Устройство для измерения погрешности аналого-цифрового преобразователя

 

(«)884125

Союз Советских

Социалистических республик

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свкд-ву(22) Заявлено 17.03.80 (21) 2893896/18-21 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 23.11.81. Бюллетень М 43

Дата опубликования описания 23.11.81 (S1) NL. Кл.

Н 03 К 13/02

Ввуаарстаенный какнтат

СССР ае делан нзабратеннй и атнрытнй (S3) УДК 681.325 (088.8) (72) Авторы изобретения

С. М. Ершов и В. Н. Лысов

Ленинградский ордена Красного Знамени механйчвякий 1 институт (Zl ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОГРЕШНОСТИ АНАЛОГО

БИФРОВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

Изобретение относится к вычислительной технике, предназначено для автоматического измерения погрешности аналогоцифрового преобразователя напряжение (ток)-код, обеспечивает получение инфор» мацки о погрешностях передаточной харакS тернстики аналого-цифрового преобразова теля и представления результатов измерения в цифровой форме и может быть использовано при разработке аналого-цифро10 вых преобразователей в научно-исследовательских институтах и для выходного контроля в промышленности.

Известно устройство для контроля ана-. лого-цифрового преобразователя, содержа3% шее компаратор, цифроаналоговый преоб разователь, счетчик, регистр, генератор импульсов, переключатели пороговых зна» чений, триггеры и обеспечивающее непре рывную выдачу информации о результа» тах контроля (1).

Однако известное устройство обеспечи вает контроль AlUI определенного типа, а именно поразрядного уравновешивания, что ограничивает область его применениеь, Бель изобретения — повышение точнос ти измерения погрешности аналого-цифро вого преобразователя.

Указанная цель достигается тем, что в устройство, . содержащее измеряемый аналого-цифровой преобразователь, еталав» ный цифроаналоговый преобразователь, выход которого соединен со входом измеряемого аналого-цифрового преобразо» вателя, а входы с выходами (т1 .ти)разрядного счетчика,. генератор импульсов, выход которого подключен к(И тн)разрядному счетчику и блоку управления, блок управления, блок регистрации, регистр, введены арифметические блоки, блок логической обработки, причем входы первого арифметического блока соединены с выходами счетчика и измеряемого ана лого-цифрового преобразователя, выходы и входы управления измеряемого аналогоцифрового преобразователя, регистра, арифметических блоков (h+ тн )-разрядно884125

ro счетчика, блока логической обработки и блока регистрации соединены с соответствующими входами и выходами блока управления, выходы первого арифметического блока подключены к первым входам 5 второго арифметического блока и к входам регистра, выходы которого соединены с вторыми входами второго арифметического блока и с первыми входами блока регистрации, к другим входам которого подключены через блок логической обработки выходы второго арифметического блока, На чертеже приведена схема устройства. 15

Устройство содержит измеряемый аналого-цифровой преобразователь (AUII ) 1, (й+ Yn)-разрядный эталонный цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 2, выход которого соединен с axfboM И-разрядного измеряемого АЦП 1, а входы подключены к выходам (И m)-разрядного счетчика 3,. генератор 4 импульсов, вход 5 управления которого соединен с блоком

6 управления, а выход - с входом (И+ )- 1 разрядного счетчика 3 первый арифмети ческий блок 7, одни входы 8 которого соединены с выходами измеряемого AUII

1, другие входы. 9 подключены к выходам (И+И1)-разрядного счетчика 3, а вы30 ходы соединены с первыми входами 10 второго арифметического блока 11 и входами 12 регистра 13, .выходы которого соединены с вторыми входами 14 второго арифметического блока 11 и одними входами 15 бпока 16 регистрации, другие входы 17 которого подключены через блок 18 логической обработки к выходам второго арифметического блока 11, входы блока 6 управления соединены с выходами измеряемого АБП 1, а шины сбро40 са и управления (М+ и)-разрядного счетчика 3, регистра 13, блока логической обработки 18, блока регистрации 16, и арифметических блоков 7 и 11 соединены с соответствуюшими выходами блока 6 управлении, Устройство работает следующим образом.

После проведения сброса на выходах (ИФ1Ъ)-разрядного счетчика 3, регистра so

13 и блока 18 логической обработки действуют уровни напряжения, соответствующие логическому нулю, и напряжение на выходе зталонного ПАП 2 равно ну. лю. Значение выходного кода измеряемо- у го АБП 1 при нулевом входном напряжении зависит от величины смещения куля передаточной характеристики АЦП 1, Если передаточная характеристика сдвинута влево или вправо меньше, чем на зквива» лент младшего разряда измеряемого АЦП, выходной код равен нулю. При сдвиге передаточной характеристики на эквивалент младшего разряда и более на выходе

AUD 1 существует соответствующий смещению код и в случае биполярного АБП разряд знака принимает значение логического нуля при сдвиге вправо и логической единицы — при сдвиге влево.

