Устройство для контроля цифроаналоговых преобразователей

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ к двтоискомю свидетельств

Союз Советских

Социалистических

Республик (и 919075 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22)»<»«o 09.06.80 (21) 2937384/18-21 (51}M. Кд. с присоединением заявки РЙ

Н 03 К 13/02

Гасударственный камнтвт (23) Приоритет—

Il0 делам нзобретеннй н аткрытнй

Опубликовано 07.04.82. Б1оллетень № 13

Дата опубликования описания 07, 04,82 (53} УДК 681. 325

{088. 8) (72) Автор изобретения

F». А. Беланков (71) Заявитель

{54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЦИФРОАНАЛОГОВЫХ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

Изобретение относится к аналогоцифровой технике и может быть исполь:зовано для контроля линейности цифроаналоговых преобразователей {ЦАП) как при производстве, так и в процессе эксплуатации.

Известно устройство для измерения погрешности цифроаналогового преобразователя, содержащее генератор импульсов, первый двоичный счетчик, из1О меряемый ЦАП, второй двоичный счетчик, эталонный ЦАП, блок сравнения кодов, элемент вычитания и усиления аналоговое запоминающее устройство и индикатор . 1) !

Недостатком устройства является ограниченная точность и сложность функциональной схемы применения эталонного ЦАП.

Известно также устройство для контроля цифроаналоговых преобразователей, содержащее генератор счетных импульсов, двоичный счетчик, ЦАП, входы которого соединены с вы-: ходами счетчика, генератор пилообразного напряжения, индикатор и блок сравнения, первый вход которого соединен с выходом ЦАП, второй вход блока сравнения подключен к выходу генератора пилообразного напряжения (2) .

Однако устройство имеет ограниченную точность контроля линейности

ЦАП, обусловленную неточностью совмещения характеристик ЦАП и генератора пилообразного напряжения, как при начальной установке, так и вследствие их временного и температурного дрейфа.

Цель изоборетения — повышение точности контроля линейности ЦАП.

Поставленная цель достигается тем,что в устройстве для контроля

ЦАП,содержащем генератор счетных импульсов, двоичный счетчик, ЦАП, входы которого соединены с выходами счетчика, генератор пилообразного напряжения, индикатор и блок срав3 9190 7 кения, первый вход которого соединен с выходом ЦАП, второй вход блока сравнения подключен к выходу генератора пилообразного напряжения, выход генератора пилообразного напряжения соединен с первым входом индикатора, второй вход которого подключен к выходу старшего разряда двоичного счетчика, выход генератора счетных импульсов соединен с третьим входом блока сравнения,.выход которого подключен к выходу двоичного счетчика.

Кроме. того, блок сравнения содержит два компаратора, источник постоянного напряжения и элемент

И, причем первый вход блока сравнения соединен с неинвертирующим входом первого компаратора и положительным полюсом источника постоянного напрязо жения, отрицательный полюс которого подключен к инвертирующему входу второго компаратора, инвертирующий вход первого и неинвертирующий вход второго компаратора соединены с вто25 рым входом блока сравнения, выходы компараторов подключены к первым входам элемента И, третий вход которого соединен с третьим входом блока сравнения, выход которого подключен зо к выходу элемента И.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для контроля ЦАП; на фиг. -2 — временные диаграммы работы устройства.

Устройство для контроля ЦАП содержит ЦАП 1, двоичный счетчик 2, блок 3 сравнения, генератор 4 счетных импульсов, генератор 5 пилообраз40 ного напряжения, индикатор б. Блок

3 сравнения состоит из источника

7 постоянного напряжения, первого компаратора 8, второго компаратора

9 и элемента И 10. Выходной сигнал генератора 4 счетных импульсов представляет собой последовательность импульсов с большой скважностью. В качестве индикатора 6 может быть использованлибо частотомер,работающий в режиме измерения отношения частот двух сигналов, либо другое аналогичное устройство,,способное контролировать отношение частот двух сигналов.

Устройство работает следующим образом.

ЦАП 1 преобразует выходной цифровой сигнал двоичного счетчика 2 в аналоговый сигнал, поступающий на первый вход блока 3 сравнения, на второй вход которого поступает сигнал 11 (фиг. 2) с выхода генератора 5 пилообразного напряжения, причем все возможные значения уровней напряжения выходного сигнала 12

ЦАП 1 (t-. учетом их допустимых изменений) находятся в пределах от минимального до максимального значений уровней напряжения сигнала 11.

