Устройство для измерения функции распределения погрешности аналого-цифровых преобразователей

 

Изобретение относителен контрольно-измерительной технике и предназначено для использования в экспериментальных исследованиях, технологическом и выходном контроле при разработке и производстве аналого-цифровых преобразователей и цифровых вольтметров . Изобретение позволяет расширить динамический и рабочий диапазон при измерении смещения и функции распределения суммарной погрешности аналого-цифровых связей. Контролируемый аналого-цифровой преобразователь 19 подключают к шинам 14, 15 и 16 устройства, причем его выходной код h сравнивается блоком сравнения кодов 4 с образцовым кодом а. Воздействие на входе аналого-цифрового преобразователя 19 определяется суммой образцового (соответствующего коду а) уровня, задаваемого источником калиброванного напряжения 1, оценки смещения , код которой формируется на выходе накопителя 10, и вспомогательного сканирующего воздействия, код которого формируется счетчиком 8. / Оценки функции распределения накапливаются в блоке 12 памяти. 1 ил. (Л /б 4;аь

74 А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (5!)4 Н 03 M 1/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4024459/24-24 (22) !9.02.86 (46) 07.07.87.Бюл. Ф 25 (72) Н.Н.Алешин, С.Б.Кутыркин, В.Л.Полковов, А.А.Скорляков и М.К.Смирнов (53) 681.325 (088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 683015, кл. Н 03 М !/10, 1977.

Авторское свидетельство СССР

1(1128393, кл, Н 03 M 1/04, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ФУНКЦИИ

РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПОГРЕШНОСТИ АНАЛОГОЦИФРОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для использования в экспериментальных исследованиях, технологическом и выходном контроле при разработке и производстве аналого-цифровых преобразователей и цифровых вольтметров. Изобретение позволяет расширить динамический и рабочий диапазон при измерении смещения и функции распределения суммарной погрешности аналого-цифровых связей. Контролируемый аналого-цифровой преобразователь

19 подключают к шинам 14, 15 и 16 устройства, причем его выходной код

h сравнивается блоком сравнения кодов 4 с образцовым кодом а. Воздействие на входе аналого-цифрового преобразователя 19 определяется суммой образцового (соответствующего коду а) уровня, задаваемого источником калиброванного напряжения 1, оценки смещения, код которой формируется на выходе накопителя 10 и вспомогательного сканирующего воздействия, код которого формируется счетчиком 8.

Оценки функции распределения накапливаются в блоке 12 памяти. 1 ил °

13224

Изобретение но-измерительной технике и предназначено для использования. в экспери-ментальных исследованиях, технологическом и выходном контроле при разработке и производстве аналого †цифров преобразователей (АЯЧ) и цифровых вольтметров.

Цель изобретения — расширение динамического и рабочего диапазона )О путеи обеспечения возиожности определения (и компенсации) смещения суммарной погрешности, превышающего амплитуду вспомогательного воздействия, и возможности определения смеще- !5 ния суммарной погрешности уменьшенных квантов.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.

УстрОйство сОдержит источник 1 2Î калиброванного напряжения, блок 2 суммирования напряжений „преобразователь 3 код-напряжение, блог 4 сравнения кодов, коммутаторы 5 и 6, управ r ляемый генератор 7, счетчик 8, пересчетььп блок 9, накопитель !О, сумматор !1, блок )2 памяти„ переключатель 13, первую 14 и вторую 15 выходные шины> вхОдную шину 16> шины 1/

"Пуск" и )8 образцового кода а.

Устройство работает следующим образом.

Аналоговый вход,, запускающий вход и кодовые выходы А1)П 19 подкгпочаются соответственно к шинам 14, 15 и 16 35 устройства. В исходном состоянии с выхода истОчника 1 через блОк 2 на

0 вхоц АЦП 19 поступает образцовое напряжение U q, а, соответствующее номинальному эначенио центра контро-лируемого а-го кванта, импульсы с выхоца управпяеиого генератора 7 не поступают. Счетчик 8, пересчетный блок 9, накопитель 1О и блок 12 памяти установлены в нулевое (исход-. ное) состояние IIo цепяи сброса. При этом напряжение на выходе преобразо"вателя код-напряжение равно нулю. С шины 18-на соответствующие входы блока. . поступает образцовый код а, По сигналу Пу"K по; vупающем c IDBHbI

17 на стартовый вход управляемого генератора 7. на выходе последнего начинают генерироваться импульсы, по переднему фронту которых срабатывает счетчик 8, а по заднеиу фронту запускается контролируемый преобразователь 19 ° Коq 1) ;, формируемьп на

74 2 выходе счетчика 8,, преобразуется преобразователем 3, код-напряжение в сканирующее ступенчато иэменяющееpsI воздействие, равномерно распределенное в пределах, несколько пере; крывающих размах контролируемой сум- марной погрешности (состоящей иэ ре- альной погрешности квантования и случаинай составляющей инструментальной погрешности АЦП )9). Код 1)

81) кроме того, управляет коммутатором 5 и поступает через коммутатор 6 на вход накопителя 10.

