Устройство измерения нелинейности аналого-цифрового преобразователя
Изобретение позволяет повысить точность измерения нелинейности аналого-цифрового преобразователя (АЦН), оцениваемой но величине донолните. 1ьных составляющих преобразованного сигна.ма на комбинационны .х частота.х (п, ш 1, 2,...) при воздействии бигармонического сигни. la частоты , а также снизить трудоемкость процедуры измерения за счет комненсаиии составляющи.ч преобразованного сигнала на частотах fi и Fo. Компенсация осуп1ествляется с использованием измеряемого АЦП, что исключает необходимость прецизионной настройки для повышения качества компенсации. В устройство, содержащее два генератора 1 и 2 гармонических колебаний, аналоговый сумматор 3, АЦ,Н 5, вычитающее устройство 10, ЦАЦ 11, фильтр 12 нижних частот, спектроанализатор 13, введены мультиплексор 4, демультиплексор 6, элементы 7 и 8 задержки, цифровой сумматор 9. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК (504 НОЗМ 1 10
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4218957/24-24 (22) 13.01.87 (46) 23.08.88. Бюл. ¹ 31 (72) О Б, Семенов (53) 681.325(088.8) (56) Электроника, 1982, ¹ 4, с. 49 -57.
Авторское свидетельство СССР № 1198752, кл. Н 03 M 1!1О. (54) УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ НЕЛИНЕЙНОСТИ АНАЛОГО-ЦИФРОВОГО
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ (57) Изобретение позволяет повысить точность измерения нелинейности аналого-цифрового преобразователя (АЦП), оценив Ieмой Но величине 1oII<)1HHTQ thHIIx составляк)щих и реобразова нного си гн ал а H H I () M() H
„„SU„„1418899 А 1
HdHHoHHblx частотах п Г +-тЕ.. (и, т= l, 2,...) при воздействии бигармонического сигпа.1а частоты FI+ Fi, а также снизить трудоемкость процедуры измерения за счет компенсации составляющих преобразованного сигнала на частотах Е) и F . Компенсация осуществляется с использованием измеряемого АЦП, что исключает необходимость прецизионной настройки для повышения качества компенсации. В устройство, содержащее два генератора 1 и 2 гармонических колебаний, аналоговый сумматор 3, All,II 5, вычитающее устройство 10, ЦAII 11, фильтр
12 нижних частот, спектроанализатор 13, введены мультиплексор 4, демультиплексор
6, элементы 7 и 8 задержки, цифровой сумматор 9. 1 ил. ((!8899
11.!;>()j>< IL ии(< .I I < . I импульсной
I E. X ft It!EL, ll j>E,I lid <.< >t < . «1; < ОП ()С Д(. ЛС HH R
3 ронин fl(.(ин ktfft>lx I: >ж(,;и высокоразря.(ны. аналого-цифро()ы х реобразователей (ЛЦ(1) lt мож T быть kILиользовано для
H0Hl ()0ля и м«трологич««кс)й атте«тащ!и ана.)оп)-цифровых преобразо13а !«л(!! (IO величиис HE. . ин«Йных искажений. ! LL,1Ь k!3<)E)j)«ТE HИЯ IIOHhl ill(. HH(Точfl0L"Тll И 3 мс j! (. и И Я И It!!RE «II lt(. Tj)>< . IOE. м ко< TH и )it t РС Hkiß
1!и чс рт«:кс пр«.EL гавлс I.ii функциональ>l IЯ С > «>,! I > (Гj)013«THE!
У< Грипс 1 во изм«р«иия 1«.(инсйиости ЛЦ(!
L ол(ржи I IIE. рвый 1 и е)тороЙ 2 Г(>н(. раторы гармо1)ичс(ки; ко,ILE)fttfktkt, аиалоговыи Eхмма Гор 3, му.!ы Ii!.I«t «<>j) 4, -XII (I 5, л«мульти1l i«ê«0ð (), fl(рвый 7 и !3!орой 8 элементы 3;).IL. ржки, цифровой «умматор 9, вычиГ;I К) ll<(>E <, L1 рОИс TH(> 10. !(Ифроа и алОГОВЫИ
1!рсоб(>()з0131)тель (ЦЛ(1) 1(, фи. :> «т(и>и«гио работ;и 1 Lл«:)у к)щим образом. (. II0 I0Itthf0 г«1!«ра г0()OH и 2 гармонич««ких колс бани)3 и «умматора 8 форми р> IOI я три < kit H !л!t ча«гот Гt. /. u F!+ Г, ll0L I) llitIE>lttktE на Ихо Гь(му.(ьгипл«ксора 4. I3l>l>,0,l, t><> l ОРОГО ll(> IH.IIO f3T0j)(>kt !)х(> i L >It>lit Гор;1;), . 1 ибо fid It),<);E « > >I«!tI Ill lE и )I 0» ltl,l Ikt! ik!OIIE«го > стРОЙ«тва ! I) (3ы. о,l L"> м и > Гор;> !! «ос,itlllL и «вхо;10м «1311 и!Исм >!. иы till IIOIIILГ ) «ГРой«тва (О, Hl>l,!! K<>I I 0 II0,1к,lH> )си к входу ЦА! 1 (, II<>L.I(,10ИИ I«àli>IIO L >«.! Ilt«HIIOI . Ф((с(12 И «1!«к1;>(,<и;<..Iи,;1101)ом (8 13 II(. рвом 1((к IL !у.)ы ии.".E. HLO() 4 )годключ!1(! Itt>I>0 l. I с! (<)0 33 ЭГI(1(I ct >1,.1! k! Il, l <, !.(о (-! и л<,1>, 1!, Гkt I >лс к«0(! Г) IIO lк,-.í> t;tt<>, их >л и 1<ь)ход А(L(! 5 00THLò113(! .! I< HE ()а !ор<3 2 И в>0 Е<, э. i(1(« I > 8 <(I,I< ()жк>!, и Гj>L. !>«м Гакт( и!>!хо E>, «) >)it!I!(>I> id.i(. (» + ки (оот !3(. ГL И< li lt(: I и I, I ;l(> Т .1, 1 IIТ(, I!