При поступлении с блока 6 управления импульса ".Пуск" начинают поступать импульсы с выхода генератора 4 импульсов на вход (И уп)-разрядного счетчика

3, который формирует последовательно во времени 2 + кодовых комбинаций, и на выходе эталонного UAH 2. вырабатывается ступенчатое напряжение с величи- ной каждой ступени в 2 раз меньше,. чем эквивалент младшего разряда измеряемого АЦП 1. Входное напряжение иэ меряемого АЦП 1 приближается ступенями; составляющими часть эквивалента младшего разряда АЦП 1, к значению, при котором происходит изменение кода на выходе АБП 1.

При изменении кода на выходе AUII 1 блок 6 управления вырабатывает импульсы управления для арифметических блоков

7 и 11, регистра 13, блока 18 логичес« кой обработки и блока 16 регистрации.

Первый арифметический блок 7 проводит вычитание кода АБП 1 и кода (пй+ги)разрядного счетчика 3, Результат вычитания после первого изменения кода АБП

1 записывается в регистр 13, Так как код, занесенный в регистр 13, представляет собой результат измерения смещения нуля передаточной характеристики, он хранится в регистре 13 до окончания процедуры измерения:погрешности А?А 1.

Измеренное значение смещения нуля фиксируется в блоке 16 регистрации. После записи в регистр 13 кода, соответствующего смешению нуля передаточной, характеристики, прекращается передача в регистр кодов с выхода первого арифметического блока 7.

При дальнейшем изменении напряжения на выходе эталонного ЦАП 2 достигается значение напряжения, при котором происходит изменение кода на выходе измеряемого АЦП 1. При наличии изменения кода блок 6 управления разрешает проведение операции вычитания кода AUll

1 и кода (И+тп)-разрядного счетчика 3 в первом арифметическом блоке 7 н по884125 следующее вычитание полученной разности и кода, записанного в регистре 13, во втором арифметическом блоке 11. При этом, код, полученный на выходе второго арифметического блока 11, соответствует S отклонению передаточной характеристики

АЦП 1 от линейной, Таким образом, код на выходе второго арифметического блока 11 представляет собой в цифровой форме результат измерения отклонения уровня напряжения, при котором произошло изменение кода реального AU(i с передаточной характе- . ристикой, проходящей через начало координат, от идеального уровня напряжения 13 и определяет точность измеряемого АЦП, Точность измерения погрешности АЦП зависит от превышения разрядности счет чика 3 и эталонного ЦАП 2 над разрядностью измеряемого АЦП 1, т.е. от вели- 20 чины щ, При ю 1 точность измерения погрешности составляет х 0,5 младшего разряда измеряемого АЦП, при Yn=2 составляет + 0,25 и т. д.

В зависимости от структуры блока -18 zs логической, обработки выходной код второго арифметического блока 11 выводится либо без изменения в бпок 16 регистрации, например на цифропечатаюшее устройство, для последующей обработки зо оператором, либо обрабатывается с последующими значениями кода дня. определе— ния максимального отклонения передаточной характеристики измеряемого АЦП от линейной, т.е. для определения абсопкл ной точности.

Изобретение обеспечивает измерение смешения нуля, отклонение от линейной передаточной характеристики АЦП и представление результатов измерения в циф щ ровой форме, что позволяет применить устройство для дополнительной обработки результатов измерения ЭВМ.

Кроме того, измерение погрешности при каждой смене выходного кода измеря емого .АЦП обеспечивает при последующей обработке определение нарушений монотонности передаточной характеристики, прэ пусков кода, гистерезиса и других пара» метров, характеризующих точность АЦП при этом обеспечивается выходноя контроль изготовленных аналого-цифровых преобразователей на промышленных предприятиях при сравнении в блоке логической обработки выходных кодов второго арифметического блока с заданным допуском, высокая эксплуатационная стабильность . обусловленная преимущественным использованием цифровых узпов и блоков.

Формула иэоб ретени я

Устройство для измерения погрешности аналого-цифрового преобразователя, содержащее измеряемый аналого-цифровой преобразователь, эталонный цифро-аналоговый преобразова гель, выход которого соединен с входом измеряемого аналогоцифрового преобразователя, а входы - с выходами (И+о )-разрядного счетчика, генератор импульсов, выход которого подкпючен к (+УИ);разрядному счетчику и блоку управления, блок управления, блок регистрации, регистр, о т ц и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения погрешности, введены арифметические блоки, блок логической обработки, причем входы первого арифметического блока сое« динены с выходамн счетчика и измеряемого аналого-цифрового преобразователя, выходы и входы управления измеряемого ана лого-цифрового преобразоватепя регистра, арифметических блоков, (in+A) «раэрядного счетчика, блока логической обработки и блока регистрации соединены с соответствующими входами и выходами блока управления, выходы первого арифметического блока подключены к первым входам второго арифметического блока и к входам регистра, выходы которого соединены с вторыми входами второго арифметического блока и первыми входами блока регистрации, к другим входам которого подключены через,бпок логической обработки вы1ходы второго арифметического блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СС(Р

l4 606202,, кп, Н 03 К 13/02, 31.01.76.

884i28

Составитель Л. Беляева

Редактор Н.,Ожуган Техред М.Рейвес

Корректор,й. Швыдкая

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

Заказ 10255/85 Тираж 991 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 5, Раушская наб., д. 4/5