Устройство контроля аналого-цифровых преобразователей

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля гистерезиса и дрейфа аналого-цифровых преобразователей. Цель изобретения - расширение области применения. Для этого в устройство, содержащее интегратор 2, блок 4 сравнения кодов , первый и второй счетчики 9, 11 импульсов, первый элемент И 12, первый и второй триггеры 24, 19, генератор 3 тактовых импульсов, введены третий счетчик 10 импульсов, мультиплексор 22, источник 1 постоянного напряжения, три коммутатора 15-17, Т-триггер 18, элемент И 20, формирователь 21 импульсов, что позволило осуществить оценку нестабильности аналого-цифровых преобразователей. 1 шт. с (С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (g0 4 Н 03 М 1/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4173579/24-24 (22) 31. 12. 86 (46) 30.09.88. Бюл. № 36 (72) Г.С.Власов и Н.А.Ермолаев (53) 681.325 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 991599, кл. Н 03 М 1/ 10, 1983.

Авторское свидетельство СССР № 1193776, кл. Н 03 И 1/ 10, 1985. (54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ АНАЛОГОЦИФРОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля гистерезиса и дрейфа аналого-цифроÄÄSUÄÄ 1427565 А1 вых преобразователей. Цель изобретения — расширение области применения.

Для этого в устройство, содержащее интегратор 2, блок 4 сравнения кодов, первый и второй счетчики 9, 11 импульсов, первый элемент И 12, первый и второй триггеры 24, 19, генератор 3 тактовых импульсов, введены третий счетчик 10 импульсов, мультиплексор 22, источник 1 постоянного напряжения, три коммутатора 15-17, Т-триггер 18, элемент И 20, формирователь 21 импульсов, что позволило осуществить оценку нестабильности аналого-цифровых преобразователей.

1 ил °

1427565

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля точностных параметров аналого-цифровых

5 преобразователей (АЦП) .

Целью изобретения является расширение области применении за счет получения возможности оценки нестабильности АЦП. 10

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит источник 1 постоянного напряжения, интегратор 2, генератор 3 тактовых импульсов, блок 15

4 сравнения кодов, входную шину 5, рыходную шину 6, шину 7 опорного кода входную шину 8 "Пуск", счетчики

9-11 импульсов, элементы И 12-14, коммутаторы 15-17, Т-триггер 18, RS- 20 триггер 19, элемент ИЛИ 2С, формирователь 21 импульсов, мультиплексор

:22, шину 23 управления, RS-триггер

:24, шину 25 "Результат измерения".

Устройство работает следующим об- 25 разом.

Предварительно импульсом, поступающим на шику 8 "Пуск", обнуляются счетчик 11 импульсов и через элемент

ИЛИ 20 обнуляются интегратор 2, Т- 30 триггер 18 и счетчики 9 и 10 импульсов. На шине 7 опорного кода устанавливается код Nj j-й точки характеристики преобразования контролируемого АЦП, тем самым устройство подготавливается к режиму Измерение"..

По заднему фронту импульса обнуления интегратор 2 начинает интегрировать положительное опорное напряжение источника 1, поступающее на вход интег- 40

paropa 2 через. коммутаторы 15 и 17.

При этом напряжение на выходе интегратора 2 нарастает по линейному закону с углом наклона 1 к оси времени t и соответствующим образом изменяется код N„ на выходе АЦП. При достижении выходным напряжением интегратора 2 верхнего уровня U< зоны перехода кодов Nj /Nj-1 на выходе АЦП обнуляется код Ц . В этот момент времени срабатывает блок 4 сравнения кодов, устанавливая RS-триггер 24 в единичное состояние и переключая с помощью коммутаторов 16 и 17 полярность опорного напряжения на входе интегратора 2, напряжение на выходе

55 которого начинает уменьшаться со скоростью, также определяемой углом

В момент равенства этого напряжения значению нижнего уровня U зоны перехода кодов N> /Ц-1 на выходе АЦП устанавливается mop NJ-1, блок 4 сравнения кодов возвращается в нулевое состояние по своему выходу. Тем самым на выходе блока 4 образуется импульс, длительность которого пропорциональна значению гистерезиса в j-й точке характеристики преобразования

АЦП.

Н„/tg*, Нулевое состояние блока 4 вновь переключает полярность опорного напряжения на .входе интегратора 2, и процесс в дальнейшем повторяется, при этом на выходе блока 4 образуются импульсы, длительность которых

t „ пропорциональна гистерезису Н в

j-й точке характеристики АЦП

= Н,/tg d..

С приходом 2"-ro импульса .с выхода блока 4 на счетный вход счетчика

9 импульсов последний переполняется, и сигнал переполнения с его выхода сбрасывает в нулевое состояние RSтриггер 24, на прямом выходе которого тем самым образуется импульс, длительность которого Т прямо пропорциональна среднему значению H p гистерезиса в j é точке характеристики

АЦП гЛ 2(2л 1 г.я((tg м 1 л

После формирования импульса длительности Т формируется импульс длительностью Т на выходе триггера 19.

Передний фронт этого импульса образуется по фронту импульса переполнения с выхода счетчика 9 импульсов, а задний — по переднему фронту имf пульса переполнения счетчика 10 импульсов, который в указанном интервале осуществляет счет импульсов, снимаемых с выхода генератора 3 тактовых импульсов, имеющих постоянные период и длительность. Следовательно, интервал времени Т> не зависит от гистерезиса АЦП, а является строго постоянным, зависящим лишь от емкости счетчика 10 импульсов, которую можно сделать как угодно большой.

На время указанного интервала Т> импульсом с прямого выхода триггера

19 с помощью коммутатора 15 интегратор 2 запоминает значение U co14275ь5 ответствующее последнему срабатыванию блока 4 сравнения кодов.