В то время, когда напряжение сигнала 1! находится в пределах от (0 - E) до 0,, где 0 - напряжение сигнала 12, соответствующее текущему состоянию двоичного счетчика 2, Е - напряжение между выходами источника 7 постоянного напряжения, блок

3 сравнения при поступлении на его управляющий вход импульсного сигнала от генератора 4 счетных импульсов формирует на своем выходе сигнал совпадения. Сигнал с выхода блока 3 сравнения поступает на вход двоичного счетчика 2 и добавляет единицу к его состоянию, ЦАП 1 преобразует новый выходной сигнал двоичного счетчика 2 в аналоговый сигнал с нап; ряжением 0 „ причем 0 . > 0 когда напряжение сигнала 11, изменяющегося со скоростью — - ((где Т- периAU ль т од следования импульсов на выхо.де генератора 4 счетных импульсов), будет находиться в пределах от (0I, „- — E) до 0 +„, на выходе блока

3 сравнения появится следующий сигнал совпадения. При переключении двоичного счетчика 2 ЦАП 1 формирует на своем выходе пилообразный ступенчатый сигнал 12 с периодом, равным периоду сигнала 11. Равенство периода 13 переключения триггера старшего разряда двоичного счетчика

2 и периода сигнала 11 регистрируется индикатором б. Если хотя 6ы один из уровней выходного сигнала

ЦАП 1 будет сформирован - ошибкой, превышающей величину (+Е), где

Ь Р вЂ” величина наименьшего шага преобразования, то на характеристике преобразования ЦАП 1 встретится нарушение монотонности вида 0 + 1 Ы Uz или 0«,„1 01 в(причем 0(к,<1«- V

10,„- 0, >Е) и после формирования

ЦАП 1, Например, сигнала 14 двоичный счетчик 2 не будет переключаться в течение периода, сигнала 11.

Период 15 переключения триггера старшего разряда двоичного счетчика

5 9190 будет в этом случае больше периода сигнала 11. Отличие отношения периода 15 и периода сигнала 11 от единицы регистрируется индикатором 6, формирующим в этом случае сигнал о появ- 5 лении нарушений в работе ЦАП 1;

Таким образом, в процессе работы устройства контролируется монотонность характеристики преобразования

ЦАП 1, чем и достигается независимость результатов контроля от неточности совмещения характеристик ЦАП 1 и генератора пилообразного напряжения 5.

Формула изобретения

1. Устройство для контроля цифро аналоговых преобразователей, содержащее генератор счетных импульсов, двоичный счетчик, цифроаналоговый преобразователь, входы которого сое динены с выходами счетчика, генератор пилообразного напряжения, инди- катор и блок сравнения, первый вход которого соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, второй вход блока сравнения подключен к выходу генератора пилообразного нап-. ряжения, о т-л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точнос1 ти контроля цифроаналогового преобразователя, выход генератора пилообразного напряжения соединен с З5

75 6 первым входом индикатора, второй . вход которого подключен к выходу старшего разряда двоичного счетчика, выход генератора счетных импульсов соединен с третьим входом блока сравнения, выход которого подключен к входу двоичного счетчика.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок сравнения выполнен на двух компараторах, источнике постоянного напряжения и элементе И, причем первый вход блока сравнения соединен с неинвертирующим входом первого компаратора и положительным полюсом источника постоянного напряжения, от" рицательный полюс которого подключен к инвертирующему входу второго компаратора, инвертирующий вход первого и неинвертирующий вход второго компараторов соединены с вторым входом блока сравнения, выходы компараторов подключены к первым двум входам элемента И, третий вход которого соединен с третьим входом блока сравнения, выход которого подключен к выходу элемента И.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N б00719, кл. Н 03 К 13/02, 01.07,7ч.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2801093/18-21 кл. Н 03 K 13/03, 23.07.79 (прототип).

) ф

II

pr., /,4

//! ) (. 1

Г! (г Г=, "" ,,

; 7

t г ) !

I. .

Э г.

1 .,=: ((-;; I 1, );. и;

Г : -,-:= . i 0,: !, Л-.Ы- ИК,. ц ., г,. Г(рс: CTil=l !

1 ! -"1 ,::,; (,б:,0 1OB i il HDE! ", | :((, (! C,. kf,г,; р; .д f=t;, ) -, ) .-, *,:- р, (l - !!

I (i l" (б

Е(1

f (. -1