Устройство для контроля погрешностицифроаналоговых преобразователей

 

ОП ИСАКИИ

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДОВЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социаиистическин

Респубики (>824430 (Я ) цояолнительное к авт. сеид-.ву (5 l ) M. Кл. (22)Заявлено 230779 (21) 2801093/18-21

Н 03 К 13/02 с орисоединеиием заявки М

Всудлрстааиим11 ItoNgtof

СССР аю делам изобретений и етирмтнВ

{23) Приоритет

Опубликовано 23. 0481, Бюллетень Рй 15 (5 } АК 681.325 (088.8) Дата опубликования описания 25.04.81. 1,541УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПОГРЕШНОСТИ ЦИФРОАНАЛОГОВЬИ

ПРЕОБ РАЗ ОВАТЕЛЕЙ

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для контроля цифроаналоговых преобразователей (ЦАП) при Их промьннлениом производстве, а также мо5 жет быть применено в контрольнопроверочной аппаратуре .вычислительно-управлякаких комплексов.

Известно устройство:контроля работоспособности ЦАП, которое со1О держит группы нереключателей; под- ., ключаемых .к узловым точкам декодирующей резистивиой сетки R-2R .контролируемого ЦАП, блок управления, источники эталонных напряжений, компараторы (!1, Недостатком данного устройства является необходимость подключения групп переключателей к узловым точкам декодирующей резистивной сетки

R-2R, однако современные интегральные схемы ЦАП не имеют выводов узлов декодирующей сетки R-2R, Известно устройство для контроля погрешности цифроаналоговых преобразователей, содержащее генератор импульсов, источник опорного напряжения, вычитающий усилитель, дифференциальный дискриминатор, источник напряжения смещения, контролируемый цифроаналоговый преобразователь и счетчик, выход которого соединен с выходом .генератора импульсов, первые выходы счетчика подключены к цифровым входам контролируемого цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с первым входом вычитающего усилителя, выход которого подключен к дифференциальному дискриминатору (2Q, Недостатком известного устройства является наличие в устройстве образцового ЦАП, точность которого должна быть в 3-4 раза выше точности контролируемого ЦАП. Образцовые ЦАП высокой точности достаточно сложны по оборудованию, содержат высокоточ3 824 ные элементы резистивные сетки R-2R, точные переключатели на электромагнитных коммутаторах). Быстродействие образцовых ЦАП ограничено быстродействием коммутирующих элементов, паразитными емкостными и индуктивными: параметрами резистивных сеток 8-2R, что снижает точность контроля погррешности в динамическом режиме.

Цель изобретения - упрощение устройства и повышение точности контроля в динамическом-режиме.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля погрешности цифроаналоговых преобразова- . телей, содержащее генератор импульсов, источник опорного напряжения, вычитаюший усилитель, дифференциальнь1й дискриминатор, источник напряжения смещения, контролируемый цфироаналоговый преобразователь и счетчик, вход которого соединен с выходом генератора импульсов, первые выходы счетчика подключены к цифровым входам контролируемого цифроаналогового

"преобразователя, выход которого соединен .с первым входом вычитающего усилителя, выход которого подключен к дифференциальному дискриминатору, введены интегратор, аналоговый запоминающий элемент и триггер, вход которого соединен со вторым выходом счетчика,. выход триггера подключен .к первым входам аналогового запоминающего элемента и интегратора, второй вход которого соединен с выходом источник- опорного напряжения, а третий вход подключен к выходу источника напряжения смещения, выход интегратора соединен со вторым входом вычитающего усилителя и через аналоговый запоминающий элемент с аналоговым вхо дом контролируемого цифроаналогового преобразователя.

На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на. фиг. 2 - временная диаграмма его работы.

Устройство для контроля погрешности цифроаналоговых преобразователей содержит генератор 1 импульсов, счетчик 2, источники 3 и 4 опорного напряжения и напряжения смещения соответственно, вычитающий усилитель 5, дифференциальный дискриминатор 6, контролируемый ЦАП 7, триггер 8 интегратор 9 и аналоговый запоминающий элемент 10.

430 4

Предлагаемое устройство работает следующим образом.Генератор 1 имйульсов запускает

; счетчик 2, выходы разрядов которого соединены с разрядными входами контролируемого ЦАП 7. Одновременно со счетчиком 2 запускается интегратор 9, который начинает интегрировать опор.ное напряжение источника 3(фиг.2).