За время Т может произойти смещение j-го перехода АЦП за счет его .5 собственного дрейфа, поэтому по истечении интервала Т происходит переключение коммутатора 15, а блок 4 сравнения кодов устанавливается в состояние, которое так устанавливает контакты коммутаторов 16 и 17, что выходное напряжение интегратора

2 устремляется к соответствующему

Ф Ф значению U„, U зоны гистерезиса. Это время, наступающее после паузы (интервал Т ), и будет временем, пропорциональным нестабильности АЦП в соответствующей j-й точке характеристики преобразования. Далее процесс аналогичен процессу на интервале Т„.

По заднему фронту импульса длительностью Т снова происходит установка в единичное состояние RS-триггера 24, если на начало паузы Т> напряжение на выходе интегратора 2 ока- 75 зывается больше, чем к концу этой паузы за счет дрейфа АЦП. Если наоборот, то RS-триггер 24 устанавливается в единичное состояние с некот орой задержкой, определяемой уходом характе- go ристики преобразования АЦП в противоположную сторону.

Положительный импульс на прямом выходе RS-триггера 19 образуется в момент появления импульса переполне35 ния с выхода счетчика 9 импульсов.

Длительность Т этого импульса можно представить следующим образом

Т, = Т,+Т, +Т„, 40 где Tap — время, пропорциональное уходу контролируемого АЦП.

Указанные временные интервалы преобразуются в количество импульсов при помощи задающего генератора 3, элементов И 12 и 13 ° Таким образом, на выход элемента И 12 за время измерения проходит количество импульсов, пропорциональное Т., т.е. гистерезису Н>ср а на выход элемента И 13 при50 ходит количество импульсов, пропорциональное времени Т +Т, т.е. сумме гистерезиса и дрейфа.

В зависимости от управляющего кода шины 23 мультиплексор 22 пропуска- . ет на вход счетчика 11 количество им55 пульсов, пропорциональное либо интервалу времени Т, либо интервалу времени Т„+Т .

Далее устройство возвращается в исходное состояние в момент появления нз выходе счетчика 9 второго импульса переполнения. При этом RSтриггер 24 и Т-триггер 18 устанавливаются в нулевое состояние; по заднему фронту импульса на прямом выходе

Т-триггера 18 формирователь 21 образует импульс сброса для интегратора

2 и счетчиков 9 и 10.

По окончании этого импульса счетчик 10 в течение интервала Т, переполнения, устанавливая RS-триггер 19 в нулевое состояние.

Таким образом, для измерения гистерезиса и ухода j-го перехода АЦП на шине 23 мультиплексора 22 устанавливают сначала код, соответствующий получению информации о гистерезисе, а затем с повторным запуском меняют на шине 23 управляющий код для получения информации о гистерезисе и уходе.

Окончательную информацию о нестабильности j -ro перехода АЦП полу: ают путем простого вычитания первого значения, записанного в счетчике 11, из второго.

Формула изобретения

Устройство контроля аналого-цифровых преобразователей, содержащее интегратор, выход которого является выходнои шиной„ блок сравнения кодов, два счетчика чпульсов, два RS-триггера, первый - цемент И и генератор тактовых имп,льсов, выход которого соединен с первым входо первого элемента И, второй вход которого соединен с прямым выходом первого RSтриггера, R-вход которого соединен с выходом переполнения первого счетчика импульсов, счетный вход которого объединен с S-входом первого RS-rpvrrepa и подключен к выходу блока сравнения кодов, первые входы которого являются входной шиной, а вторые— шиной опорного кода, выходы второго счетчика импульсов являются выходной шиной "Результат измерения", о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения за счет воэможности оценки нестабильности аналого-цифровых преобразователей, введены источник постоянного напряжения, три коммутатора, мультиплексор, Т-триггер, второй и

1427565

Составитель В.Смирнов

Редактор Т.Лазаренко Техред М.Дидык Корректор М.Максимишинец

Заказ 4865/55 . Тираж 929 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 третий элементы И, элемент ИЛИ, формирователь импульсов и третий счетчик импульсов, выход переполнения которого соединен с R-входом второго

RS-триггера, вход установки в "0" объединен с входами установки в "0" первого счетчика импульсов, Т-триггера и интегратора и подключен к выходу элемента ИЛИ, первый вход 10 которого объединен с входом уста» новки в "0" второго счетчика импульсов и является входной шиной

"Пуск", а второй вход через формирователь импульсов объединен с первым входом второго элемента И и подключен к прямому выходу Т-триг,гера, инверсный выход которого подключен к третьему входу первого эле мента И, выход которого соединен с 20 первым информационным входом мультиплексора, выход которого соединен со счетным входом второго счетчика импульсов, управляющий вход мультиплексора является входной шиной уп- 25 равления, второй информационный вход подключен к выходу второго элемента

И, второй вход которого соединен с инверсным выходом второго RS-vp rrepa, а третий вход объединен с первым входом третьего элемента И и подключен к выходу генератора тактовых импульсов, причем счетный вход третьего счетчика импульсов соединен с выходом третьего элемента И, второй вход которого объединен с управляющим входом первого коммутатора и подключен к прямому выходу второго RSтриггера, S-вход которого объединен с Т-входом Т-триггера и подключен к выходу переполнения первого счетчика импульсов, счетный вход которого соединен с управляющими входами второго и третьего коммутаторов, первые и вторые входы которых попарно объединены и подключены к соответствующим выходам источника постоянного напряжения, при этом выход второго коммутатора соединен с первым входом первого коммутатора и является шиной нулевого потенциала, выход третьего коммутатора соединен с вторым входом первого коммутатора, выход которого подключен к входу интегратора.