Устройство регистрации с автоматической калибровкой

 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для автоматической калибровки в цифровых приборах, например регистраторах и осциллографах. Изобретение позволяет повысить точность калибровки путем уменьшения влияния шумов. Калибровочный сигнал подвергается многократному преобразованию на АЦП 3, полученные коды суммируются с помощью сумматора 12 с кодами, поступающими из регистра суммы, и затем делятся на число суммирования в делителе 14. Полученный усредненный код записывается в ЗУ 10 калибровки. За счет статического накопления результатов измерений повышается точность калибровки без учета влияния шумов, а также устраняется влияние шума АЦП на точность калибровки.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ . СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

09) (11) с59 4 С 01 0 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ код фие1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

° ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (61) 1384953 (21) 4338460/24-10 (22) 19.10.87 (46) 15.08.89. Бюл.У 30 (72) М.Н.Дворецкий, М.А.Ломаченков и В.Н.Плешков (53) 53.083.62(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 732668, кл. G 01 D 7/00, 1978.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1384953, кл. G О). D 7/00, 1987 ° (54) УСТРОЙСТВО РЕГИСТРАЦИИ С АВТОМА«

ТИЧЕСКОЙ КАЛИБРОВКОЙ (57) Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для автоматической калибровки в цифровых приборах, на2 . пример регистраторах и осциллографах.

Изобретение позволяет повысить точность калибровки путем уменьшения влияния шумов. Калибровочный сигнал подвергается многократному .преобразованию на АЦП 3, полученные коды суммируются с помощью сумматора 12 с кодами, поступающими из регистра, суммы, и затем делятся на число суммирования в делителе 14. Полученный усредненный код записывается в ЗУ 10 калибровки. 3а счет статистического накопления результатов измерений повышается точность калибровки без учета влияния шумов, а также устраняется влияние шума АЦП на точность калибровки. 2 ил.

3 150082

1!»обретение oòíàcèòcÿ к радиоизмерительной технике, может быть использ )BQHo для автоматической. калибровки в цифровых приборах, например регистраторах и осциллографах, и является усовЕршенствованием устройства по авт. св. М 1384953.

Цель изобретения — повышение точности калибровки путем уменьшения 10 влияния шумов, На фиг.l изображена блок-схема устройства регистрации с автоматической калибровкой; на фиг.2 — временные диаграммы его работы. 15

Устройство регистрации с автоматической калибровкой содержит входной коммутатор 1, усилитель 2, аналогоцифровой преобразователь (АЦП) Зэ запоминающее устройство (ЗУ) 4, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 5, коммутатор 6 частот, компаратор 7 кодов, мультиплексор 8, триггер 9 режима калибровки, запоминающее устройство (ЗУ) 10 калибровки, коммутатор

ll, сумматор 12, регистр 13 суммы, делитель 14 кода, счетчик 15 суммы.

llричем входной .коммутатор 1, усилитель 2, и АЦП 3 соединены последовательно, выходы АЦ11, 3 соединены с вхо; 30 дами ЗУ 4 и, через последовательно соединенные сумматор 12,.регистр 13 . суммы и делитель 14 кода — с входами компаратора 7 кодов и мультиплексора

8, второй вход которого соединен с 35 выходом ЗУ 4, а управляющий вход соединен с выходом триггера 9 режима . калибровки, входами ЗУ 10 калибровки, коммутатора 11 и входного коммутатора

1, третий вход которого соединен с . 40 выходом ЦАП 5, второй выход которого соединен с входами данных ЗУ 10 калибровки, второй вход ЦАП 5 соединен с входами триггера 9 режима калибровки, ЗУ 4 и коммутатора 6 частот, вы-< 45 ход которого соединен с тактовым входом ЗУ 4, другой вход триггера 9 режима калибровки соединен с выходом компаратора 7 кодов, выход мультиплексора 8 соединен с входом ЗУ 10 калибровки, другои вход которого со-, единен с выходом коммутатора 11, первый вход которого соединен с первым входом ЦАП 5, входом сброса регистра

cyMMè H выходом сче Гчика l 5 су11мы 55 вход которого сеединен с входной линией тактовой частоты ЦАП 5, тактовыми !1ход 11!1 А!И! 3 и регистра 13 суммы, à вых >д делителя 14 код» соединен с входами компаратора 7 кодов и мультиплексора 8, Устройство работает следующим образом.