1О В момеит t-.2" Тщ .(Ц где Т - период следования импульСЧ сов генератора 1;

A — число разрядов контролируемого ЦАП 7 интегратор 9 сигналом триггера 8 переводится в режим памяти. Вход аналогового запоминающего элемента 10 подключен к выходу интегратора 9, Таким образом. на выходе аналогового запоминающего элемента 10 возникает напряжение 0, которое и является опорным найряжением контролируемого ЦАП 7. При этом ступенча" тое напряжение контролируемого ЦАП 7, формируемого при подаче на вход счетчика 2 импульсов. генератора l,и пилообразное напряжение интегратора

9 оказываются совмещенными по масштабу (фиг. 2), т. е. пилообразное напряжение интегратора 9 "привяза- . но" к ступенчатому напряжению ЦАП 7.

Вследствие того, что линейность выходного напряжения интегратора мо.жет быть достаточно высокой, разность выходных напряжений ЦАП 7 и интегра.тора 9 может характеризовать погреш35 ность контролируемого ЦАП.7. Коэффициент усиления современных операционных усилителей 10 — 10 позволяет обеспечить линейность. выходного ао напряжения интегратора до 0,0050,00.1%. Напряжения с контролируемого

ЦАП 7 и интегратора 9 подаются на входы вычитающего усилителя 5, с помощью которого производится оценка разности напряжений контролируемого

ЦАП 7 и интегратора 9. Путем регулировки смещения характеристики интегратора 9 с помощью источника 4 напряжения смещения добиваются минимальной разности контролируемого ЦАП

7 и интегратора 9.

Общая величина погрешности, опре деляемая дифференциальным дискриминатором 6, содержит погрешностью U

ЦАП 7 и величину напряжения кванто- . в ания (фиг. 3) Поэтому. погрешность контролируемого

ЦАП 7 определяется в соответствии с. ь„<„д (

0 „контролируемого ЦАП 7 и напря-жейия интегратора U ;d U, < U 0 отрицательная составляющая йогрешности

ЦАП 7 (фиг.3).

Применение изобретения позволяет упростить устройство для контроля погрешности ЦАП, так как вместо высокоточного образцового ЦАП используется интегратор и аналоговый запоминающий элемент, которые могут быть реализованы на 1-2 интегральных схе-. мах.

Высокая линейность выходного напряжения интегратора, используемого в качестве выходного напряжения образцового ЦАП, и отсутствие режимов переключения при смене кодов поз- воляет производить оценку динамических характеристик контролируемого

ЦАП .без учета влияния на них характеристики образцового ЦАП. !

Формуда изобретения

Устройство для контроля погрешности цифроаналоговых преобразователей, содержащее генератор импульсов, источник опорного напряжения, вычитаю-, щий усилитель, дифференциальный дискримйнатор, источник напряжения смещения, контролируемый цифроаналоговый

24430 преобразователь и счетчик, вход кото- рого соединен с выходом генератора импульсов, первые выходы счетчика подключены к цифровым входам контроS лируемого цифроанацогового преобразователя, выход которого соединен с первым входом вычитающего усилителя, выход которого подключен к дифферен-. циальному дискриминатору, î T л и10 ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля в динамическом режиме и упрощения устройства, в него введены интегратор, аналоговый запоминающий элемент и триггер, 15 вход которого соединен со вторым выходом счетчика, выход .триггера подключен к первым входам аналогового запоминающего элемента и интегратора, второй вход которого соединен с вы20 ходом источника опорного напряжения, :а третий вхвд подключен к выходу источника напряжения смещения,выход интегратора соединен со вторым входом вычитающего усилителя и через знало25 говый запоминающий элемент с аналоговым входом контролируемого цифроаналогового преобразователя, Источники информации, принятые во внимание при экспертйзе

ЗО 1. Авторское, свидетельство СССР

У 4692I2, Кл. Н 03 К 3/17, 3004,75.

2. Нормирование и определение метрологических характеристик измерительных преобразователей кода в

З5 постоянное напряжение и ток. Госкомитет СССР по стандартам. Всесоюзный научно-исследовательский институт метрологии измерительных и управляющих систем. Львов, 1978, с.lO, щ рис. 2. 2 (прототип).

824430

Составитель А. Симагии

/;

Редактор В. Данко Техред С.Мигунова Корректор Н. 6Ьцдкая

Заказ 2148/82 Тираж 988 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г.. ужгород, ул. Проектная,4