Устройство для измерения функции распределения погрешности аналого-цифровых преобразователей

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

МЯМЛЕМ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ NSO6PETE

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2!) 3569253/24-2}

{22) 04;02.83(46) 07.12.84. Бюл. У 45 (72) С.Б.Кутыркин, А.А.Скорляков, И.К.Смирнов, А.В. Тймногрудов .и Г.П.Шлыков ((53) 681 325(088.8) (56) l. Авторское свидетельство СССР . В 319065, кл. Н 03 К !3/02, !970.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 683015, кл. Н 03 К !3/02, 1977. (54) (57).УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ФУНКЦИИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПОГРЕШНОСТИ

АНАЛОГО-ЦИФРОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ, содержащее блок сравнения кодов, первые входы которого соедннены с входной шиной устройства, вторые .входы — е шиной опорного кода, .а выход — с первым входом первого коммутатора, выходы которого соединенй с входами блока памяти, управляемый,генератор, первый вход кото„.SU„„1128393 А рого соединен с шиной "Пуск, второй вход — с выходом пересчетного блока, а выход — с первой выходной шиной и с входом счетчика, выходы которого соединены с вторыми. входами первого коммутатора и первыми входами сумматора, выходы которого через преобразователь код — напряжение подключены к .первому входу блока суммирования напряжения, второй вход которого связан с.выходом источника калиброванных напряжений, а выход - с второй . выходной шиной, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены накопитель и второй коммутатор, первые g входы которогО подключены к выходам

t счетчика, второй вход - к выходу блока сравнения кодов и входу пере.счетного блока, а.выходы через нако питель соединены с вторыми. входами g . сумматора. вие за счет выделения -Ас ь "е+ знаковым методом.

Целью изобретения является повышение быстродействия устройства. тем, что в устройство для измерения функции распределения погрешности аналого-цифровых преобразователей, содержащее блок сравнения кодов, первые входь: которого соединены с входной шиной устройства, вторые входы — с шиной опорного кода, а выход — с первым входом первого коммутатора,.выходы которого соединены с входами блока памяти, управляемый генератор, первый вход которого соединен с шиной "Пуск"второй вход — с выходом пересчетного 6 ока, коммутатора и первыми входами сумматора, выходы которого через преобразователь код — напряжение подключены к первому входу блока суммирования напряжения, второй вход которого связан с выходом источника . калиброванных напряжений, а выход—

1 !!28393 2

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может использоваться для экспериментальных исследований, технологического и выходного контроля аналого-цифровых 5. Поставленная цель достигается преобразователей(АЦП)и цифровых. вольтметров(ЦВJ.

Известно устройство для автоматического измерения статистических характеристик случайных погрешностей I0 аналого-дискретных преобразователей, содержащее образцовый преобразователь кода в напряжение, блок цифро- . вой установки, устройство управления, исследуемый цифровой преобразователь, 15 цифровую схему сравнения и арифметическое устройство. Работа устройства основана .на определении вероятности непревышения погрешности контроли- а выход — с первой выходной шиной и руемых преобразователей некоторых с входом счетчика, выходы которого наперед задаваемых уровней напряже- соединены с вторыми, входами первого ния 1 Jе

Недостатком этого устройства является невозможность непосредстВенного определения функции распреде ления суммарной погрешности АЦП или ЦВ.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для измерения функции распределения случайной погрешности аналого-цифрового преобразователя, которое содержит последовательно .соединенные источник калиброванного напряжения, блок суммирования напря, 35 жений, аналого-цифровой преобразователь, блок сравнения кодов, коммутатор, блок памяти, а также последовательно соединенные управляемый гене40 ратор, счетчик, пересчетный блок, выход которого соединен с вторым входом управляемого генератора, первый вход которого соединен с шиной "Пуск", реверсивный счетчик, первый и второй входы которого соединены с вьМодами блока сравнения кодов, а выход — с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с вторым выходом счетчика и вторым входом коммутатора, а выход через преобразователь код— напряжение — с вторым входом блока суммирования напряжений, управляющий вход аналого-цифрового преобразователя соединен с выходом управляе. мого генератора (23.

Недостатком известного устройства . является недостаточное быстродейстс второй выходной шиной, введены накопитель и второй коммутатор, первые входы которого подключены к выходам счетчика, второй вход — к выходу блока сравнения кодов и входу пересчетного блока, а выходы через накопитель соединены с вторыми входами сумматора.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства; на фиг. 2. — график, поясняющий принцип действия устройства; где x — входной сигнал контролируемого АЦП, т - реальное, а

И /ИФ1

,(< +0,5 )- номинальное значения границы перехода от кванта и к

М +) Аналогично м " " "О и

y (o -0,5), е а и ), o реальное и

И Йо номинальное значения соответственно границы квантов. Й -) и йь и центра кванта Ho . Разность а o=q(N -m О) о характеризует смещенность реального центра кванта . No относительно его номинального значения.LI ((Ц,Q 01 (t) случайная составляющая инструменталь ной погрешности АЦП в точках, соответствующих границамН-1/И и Й /N,+ дЗ - ступенчато измейяющееся вспомойо гательное воздействие,f4 (х) †. функции плотности распределения суммар3 l l 28393 ной погрешности АЦП на участке соответствующем кванту И

