Измеритель характеристик аналого-цифровых преобразователей

 

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и предназначено для экспериментальных исследований, технологического и выходного контроля аналого-цифровых преобразователей и цифровых вольтметров . Изобретение позволяет расширить функциональные возможности устройства , содержащего счетчик 4, дв а реверсивных счетчика 6 и 7, источник 1 образцового напряжения, блок 2 суммирования напряжений, цифро-аналоговый преобразователь 3, генератор 5 импульсов , первый блок 8 сравнения кодов , за счет введения в устройство второго 9 и третьего 10 блоков сравнения кодов, сумматора 11, первого 13 и второго 12 коммутаторов, арифметического блока 14. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1282324 А1

A@4 Н 03 М 1/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ г

К А ВТОРСКОЬЮ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3924202/24-24 (22) 02.07.85 (46) 07.01.87. Бюл. У 1 (72) С.Б.Кутыркин, О.Н.Регеда, А.А.Скорляков и M.Ê.Ñìèðíîâ (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 494700, кл. Н 03 M 1/10, 1973.

Авторское свидетельство СССР

В 991599, кл. Н 03 М 1/10, 1981. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ХАРАКТЕРИСТИК АНАЛОГО-ЦИФРОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ (57) Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и предназначено для экспериментальных исследований, технологического и выходного контроля аналого-цифровых преобразователей и цифровых вольтметров. Изобретение позволяет расширить функциональные возможности устройства, содержащего счетчик 4, два реверсивных счетчика 6 и 7, источник 1 образцового напряжения, блок 2 суммирования напряжений, цифро-аналоговый преобразователь 3, генератор 5 импульсов, первый блок 8 сравнения кодов, за счет введения в устройство второго 9 и третьего 10 блоков сравнения кодов, сумматора 11, первого 13 и второго 12 коммутаторов, арифметического блока 14. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

- 1282324

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для экспериментальных исследований технологического и выходного контроля аналого-цифровых преобразо- 5 вателей (АЦП) и цифровых вольтметров (ЦВ).

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет дополнительного определения размера ре» альной величины кванта, дифференциальной нелинейности и смещения уров ней квантования.

На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого измерителя; на фиг. 2 — диаграмма, поясняющая принцип его действия; на фиг. 3 - пример реализации арифметического блока.

Измеритель характеристик АЦП содержит источник 1 образцового.напряжения, блок 2 суммирования напряжений, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 3, счетчик 4, генератор 5 импульсов, реверсивные счетчики 6 и 7, блоки 8-10 сравнения кодов, сумматор 11, коммутаторы 12 и 13, арифмети олеский блок 14> первую выходную lllH ну 15, вторую выходную шину 16 и входную шину 17, контролируемый АЦП 18.

Арифметический блок 14 (фиг. 3) содержит первый 19 и второй 20 блоЪ ки инверторов, первый 21, пятый 22, третий 23, второй 24 и четвертый 25 сумматоры.

На фиг. 2 представлен график участ" ка шкалы контролируемого преобразсвателя 18, где приняты следующие обозначенчя:

z — входная величина (напряжение)

АЦП 18;

h — выходной код АЦП 18; а — опорный код, соответствующий точке шкалы АЦП 18, около ко" торой осуществляется измерение характеристик;

Р „(х)- зависимость вероятности появления некоторого кода от напряжений на входе АЦП 18; номинальный раз,ер кванта

АЦП 18;

q, а — номинальное значение уровня, соответствующего центру, а (а-0,5) и q (а+0,5) границам а-ro кванта; ш — реальное среднее значение центра аш4-1(4.иш4 11 +1 границ а-го кванта АЦП 18.

Перед началом контроля соответст" вующие выводы АЦП 18 объединяются с шинами 15 — 17, причем с выхода источника 1 на вход контролируемого преобразователя 18 подается образцовое напряжение U4=q„ а, импульсы с выхода генератора 5 импульсов не поступают. Счетчики 4, 6 и 7 установлены в нулевое состояние по цепям сброса, не существенным для пояснения принципа действия предлагаемого измерителя и, поэтому, не показанным на фиг. 1. На соответствующие входы блока 8 и арифметического блока 14 подаются опорные коды а и Q. Так как предлагаемый измеритель работает в следящем режиме, то начало контроля не определено относительно момента съема оценки.

В рабочем режиме генератор 5 формирует импульсную последовательность, скважность которой зависит от соотношения времен преобразования ЦАП 3 и АЦП 18. По переднему фронту импульсов, генерируемых генератором 5 импульсов, в счетчике 4 формируется изменяющийся код N „, преобразуемый

ЦАП 3 в сканирующее вспомогательное воздействие, размах которого перекрывает размах суммарной погрешности АЦП 18.

По заднему фронту этого импульса осуществляется запуск АЦП 18. По окон-. чании процесса преобразования в АЦП 18 блок 8 анализирует соотношение кодов h и а.

Измеритель состоит иэ двух близких по построению независимых каналов, отличающихся поступающими на них управляющими сигналами с блока 8.

Каждый канал ppQpcTBBJIRBT следящую систему, содержащую цепь местнои обратной связи. Рассмотрим работу одного из каналов (первого).

Блок 9 управляет коммутатором 12 та-, РЕчь ким образом, что при N . Ы подь еых тверждение соотношения h. >à поступает

Речь на вычитающий а при N,>N под9 еых тверждение Ь .< а поступает на суммирующий вход.