В режиме "Калибровка" на вход усилителя 2 через входной коммутатор

1 подключается выход ЦА11 5 и калибровочное напряжение подается на вход усилителя 2 и далее на АЦП 3. В реальных системах на калибровочный сигнал накладывается шум (см. фиг.2а).

Однократное измерение калибровочного напряжения, например, в точке t

1 имеет большую погрешность из-за шума.

Устранить этот недостаток можно при многократном измерении калибровочного сигнала с последующим усреднением ре зультата измерений. При этом по теории цифровой фильтрации мощность шума уменьшается по отношению к мощности полезного сигнала в 1!Ы раз, где N— число измерений.

В предлагаемом устройстве усреднение калибровочных коэффициентов реализуется следующим образом.

Код на входе ЦАП 5 изменяется с частотой f <» /Ы, где N — коэффициент пересчета счетчика 15 суммы, а на стробирующий вход АЦП 3 поступает частота fu,1» . В результате эа время от 0 до 1 (фиг.26) на выходе АЦП 3 формируются N кодов для одного и того же значения калибровочного напряжения, Эти коды поступают на первый вход сумматора 12. На второй вход сумматора 12,поступает код суммы иэ регистра 13 суммы. Эти два кода складываются в сумматоре 12 и записываются с частотой f!!,a1! в регистр 13 суммь|. Последний каждым импульсом fg>„/N сбрасывается в ноль. Таким образом, в регистре 13 суммы через каждые N импульсов частоты Й,1,„11 формируется сумма U мгно1 венных значений преобразованного ка;. либровочного напряжения одного уровня. Поделив полученную сумму на N в делителе 14 кода, получим усредненный код для данного калибровочного напряжения, который далее записывается в ЗУ 10 калибровки, Процесс заполнения ЗУ 10 калибровки продолжается

1 до тех пор, пока на выходе делителя кода не появится код, соответствующий верхней границе его диапазона, При появлении этого кода срабатывает компгратор 7 кодов, сбрасывающий триггер 9 режима калибровки, что переl 5()((821 формула изобретения

Устройство регистрации с автоматической калибровкой по авт. св. zz

Фиг. 2

Составитель С.11одорскнй

Техред М.Ходанич Корректор Т,Колб

Редактор И.Рыбченко

Заказ 4849/33 Тираж 660 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1 13(13 5, Москва, Ж-35, Раушская наб., д . /5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,!01 водит устройство из режим» калибровки в исходное состояние.

Устройство переходит в режим считывания по команде Считывание", которая разрешает прохоя.дение тактовой частоты считывания 1. ц через коммутатор 6 частот на ЗУ 4, с выхода которого коды ординат исследуемого сигнала через мультиплексор 8 с частотой

f „ поступают на адресные входы

ЗУ 10 калибровки, на тактовый вход которого через коммутатор ll поступает частота l:c4 . Таким образом, на выходе ЗУ 10 калибровки получаем 15 коды, являющиеся калиброванными значениями записанного сигнала, После окончания процесса считывания устройство готово для записи следующего исследуемого сигнала. 20

М 1384953,отличающееся тем, что, с целью повышения точности калибровки в условиях шумов, входы компаратора кодов и мультиплексора соединены с выходом аналого-цифрового преобразователя и первым входом з -по-. минающего устройства через последовательно соединенные сумматор, регистр суммы и делитель кода, линия тактовой частоты соединена с входом цифроаналогoRoI преобразователя и вторым входом коммутатора через счетчик суммы, причем второй вход сумматора со-у единен с вьмодом регистра суммы и входом делителя кода, второй вход регистра суммы соединен с вторым входом коммутатора, входом цифроаналогового преобразователя и выходом счетчика суммы, третий вход регистра суммы соединен с тактовым входом аналого-цифрового преобразователя, входом счетчика суммы и линией тактовой частоты.