Ф вход счетчика 8 кото ый р формирует

У анту, ° код а!в, преобразуемый преобраэовастройство содержит источник I 11 калиброванного напряжения, блок 2 и телем в двухполярное ст енчато р уп нчато изменяющееся напряжение 0 суммирования напряжения, аналого- е цифровой преобразователь 3 блок руемое с Utt в блоке 2. Блок 4 лок 4 срав4 сравнения ко ов о

1 ель, лок . нивает выходной код АЦП ЗЙ д, коммутатор 5, блок опорным Ntt . При Й„Й . на вхо

6 памяти, управляемый .гене ато 7 р р 7, коммутатора 5 поступает счетный счетчик 8, пер. =четный блок 9, накопитель !О б импульс, который в зависимости от ель, преобразователь ll код — кода N a

0 в ние, шину опорного ко а сумматор 13 шин 14 "П д, записывается в соответствующие

13, у Пуск, комму- ячейки памяти блока 6 пАмяти. П и татор I 5,,входную шину 16 вто п мяти. ри вторую многократном повторении "разверток" выходную шину 17, первую выходи шину 18. д ую U в ячейках памяти накапливается

В оценка частоты появления равенства

ыход счетчика 1 калиброванного . и =й в точках шкалы т е напряжения соединен с вхо д е с входом блока Функции распредения био (х! соот2 суммирования напряжения к второ- в т

В ветствующая - овня а аЕ прео разователя ll ко — н б ключен выход Условие нормирования оценки обеспе- . д — апряжение. чивается пересчетным блоком 9

Выход блока 2 связан с второй выхоом оста» но шиной 17 в и с второ выход- навливающим управляемый генера ходная шина 16 соеди- 7 при набо е on e тор иена со входом б 4 р ределенного числа ра-, ом лока сравнения венства N =lY, к дов, на второй вход которого по- Осно о о ом ступ ает с шины 12 опорный код. сновным отличием предлагаемого

25 од лока 4 объединен с входом пересчетн б 9, oro лока 9, управляющим : ЗС что в с численно го метода для опред еле ния входом комму 15 татора и входом что в сравнени ь со знаковым коммутато а 5 методом, применяемым в известном, атора 5, выходы которого соедн- . ает иены с с д ет значительное преимущество в

ы с соответствующими входами быст о ей блока 6 памяти. Первый вход авыстродействии определения оценки упр — смещенности 513. Необходимость ляемого генератора 7 соединен с

И ши и 14 "П но уск, второй вхо компенсации смещенности и обуславс с выходном пересчетного б 9 д — ливается возможностью ен лока размаха и

tt ум ьшения (сигнал "Стоп" l. Выхо развертки Us что при топ . ыход управляемого постоянном количестве ст пеней генератора 7 связан с управляющим 85 позволяет е ступенеи входом пре б о разователя 3 и входом м позволяет повысить точность опредесчетчика 8, объединенного выходом ления функции распределения.

К с первым

Пид О рвым входом суммато а 13 р ф на выходе накопителя р 3, . 10 формируется код смещенности, управляющим входом коммутатора 5 и который, суммируясь в суммато е входом коммутатора 15 выхо, выход которо- 13 с кодом вспомогательного воз ейс— го подключен к входу накопителя 10. в

С теля . вия, компенсирует аналогично изр д копителя вестному устройству .на в таршие выходные раэ я ы на

10 соединены с вто ым .на входе контрорым входом сум- лируемого АЦП 3 смещенность центра матова 13, выхо кото г д ро о соединен кода lttlz относительно номинального с входом преобразователя 11 код — 45 значения. П и напряжение. чения. ри равенстве !tI„ Я ком.У мутатор 15 разрешает прохождение на образом. дующим вход накопителя IO кода М . 3 стройство работает сле а °

Ан одну "развертку" U на выходе накопиналогично известному устройству теля 10 фо ми еля формируется код, пропорциоисточника . калиброванного 50 нальный значению U .=д -0 . г е напряжения через блок 2 на вход . О нэj о раэователя 3 пода- напряжения от або ется напряжение 0 2М отработанная за предыду-: ение 0 о, соответству- щие "развертки" В ющее номинальному значению центра ве за о н известном ст ойс у р т кванта N . По

1f И ве за одну развертку" выходной д . р -ивного счетчика о сигналу Пуск" 55 ко еве с ает ра отать управляемый гене- .на +i ед. младшего раз я а.

Зипоаю йс рео разователь Технико-экономичес " зфф д щи" счетные импульсы на заключает ео а в . кии эч щект лючаетсн в повышении быстродейст1128393 6 помощью известного устройства осуществляется,как минимум,в два раза медленее

sa счет необходимости раздельного определения характеристик (И (_#_}, в) каждой из

5 границ контролируемого кванта. вия предлагаемого устройства в сравнении с известным, что обусловлено более быстрой сходимостью получения оценки смещеннорти d

Кроме того, определение (х) с

Заказ 9084/4Д Тираж 8б1 - Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Составитель И.Романова

Редактор И.йулла Техред Л,1Ьцюбняк Корректор М.Леонтюк