> !IО< ТЬ: i к Г;i ГОI ki3 H T j>(ТI>L х! Т;i K Г(I,)ок <>i< I, l I>!EI(>IIII Iс«к< >I о L !i I H(!.! (> 1(1 TOTOH (/)3+ / t . иР IOft Д(Й с Г 1)и kl в10П<) I 0 ll !)(. тE>(I < > (и»l а. !0!3 «о«lавлян>)ци««а 55 палов на выходе вычитающего устройства (0 составляющие на частотах Fi и F в значительной степени ослаблены, что позволяет обеспечить два важных преимущества при измерении составляющих на комбинацион и ых частотах Г1 Е !+-m F : исключение влияния нелинейности передаточной характеристики ЦАП на уровень комбинационных составляющих (это позволяет использовать неприцизионный ЦЛП), а также возможность калиброванного усиления анализируемого сигнала без опасности ограничения максимально допустимого уровня для ЦАП. ФНс1 и СА (это позволяет измерять малые уровни искажений СА, имеющим огранич H HHIH динамический диапазон) . Кроме того, исключена необходимость точной подстройки коэффициента усиления АЦ(! для каждого из сигналов, поскольку для всех сигналов используется один и тот же прибор, и компенсация составляюГцих на частотах / и /.> происходит автоматически. При этом, выборки отсчетов указанных сигналов на входе ЛЦП должны происходить в один момент времени, что достиI ает«я использованием трех синхронно-управляемых устройств выборки и хранения (аналоговых запоминающих устройств). (lредлагаемое устройство исключает подстройки коэффициента хсиления компенсирующего канала. Это су)цественно упроща 1 процедуру измерений и легко позволяет 0«уп!(ствить автоматизацию измерения, что особ«ино важно в условиях серийного произвол(т HH. Кроме того, п редла гаемое устРой«тВО IIO СРаВНЕНИЮ С ИЗВЕСТНЫМ ИМЕЕТ бол«е простую и дешевую atltldj)dTHi реализацию схемы измерений, что обусловл«но отсутствием дополнительного АЦГ! и > «1 ро)3«тв регул ировок. П ри этом повы)и;1«т«)! точность измерений без улучшения 1(>чно(тных харакгеристик используемых в « «ì«измерений ЦАП и спектроанализатора. Так, в ряде областей техники (иаирим«р, в звукотехникс) минимально допустимос число разрядов ЛЦП вЂ” шестнадцать. Это (>з):ачает, что уровень искажений, обуслов !«fit!fix пелинейн<нтью в таких АЦП, меIl(. с минус 90 дГ3 отн()сительно максимального уровня (О дБ). Измерить такой уровень с помощью известного устройства и(возможно, поскольку динамический диаиаз0!i лучших отечественных спектроана. и з !To()OH ((..K-5()) не превышает 80 дЬ. Пр«Л)игil(. мое жс устройство легко позволяет измери гь такие и более низкие уровни иска кений на базе имеющихся спектроанализаторов. Так, усилив измеряемый сигнал перед цифроаналоговым преобразованием на 40 дГ3, получаем возможность измерять искажения на комбинационных частотах с применением имеющихся спектроанализаторов ;!о уровня минус (803-40) =120 лЬ.! 4!8899 Фирму.1а изобретения (.оставитепь Ю Спиридонов Редактор H..!ааарс 3<>ка:< 4166, 55 Тираж (1 28 11одписно(В11ИИ! IИ Го<1дарс1не»и>(<> комитета СССР по де.>;<и >< «>BI>< <с ний и и крь<тии I I:3П35, Москва, Ж вЂ” 35, Ра3 ьцская н;>о.. l 4 5 III><>« ><><>дств< нно-по.чи< р,<фическое предприятие, г У кг<>ро,l, 1.> 11роектная, -1 Устройство измерения нелинейности аналого-цифрового преобразователя, содержащее первый и второй генераторы гармонических сигналов, выходы которых соединены с первым и вторым входами аналогового сумматора соответственно, аналогоцифровой преобразователь, последовательно соединенные цифровое вычитаюгцее устройство, цифроаналоговый преобразователь, фильтр HHiKHHx частот kt спектроанализатор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения и снижения трудоемкости измерения, в него введены мультиплексор, демультиплексор, первый и второй элементы задержки, цифровой сумматор, первый и второй Italo ll)l когорого соедин Hl>l соответственно с выходами ll<. рвого II второ(о элемен1ов задержки, выход соединен с первым входом вычитаюгцего устройства, ВТорой вход которого подключен к первому выходу демультиплеvLoðà, второй lt третий Bhlxo1û которого соединены соответственно с входами первого и второго элементов задержки, B вход подключеH к выхо1у аналого-цифрового преобразователя, вход которого соединен с выходом мультиплексора, первый вход которого соединен с выходом аналогового сумматора, первый вход которого объединен с вторым входом мультиплексора, а второй вхоl аналогового сумматора объединен с третьим входом мультиплексора.
