Устройство для измерения дифференциальной нелинейности аналого-цифровых преобразователей

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„,SU„„323 222 (5D 4 Н 03 М! 10

r а

//р

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /,, /

Н ABTOPCHOMV CBNQETEflbCTBV ":",::.,

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3768790/24-24 (22) 11. 07. 84 (46) 07.02.86. Бюл.№- 5 (72) В.В.Регеда, О.Н.Регеда, А.А.Скорляков и М.К.Смирнов (53) 681.325(088.8) (56) Automated Test Methods to Check

Fast Analog — to — Digital Converters. — Electronic Engeneering, 1976, v.48, ¹ 583, рр.57-61, fig.4à.

Авторское свидетельство СССР

¹ 494700, кл. 5 0! R 13/02, 1973. ч)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ НЕЛИНЕЙНОСТИ АНАЛОГО-ЦИФРОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ, содержащее последовательно соединенные источник образцового напряжения и суммирующий блок, генератор импульсов, преобразователь код — напряжение, блок сравнения кодов, первые входы которого являются шиной опорного кода, а вторые входы — входной шиной, первый реверсивный счетчик, выходы которого соединены с входами преобразователя код — напряжение, выход суммирующего блока является первой выходной шиной, а выход генератора импульсов является второй выходной шиной, о т л и ч а ю щ е— е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены второй реверсивный счетчик, два RS -триггера, счетчик, элемент И, первый вход которого объединен с первым входом второго реверсивного счетчика и соединен с первым выходом блока сравнения кодбв, второй выход которого соединен с первым входом первого R5триггера, а третий выход — соответственно с вторым и первым входами первого и второго 118 -триггеров, первый и второй выходы первого триггера соединены с первым и вторым входами первого реверсивного счетчика соответственно, третий вход которого объединен с вторым входом второго реверсивного счетчика и подключен к выходу генератора импульсов, первыи вход которого объединен с вторым входом второго RS— триггера и соединен с выходом счетчи ка, вход которого соединен с выходом элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго R5 -триггера, причем четвертый выход блока сравнения кодов соединен с третьим входом второго реверсивного счетчика, выходы которого являются третьей выходной шиной, при этом второи вход генератора импульсов подключен к шине "Пуск", а выход преобразователя код — напряжение подключен к второму входу суммирующего блока.

1210222

Изобретение относится к контроль"о-измерительной технике и может использоваться для экспериментальньп исследований и технологического контроля аналого-цифровых преобразователей (АЦП) и цифровых.вольтметPGB .

Целью изобретения является повышение быстродействия.

На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства.

Устройство содержит источник 1 е образцового напряжения, суммирующий блок 2, преобразователь 3 код — напряжение (ПКН), первый 4 и второй 5 реверсивные счетчики, генератор 6 импульсов, блок 7 сравнения кодов, второй 8 и третий 9 триггеры, счетчик 10, элемент И. 11, контролируемый AIgI 12.

Предлагаемое устройство позволяет измерить среднее значение дифферен1 циальной нелинейности АЦП, которая определяется как разность двух соседних квантов, соответствующих кодам N u N +1 !

1 ,Е Г%;(н,1-%, (к,.1)) где $.(1, } Q (« !) — мгновенные значения размеров квантов аналого-, цифрового преобразователя, соответствующие кодам hl и И,+1; г! — общее число срабатььзаний блока 7 сравнения кодов на выходе N „= !!!,, причем п должно быть четным.

Перед началом работы первую и вторута выходные шины соединяют с соответствующими входами АЦП, выходы которого соединены с входной шиной устройства. Б исходном состоянии импульсы на выходе генератора 6 импульсов отсутствуют, счетчики 4 и

5,а также !!5 -триггера 8 и 9 сброшены в нулевое состояние. На выходе источника 1 образцового напряжения присутствует напряжение, соответствующее номинальному значению гоаницы перехода между Ио и 1!1, +1 квантами АЦП. Однако в реальных АЦП это напряжение может не совпадать с указанным уровнем.

В первоначальный момент на вход

АЦП 12 подается лишь напряжение источника 1 образцового напряжения с учетом погрешности нуля ПКН 3 и суммирующего блока 2. По сигналу

"Пуск" генератор 6 начинает опрос контролируемого АБП 12, в обшем случае на его вьг оде появляется производьньй код. Допустим первоначальный код на выходе АЦП 12 < 1 х о.

Единичный сигнал с вьг ода N < N, блока 7 сравнения кодов устанавливает R5 -триггеры 8 и 9 в единичное состояние, что разрешает прохождение сигнала с выхода „, =- 11!, блока

7 сравнения кодов па счетньй вход счетчика 10, а счетные импульсы с выхода генератора 6 ра ульсов начинают суммироваться в реверсивном счетчике 4, 11апряжение на выходе

ПКН 3, а следовательно, и суммирующего блока 2 начинает возрастать и с те..ением времени,цостигает границы перехода между квантами }! l«a+"

При этом единичный сигнал с выхода !

1„ = 11, блока 7 сравнения кодов разрешает суммирование счетных импульсов с выхода генератора 6 импульсов в реверсивном счетчикке 5. В момент появления единичного перепада на выходе Й„ = Й, +1 блока. 7 сравнения кодов одновременно появляется нулевой перепад на выходе )!1„ = И блока 7 сравнения кодов, что изменя" ет состояние счетчика 10 на единицу, 311 а счетные импульсы с выхода генератора 6 импульсов начинают вычитаться в реверсивном счетчике 5. При.

4 .!

5Q

55 появлении единичного перепада на выходе N « }!1 +1 блока 7 сравнения о кодов R5 -триггер 9 переключается в единичное состояние по инверсному выходу. При этом напряжение на выхо. де ПКН 3 начинает убывать, а реверсивньй счетчик 5 хранит свое состояние. В момент появления единичного сигнала hl. = N, +1 на соответствующем выходе блока 7 сравнения кодов импульсы с выхода генератора 6 импульсов вновь начинают вычитаться в реверсивном счетчике 5. При очередном пересечении выходным напряжением

1 суммирующего блока границы перехода между квантами (J о

1И импульсы с выхода генератора 6 снова начинают суммироваться в реверсивном счетчике 5, При появлении нулевого перепада на выходе 11 „N блока 7 сравнения кодов состояние счетчика

10 вновь изменяется на единицу, а напряжение на выходе ПКН 3 вновь начинает возрастать. Таким образом, в реверсивном счетчике 5 устанавли вается код, пропорциональный раз1210222

ВНИИПИ Заказ 531/59 Тираж 818 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4 ности двух мгновенных значений соседних квантов АЦП 12 (й,) и (М +1). Далее процесс измерения продолжается аналогично изложенному вьппе до момента, пока в счетчике 10 не появляется импульс переполнения, свидетельствующий

Z 4,i N.)-<; (Ì" 11)

Т=

1 а, где — угол, определяемый скоростью изменения выходного напряжения ПКН 3 которая зависит, в свою очередь, от частоты генератора 6 импульсов и 15 размера кванта ПКН 3.

Если в исходном состоянии М „ Х оу то напряжение на выходе ПКН 3 снача" о поступлении на его вход h --го счет ного импульса. Импульс переноса с вы хода счетчика IO остановит генератор

6 импульсов. В результате в реверсивном счетчике 5 будет храниться код, пропорциональный времени Т, которое равно

) ла будет убывать до момента появления единичного сигнала на выходе

N „ = и блока 7 сравнения кодов, который переключает RG --триггер В в единичное состояние. Далее устройство будет работать аналогично описанному выше.