Оценка функции распределения суммарной погрешности в ячейках блока

12 памяти формируется импульсами . подтверждения равенствà h=a, поступающими с соответствующего выхода блока 4 сравнения кодов, аналогично формированию оценки в известном устройстве. Оценка смещения суммарной погрешности в предлагаемом устройстве осуществляется накоплением в в накопителе )О кодов, проклапанированных коммутатором 6. Это обеспечивает получение опенки весовым (или численным) методом.

Принципиальное отличие предлагаемого устройства заключается в органиэации сигнала, управляющего работой коммутатора 6. Если в известном устройстве коды N поступают на вход накопителя )O при появлении сигнала подтверждения равенства h--а на соответствующем выходе блока 4, то в предлагаемом устройстве прохождение кода М ° через коммутатор 6 разрешает— ся при выполнении соответствующих условий при SgIIN 0 и h; a или при SgnN, ) О и 11; а, гце SgnN знак кода N,,„. Лсгическое умножение этих условий осуществляется переключателем 13; при SgnN ; (О выход переключателя 13 объединяется с выходом

h a блока 4, а при Sgn )),; о Π— с выходом h. a.

1!спользавание в предлагаемом устройстве событий h а и h a

IIри организации клапаннирования кода

И нозво$ яет формировать оценку смещения как при больших значениях смещения, так .и гри уменьшенных (вплоть до пропадания) размерах контролируемых квантов. В обоих случаях (даже при отсутствии исходов равенств h=a) неравенства h > а или

Ьа а позволяют судить о направлении изменения кода на выходе накопителя

1322474 4 позволяет выделять смещение суммарной погрешности при уменьшении реаль- :. ного размера контролируемого кванта (вплоть до его пропадания). к — в

z = I к — в 1 1

1 при Бяп Ив.с. 0 и h; > a;

0 при Sgn И . > 0

1 при Ярп N,> 0 и Ь; а

0 при Sgn Nв с. 0

Составитель И.Романова

Редактор И.Горная Техред А.Кравчук Корректор М.Демчик

Заказ 2878/55 Тираж 901 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

10 вплоть до момента динамического равновесия в цепи, образованной

АЦП 19, блоком 4, переключателем 13 коммутатором 6, накопителем 10, сум матором ll, преобразователем 3 коднапряжение и блоком 2 суммирования напряжений, представляющей замкнутую систему с общей отрицательной обратной связью. Равновесие в этой цепи описывается выражением 10

При этом код на выходе накопите- 20 ля 10 соответствует значению смещения суммарной погрешности (т.е. смещения реального центра контролируемого кванта относительно номинального значения этого центра). При отсутствии контролируемого кванта (случай пропадания или "вырождения кванта) код на выходе накопителя 10 соответствует точке шкалы АЦП 19, в которой появление кода h = а наиболее вероят- 30 но.

В устройстве пересчетный блок 9 подсчитывает количество кодов Nö

i прошедших через коммутатор б,нормируя тем самым оценку функции распре- 35 деления, формируемую в ячейках памяти блока 12 памяти.

Таким образом, устройство для измерения функции распределения погреш- 40 ности АЦП позволяет расширить динамический и рабочий диапазон путем обеспечения возможности определения функции распределения суммарной пог- решности при значительном превышении смещением этой погрешности амплитуды вспомогательного воздействия.

Кроме того, предлагаемое устройство

Формула изобретения

Устройство для измерения функции распределения погрешности аналого-цифровых преобразователей, содержащее источник калиброванного напряжения, выход которого подключен к первому входу блока суммирования напряжения, второй вход которого соединен с выходом преобразователя код-напряжение, а выход является первой выходной шиной устройства, вторая выходная шина которого объединена с входом счетчика и соединена с выходом управляемого генератора, выходы счетчика объединены с соответствующими первыми входами сумматора, первого коммутатора и через второй коммутатор и накопитель соединены с соответствующими вторыми входами сумматора, выходы которого соединены с соответствующими входами преобразователя код-напряжение, входной шиной устройства являются первые входы блока сравнения кодов, вторые входы которого являются шиной образцового кода, а выход соединен с вторым входом первого коммутатора, выходы которого соединены с соответствующими входами блока памяти, выход пересчетного блока соединен с первым входом управляемого генератора, второй вход которого является шиной "Пуск", о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения динамического и рабочего диапазона, в него введен переключатель, первый вход которого соединен с вторым выходом счетчика, второй и третий входы — с вторым и третьим выходами блока сравнения кодов соответственно, а выход — с входом пересчетного блока и вторым входом второго коммутатора.