Устройство для определения характеристик аналого-цифрового преобразователя

 

Изобретение относится к вычислительной и измерительной техиике предназначено для автоматизащш испытаний аналого-цифровых преобразова талей (АЦП), заключающихся в обнаружении динамических и статических погрешностей АЦП, и может найти применение в информационно-измерительных комплексах, автоматизированных системах исследования и т.п. С целью повы шения точности определения погрешности АЦП и увеличения достоверности статических характеристик погрешности в устройство дополнительно введено необходимое количество последовательно соединенных блоков фильтращш определенной структуры, осуществляющих подавление составляющих погрешностей АЦП, обусловленных нелинейными искажениями формы тестового синусоидального сигнала. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. i (Л

СО}ОЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСГ}УЬЛИК (19) (11) (51) 4 Н 03 М 1 10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ И306РЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61) 936419 (2.1) 4175952/24-24 (22) 06 01.8? (46) 23,07 ° 88. Ввл.1 27 (71) Куйбышевский институт инженеров .железнодорожного транспорта ,(72) C. Àðxàíãåëüñêèé и С,А.Дивнов (53) 681.325(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 936419, кл. Н 03 М 1/10, 1979. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХА»;

РАКТЕРИСТИК АНАЛОГОЦИФРОВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к вычисли" тельной и измерительной технике, предназначено дпя автоматизации испы: таний аналого-цифровых преобразова телей (АЦП), заключающихся в обнаружении динамических и статических погрешностей АЦП, и может найти применение в информационно-измерительных комплексах, автоматизированных системах исследования и т.п. С целью повышения точности определения погрешно» сти АЦП и увеличения достоверности статических характеристик погрешности в устройство дополнительно введено необходимое количество последовательно соединенных блоков фильтрации определенной структуры, осуществляющих подавление составляющих погрешностей

АЦП, обусловленных нелинейными искажениями формы тестового сннусоидального сигнала. 1 s.ï. ф-лы, 2 ил.

1411970

Изобретение относится к области вычислительной и измерительной техники, предназначено для автоматизации испытаний аналого-цифрового пре-! образователя (АЦП), может найти ши5 ( рокое применение в информационно-измерительных комплексах, автоматизированных системах исследования и является усовершенствованием устройства, по основному авт.св. Ф 936419.

Цель изобретения - повьппение дос товерности оценок статических харак

1 теристик путем повьппения точности определения значения погрешности. 15

На фиг.1 представлена структурная схема устройства для определения характеристик АЦП," на фиг ° 2 - структурная схема одного блока фильтрации.

Устройство содержит АЦП 1, элемент 20

2 цифровой задержки, цифровой суммаI тор 3, блок 4 вычисления статических характеристик, индикатор 5, генератор .6 синусоидального напряжения, генера тор 7 импульсов, два частотомера 8 25 и 9, первый 10 и второй 11 блоки нелинейной функции, два цифровых умножн. теля 12 и 13, второй элемент 14 цифровой задержки, k блоков 15-15k фильтрации. Каждый блок фильтрации содер- 30 жит два элемента 16 и 17 цифровой ! задержки два блока 18 и 19 нелинейЭ ной функции, два цифровых умножителя

20 и 21, цифровой сумматор 22, 35

Генератор 6 синусоидального напряжения и генератор 7 импульсов имеют установочные входы, посредством кото» рых задаются значения частот генерируемых сигналов и амплитуда синусоиды.

Синусоидальный аналоговый сигнал с генератора 6 синусоидального напря» жения поступает на рабочий вход АЦП 1, а сигнал с генератора 7 импульсов — на вход синхронизации АЦП, В момент поступления синхроимпульса АЦП 1 осу ществляет преобразование значения аналогового сигнала, имеющегося в данный момент на его входе, в цифровую форму, Одновременно сигналы с генераторов

50 импульсов 7 и синусоидального напряжения 6 поступают на частотомеры 8 и 9 соответственно, на выходы которых выдаются цифровь1е сигналы .соответственно f и Г, пропорциональ55 ные частотам сигналов, поступающих на их входы. Первый блок 10 нелинейной функции, на вход которого поступают сигналы f и 1, выдает на выходе цифровой сигнал, равный

2ЯГс

-2 cos(— — )

Ь

В момент выдачи генератором 7 импульсов k-го импульса на выходе АЦП 1 появляется цифровой сигнал у, являющийся значением входного аналогового сигнала в момент выработки k-го синхроимпульса. Сигнал у подается на к вход сумматора 3, при этом первый элемент 2 цифровой задержки, синхронизируемый генератором 7 импульсов, выдает на выходе сигнал у, являк-ч ющийся цифровым значением входного аналогового сигнала в момент выработ» ки (k-1)-го импульса генератором 7 импульсов.

Сигнал у„, после умножения в цифровом умйожителе 12 на коэффициент

2 is

-2 eos(- †)

% поступает на вход сумматора 3 °

Кроме того, в рассматриваемый мо» мент времени на выходе второго элемента 14 цифровой задержки, синхрони зируемой генератором 7, импульсов, выдается сигнал y„», который также подается на вход сумматора 3 °

Таким образом, сумматором 3 вычис" ляется сигнал Ь,, равный

2ь с у -2 сов(— — )у + у «и, К-2 к- и-Й

1 где ук "а у„,, у„- выборки, т.е„цифровые значения. мгновенных зна чений синусоиды (поступающей с генератора 6 синусоидального напряже ния), полученные s моменты возникновения со; ответственно (k-2)-го (k-1)-го и k-го импуль сов на выходе генератора

7 импульсов;

1,f - значения частот соответственно синусоидального сигнала и импульсов.

