суммирования, делитель напряжения, преобразователь код - напряжение, вы ход блока суммирования соединен с первой выходной шиной, последователь но соединенные генератор импульсов, делитель частоты, первый коммутатор , второй и третий входы которого соединены с соответствующими выходами блока сравнения кодов, а первый и второй выходы - с первыми входами первого и второго счетчиков соответственно , входная шина соединена с , первым входом блока сравнения кодов, а управляющая шина - с выходом генератора импульсов отличающ е е с я тем, что, сцелью расширения функциональных возможностей, введены второй и третий коммутаторы,, сумматор , а счетчики выполнены реверсивными , вторые входы которых соединены с третьим и четвертьм выходами первого коммутатора соответственно , выход nepBo.ro реверсивного счетчика соединен с второй выходной шиной и с первым входом второго коммутатора , . второй вход которого соединен с выходом делителя частоты и первым входом третьего коммутатора, а выход - с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом второго реэерсивного счетчика, а выход - с входом преобразователя код - напряжение, причем второй и третий входы третьего коммутатора соединены с шинами опорпых кодов, а выход - с вторым входом блока сравнения кодов. 7НЫ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

09) (И) зсЮНОЗ К13 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3579003/24-21 (22) 13.04.83 (46) 07.12.84. Бюл. Ф 45 (72) О.Н. Регеда, А.А. Скорляков, N.Ê. Смирнов и В.П. Филатов (53) 681.325(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

1Ô 683015, кл. Н 03 К 13/02, 20.06.77.

2. Авторское свидетельство СССР

У 744965, кл. Н 03 К 13/02, 18.04.78. (54)(57) УСТРОЙСТВО KOHTPOJIH АНАЛОГОЦИФРОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ, содержащее последовательно соединенные источник образцвого напряжения, блок суммирования, делитель напряжения, преобразователь код — напряжение, выход блока суммирования соединен с первой выходной шиной, последовательно соединенные генератор импульсов, делитель частоты, первый коммутатор, второй и третий входы которого соединены с соответствующими выходами блока сравнения кодов, а первый и второй выходы — с первыми входами первого и второго счетчиков соответственно, входная шина соединена с первым входом блока сравнения кодов, а управляющая шина — с выходом генератора импульсов, о .т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, сцелью расширения функциональных возможностей, введены второй и третий коммутаторы,. сумматор, а счетчики выполнены реверсивными, вторые входы которых соединены с третьим и четвертым выходами первого коммутатора соответственно, выход первого реверсивного счетчика соединен с второй выходной шиной и с первым входом второго ксммутатора .второй вход коа™орого соедиУ

O нен с выходом делителя частоты и пер- Е выл входом третьего коммутатора, а выход " с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом второго реверсивного счетчика, а выход — с входом преобразователя Я код — напряжение, причем второй и третий входы третьего коммутатора соединены с шинами опорных кодов, а выход - c .вторым входом блока сравнения кодов.

1128381

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для использования в экспериментальных. исследованиях и для определения погрешности аналого-цифровых преобразователей (АЦП) и цифровых вольтметров.

Известно устройство для измерения функции распределения случайной погрешности АЦП, содержащее последо- 10 вательно соединенные источник калиброванных напряжений, блок суммирования, АЦП, блок сравнения кодов, коммутатор, блок памяти, а также последовательно соединенные управляемый 15 генератор импульсов, счетчик, пересчетный блок, реверсивный счетчик, преобразователь код — напряжение и сумматор.

Устройство реализует .совместный 20 эксперимейт по выделению систематической и определению функции распределения случайной составляющей инструментальной погрешности АЦП j1) .

Недостатком извес".íîãî устройства 25 является невозможность непосредственного определения реальных значений квантов контролируемого преобразователя.