Таким образом, на выходе последнего формируется код, при котором появление исходов h < а и h >а на соот1 1 ветствующих выходах коммутатора f 2 в течение некоторых периодов запуска

АЦП 18 равномерно. Этот код является

1282324

Алгоритм работы первого канала описыв ае тс я Bblp аже н и ем к Реч 6

К Z(h. > а) Y(N < N „„„) = +Z(h c a) 10

° Y(N .>N );

1 при h.> а;

Z(h. >a) =

h < a, 15

1 при h <а;

0 при

Z (h. с а) =Z(h > а) 1. Измеритель характеристик ана— лого-цифровых преобразователей, со— держащий счетчик, два реверсивных счетчика, источник образцового напряжения, выход которого соединен с первым входом блока суммирования напряжений, второй вход которого соединен с выходом цифооаналогового преобразователя, а выход является первой выходной шиной измерителя, второй выходной шиной которого являет— ся выход генератора импульсов, первые входы первого блока сравнения кодов являются входными шинами, а вторые входы являются шиной первого опорного кода, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет дополнительного определения реальной величины кванта, дифференциальной нелинейности и смещения уровней квантования, в измеритель введены второй и третий блоки сравнения кодов, сумматор, два коммутатора и арифметический блок, первые входы которого являются шиной второго опорного кода, а первые выходы являются третьей выходной шиной и соединены с соответствующими первыми входами сумматора, выходы которого соединены соответственно с входами цифроаналогового преобразователя, а вторые входы ! объединены с первыми входами второго и третьего блоков сравнения кодов и подключены к выходам счетчика, вторые входы третьего блока сравнения кодов объединены с вторыми входами арифметического блока и соединены с выходами первого реверсивного счетчика, первые и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами первого коммутатора, первый вход которого соединен

0 при при N .c

h >а, 1

N речБ вых

1

Y(N, Реч

Nb< вь » т

N N речь

bt Выx

0 при

1 при ре uL

Y(Nbi > Явы

25 насту к 30

7, оценкой смещения реального уровня квантования между а и а+1 квантами относительно номинального центра а-го кванта

p pug d/d 5

N„,„=N(m -q a) . реч 6

0 при Nbc я

Аналогично, для второго канала

Рец т d -1/а

N =N(m -q a) .

Равновесие во втором канале пает при к реч т =Z(h.> а) Y(N cN )=

Z(h;ca) .Y(Nbi > Мв х ) .

Учитывая, что

Q=N/q.. — код, соответствующий номинальному размеру кванта АЦП 18, можно записать а -1/ч .а-1! д ш =q (a-0,5) +4, н . а а 40

m "+ =q н(а+0,5)+ 4с на основании оценок, полученных на выходах реверсивных счетчиков 6 и 7, блок 14 осуществляет расчет характеристик АЦП 18: 45 смещение суммарной погрешности (реального центра а-го кванта) реч ь речт

= JAL ak1х

+N ix

50 реального размера а-ro кванта

Вых дифференциальной нелинейности а а

4<) =4 (; смещения уровней квантования реч т а-s/а

6е =N + ; вых 2 а/n t реч 6 ас =N

Вых

Таким образом, предлагаемый измеритель характеристик АЦП позволяет непрерывно отслеживать несколько характеристик АЦП (определяемых параллельно). Это достигается за счет воэможности независимого и одновременного определения смещений двух соседних реальных уровней квантования относительно номинального значе.—, ния центра контролируемого кванта.

Формула изобретения

128232 i

:иходом третьего блока сравнения кодов, а второй и третий вход -- соо «етственно с первым и вторым выходами первого блока сравнения кодов, третий и четвертый выходы которого череэ второй коммутатор соединены с первым и вторым входами второго реверсивного счетчика, выходы которого соединены с вторымл входами второго блока сравнения кодов и третьи- 10 ми входами арифметического блока, вторые, третьи, четвертые и пятые выходы которого являются соответственно четвертой, пятой, шестой и седьмой выходными шинами, причем вход счетчика соединен с выходом генератора импульсов, а выход второго блока сравнения кодов соединен с третьим входом второго коммутатора.

2. Устройство по п. 1, о т л и- 20 ч а ю щ е е с я тем, что арифметический блок выполнен на пяти сумматорах и двух блоках инверторов, входы первого блока инверторов объединены с первыми информационными входами первого и второго сумматоров и являются вторыми входами блока, первыми входами которого являются входы второго блок» HHRc ðòîðîí и DT(рые информационные входы второго сумматора, выходы второго блока инверторов соединены с первыми информационными входами третьего и четвертого сумматоров, вторые информационные входы последнего иэ которых являются третьими входами блока, управляющий вход объединен с управляющим входом третьего сумматора и является шиной логической единицы, выходы четвертого, второго и третьего сумматоров являются соответственно пятыми, четвертыми и третьими выходами блока, вторыми выходами которого являются выходы пятого сумматора, соединенные с вторыми информационными входами третьего сумматора, первые информационные входы пятого сумматора соединены с выходами первого блока инверторов, вторые информационные входы объединены с вторыми информационными входами первого сумматора и являются третьими входами блока, управляющий вход пятого сумматора является ,шиной логической единицы, а выходы первого сумматора являются первыми выходами блока.

1282324

Составитель И.Романова

Техред Л.Олейник Корректор.В.Бутяга

Редактор В.Данко

Заказ 7285/57 Тираж 899, Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4