Второй блок 11 нелинейной функции вырабатывает в цифровом виде сигнал, равный обратной величине суммы моду лей коэффициентов при выборках в последнем выражении, т.е, сигнал, равный

1411970

Где Р (Kg) 2

Йк-1) )(KI

- значения сигнала,поступающего на вход л

1((2 + 2 icos(—.-2)) ) ..

После умножения сигнала 4„, поступающего с выхода сумматора 3, на сигнал с выхода второго блока 1I нелинейной функции, осуществляемого цифровым умножителем 13 ° вырабатывается значение величины, характеризую- 10 щей погрешность преобразования, приведенное к одной выборке. Обозначим данную величину через Р <„1.

Эти приведенные величины поступа.ют на вход первого блока 15.1 фильтрации, на выходе которого вырабатываются приведенные к одной выборке величины (обозначим их через Р („1 характеризующие надежность работы .

Г

ADII, в котором отсутствуют составляю- 20 щая ошибки, обусловленная влиянием второй гармоники в спектре тестового синусоидального сигнала.

Величина Р <„ с выхода (g-!)-го блока фильтрации поступает на вход 25 ,.1-ro блока фильтрации и подается на вход сумматора 22,- при этом элемент 16 цифровой задержки, синхронизируемый генератором 7 импульсов, выдает сигнал Р- „,1, являюшдйся 30 значением сигнала на входе g-ra блока фильтрации в момент выработки (k-1)го импульса генератором 7 импульсов.

Первый блок 18 нелинейной функции, на вход которого поступают цифровые сигналы 1 и f с выходов частотомеров 8 и 9 соответственно, выдает на выходе цифровой сигнал, равный

2(()+1) f

-2 coa(— 1 — — - -), 40 t после умножения на который в цифровом умножителе 20 сигнал 3(K4) . подается на вход сумматора 22, Кроме того, в рассматриваемый мо» мент времени на выходе элемента 17 цифровой задержки, синхронизируемого генератором 7 импульсов, выдается сигнал P. .7 t i- ) который также подается на вход сумматора 22.

Таким образом, сумматором 22 вычис ляется сигнал 4 -,, равный

2 (1+1)fñ

Р ° + (-2 cos(» — — — - ))PIÄ;+P < )

3 (К-г) И" 155

J-го блока фильтрации, соответствующие моментам возникновения соответственно (k-2)-ro, (k-1)-го и k-ro импульсов на выходе генератора 7 импульсов.

Второй блок 19 нелинейной функции вырабатывает в цифровом виде сигнал, равный обратной величине суммы модулей коэффициентов при величинах в последнем выражении, т.е. сигнал, равный

1((2 + 2)cos(— — )) ).

2((()+I )f(:

После умножения сигнала ь поступающего с выхода сумматора 22, на сигнал с выхода второго блока 19 нелинейной функции, осуществляемого цифровым умножителем 21, вырабатывается значение величины (обозначим ее через P, „ ), характеризующей погрешность работы Algl в которой отсутствует вклад (+1)-й гармоники, спектра синусоидального сигнала на выходе генератора 6 синусоидального напряжения.

С выхода блока 15k фильтрации эти величины поступают на блок 4 вычисления статических характеристик, в котором осуществляется вычисление оценок статических характеристик погрешности работы АЦП. Данные характеристики иидуцируются в блоке 5 индикации.

Формула изобретения

1 ° Устройство для определения ха;рактеристик аналого-цифрового преобразователя по авт.св. II) 936419, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения достоверности оце-, нок статических характеристик, путем повышения точности определения значения погрешности, введены k последовательно соединенных блоков фильтрации, первый вход первого из которых соединен с выходом второго цифрового умножителя, а выход последнего соединен с входом блока вычисления статических характеристик, вторые входы блоков фильтрации объединены и подключены к выходу генератора импульсов, третьи и четвертые входы соответственно объединены и подключены к выхо1411970 дам первого и второго частотомеров соответственно.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а-! ю щ е е с я тем, что блок фильтрации содержит два блока нелинейной функции, два цифровых умножителя, цифроой сумматор и два элемента цифровой задержки, первые входы которых объеинены и являются вторым входом блока ильтрации, первым входом которого является второй вход первого элемента цифровой задержки и первый вход цифрового сумматора, второй вход ко-: торого через первый цифровой умножи, тель соединен с выходом второго цифрового элемента задержки, третий вход через второй цифровой элемент задержки соединен с выходом первого . цифрового элемента задержки, а выход . соединен с первым входом второго цифрового умножителя, выход которого является выходом блока фильтрации, а второй вход соединен с выходом первого блока нелинейной функции, вход которого объединен с вторым входом первого цифрового умножителя и соединен с выходом второго блока нелинейной функции, первый и второй входы которого являются соответственно третьим и четвертым входами блока фильтрации.

l4ll970

Фиа2

Составитель М,Романова

Редактор Е,Папп Техред М.Дидык Корректор Л.Пилипенко

Тираж 928 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 3673/56

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