Наиболее близким по технической

30 сущности к изобретению является устройство контроля АЦП, Это устройство содержит последовательно соединенные источник образцового напряжения; блок суммирования, выход которого ,.соединен с входом контролируемого объекта, выход которого подключен к первому входу блока сравнения кодов, соединенного вторым

I входом с.шиной опорного кода, а дву- 40 мя выходами — с двумя соответствующими входами коммутатора, управляющий вход которого подсоединен к управляющему входу переключателя и к выходу делителя частоты. Вход делите-45 ля частоты связан с выходом генератора импульсов и запускающим входом контролируемого объекта. Два выхода коммутатора соединены с первыми входами соответствующих счетчиков, вто- 50 рые входы которых подключены к двум соответствующим выходам регистра, а выходы — к двум входам реверсивного счетчика, подсоединенного выходом к входу преобразователя код — напря- 5 жение, объединенного двумя выходами с двумя входами переключателя, выход которого соединен с входом самопишу-. щего вольтметра н через делитель напряжения с вторым входом блока суммирования. Это устройство поочередно определяет границы доверительного интервала случайной сосгавляющей инструментальной погрешности контролируемого АЦП в точке шкалы последнего, соответствующей границе между двумя соседними квантами (2) .

Недостатком известного устройства является невозможность непосредственного определения с помощью него значения квантов АЦП. Эта характерис- . ка используется не только В экспериментальных исследованиях и при выходном контроле, но и в хоце подгонки контролируемых преобразователей, т,е. при технологическом контроле.

Р

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство контроля аналогоцифровых преобразователей, содержащее последовательно соединенные источник образцового напряжения, блок суммирования, делитель напряжения, преобра— зователь код — напряжение, выход блока суммирования соединен с первой выходной шиной, последовательно соединенные генератор импульсов, делитель частоты, первый коммутатор, второй и третий входы которого соединены с соответствующими выходами блока сравне-,— ния кодов, а первый и второй выходы— с первыми входами первого и второго счетчиков соответственно, входная шина — с первым входом блока сравнения кодов, а управляющая шина — с выходом генератора импульсов, введены второй и третий коммутаторы, сумматор, а счетчики выполнены реверсивными, вторые входы которых соединены с третьим и четвертыми выходами первого коммутатора соответственно, выход первого реверсивного счетчика соединен с второй выходной шиной и с первым входом второго коммуТатора, второй вход которого соединен с вы-, ходом делителя частоты и первым входом третьего коммутатора, а выход— с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом второго реверсивного счетчика, а выход— с входом преобразователя код — напряжение, причем второй и третий входы третьего коммутатора соединены с шинами опорных кодов, а выход — с вторым входом блока сравнения кодов.

1128381

На фиг. 1 показана структурная схема предлагаемого устройства; на .фиг. 2 — график участка шкалы контролируемого преобразователя.

Устройство контроля АЦП содержит (фиг. 1) источник 1 образцового напряжения., блок 2 суммирования, делитель 3 напряжения, преобразователь 4 код — напряжение, генератор 5 импульсов, делитель 6 частоты, блок 7 срав- 10 нения кодов, коммутаторы 8-10, реверсивные.счетчики 11 и 12 и сумматор 13, первую 14 и вторую 15 выходные шины, управляющую, шину 16 и входную 17 шины. Контролируемый АЦП обо- 15 значен на схеме позицией 18.

Выход источника 1 образцвого напряжения подключен к первому входу блока 2 суммирования, второй вход которого объединен через делитель 3 gp напряжения с выходом преобразователя

4 код — напряжение. Выход генератора 5 импульсов связан с входом делителя 6 частоты. Выходы N c N u

N y r N подключены к соответствующим g5 двум входам коммутатора 8. Причем управляющие входы коммутаторов 8-10 объединены с выходом делителя 6, первый и второй выходы коммутатора 8 свя заны с суммирующими BxopGMH peaep сивных счетчиков 11 и 12, а третий и четвертый выход — с вычитающими выходами реверсивных счетчиков 11 .и 12. Выход реверсивного счетчика 12, являющийся вторым выходом устройства, подключен через коммутатор 9 к первому, а выход счетчика 11 — к второму входу сумматора 13, выход которого подсоединен к входу преобразователя 4. Два входа коммутатора

10 объединены с двумя шинами опорных / 40

КОДОВ: И и Ыо а Выход — с BTO рым входом блока 7 сравнения кодов.

В исходном состоянии все счетчики сброшены, с выхода генератора 5 импульсы не поступают.-Входную и пер. 45 вую выходную шины соединяют с выходом и входом контролируемого АЦП 18, тактовый вход которого подключает к управляющей шине 16.

1 50

На выходе .источника 1 образцового напряжения присутствует напряжение U, равное номинальному значению

О»» границы nepexopa. oT KBGHTa Мо, кванту N, (фиг. 2), т.е.

U » =q„(NI„, +0 5) = q I,(NII; 0,5)»

4 где q — номинальное значение младн

IIIего значащего разряда

АЦП 18;

Ио; и N < — коды соответствующих соседних квантов.

Нулевой уровень на выходе делителя 6 частоты разрешает подключение суммирующего и вычитающего входов счетчика 11 соответственно к выходам

N(с И и N„ > N блока 7 через коммутатор 8, кода NII — к второму входу блока 7 сравнения кодов через коммутатор 10 и запрещает подключение вы-, хода счетчика 12 к входу сумматора 13 через коммутатор 9. С момента пуска генератора 5 начинает периодически опрашивать АЦП 18.

Блок ? анализирует соотношение кода N>, поступающего с выхода контролируемого преобразователя 18, и опорного кода Ио, . При NIIc Ио; в момент опроса счетные импульсы поступают на суммирующий, а при И з Ио„ вЂ” на вычитающий вход счетчика 11. Формируемый на выходе этого счетчика код преобразуется преобразователем 4 в напряжение, которое, суммируясь в блоке 2 с образцовым напряжением U, подается на вход АЦП 18. Система с цепью отрицательной обратной связи находится в равновесии при равенстве импульсных потоков, поступающих на суммирующий и вычитающий входы счетчика .11, на выходе которого образуется код, пропорциональный смещению реальной границы кодов No и

N,-m о -1 о (фиг. 2) относительМ

»-1 р но номинального значений этой грани" цы о о1 tl Ц . о4-1 0i (Й 0,5), Через количество тактов генератора 5, .определяемое делителем .6 частоты, на выходе последнего появляется единичное состояние. При этом со ответствующие выходы блока 7, отсое-. диняясь от входов счетчика 11, подключаются к суммирующему и вычитающему вхбдам счетчика 12, коммутатор 9 разрешает подключение выхода этого счетчика к входу сумматора 13, а коммутатор 10 — опорного кода N к второму входу блока 7 °

В течение следующего периода на выходе сумматора 13 формируется код, пропорциональный смещению реальной

1128381 границы между квантами Noi и No, относительно уровня Uo;

80» 1 Оi+ ° "oi (No equi см "о 1 *и р н("о, 0 М

"Ою где Ь. квр

NoiIМоен, 11о -/" о, см LUo 1 oå о 1

HoilHoi+< "oijg(kai Moi кбр

llryi 7 Кя фиг. 2

Составитель h. Романова

Редактор В. Данко Техред A,Ач Корректор М..Максимишинец

Заказ 9083/43 Тираж 861 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4.а на выходе счетчика 12 - код, про порциональный разности — реальное значение кванта N ; контролируемого преобразователя 12.

Делитель 3 напряжения позволяет снизить требования к точностным параметрам преобразователя 4 код — напряжение.

Технико зкономический эффект пред10 лагаемого устройства заключается в расширении функциональных возможностей, а также в повышении быстродействия за счет автоматизации процесса измерения величины квантов АЦП.