Устройство для измерения нелинейности цифроаналоговых преобразователей

 

9802

ОП ИСАНИ

ИЗОБРЕТЕН И

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ

Союз Советских

Социвлистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 26.12.80 (21) 3223534/18-21 с присоединением заявки №вЂ”

К 13/02

Гееудврственнмй квмнтет (23) Приоритет—

Опубликовано 07.08.82. Бюллетень №2

Дата опубликования описания 17.08.82

681.325

8) M 46ll3M нзвбретеннй н вткрмтнй (72) Автор изобретения

В. И. Бородатый (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НЕ,ЛИНЕЙНОСТИ

ЦИФРОАНА,ЛОГОВЬ1Х ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

Устройство относится к измерительной технике и может быть использовано при поверке цифроаналоговых преобразователей (ЦАП).

Известны устройства для измерения нелинейности ЦАП, содержащие генератор импульсов, двоичный счетчик, образцовый

ЦАП или генератор пилообразного сигнала (ГПС), вычитающий усилитель и осциллограф f I ) .

Недостатком известных устройств является невозможность минимизации значений погрешности линейности Ьп поверяемого

IlAH.

Известно также устройство для измерения нелинейности цифроаналоговых преобразователей, содержащее счетчик импульсов, генератор пилообразного напряжения, поверяемый цифроаналоговый преобразователь, аналого-цифровой преобразователь, блок управления и дифференциальный усилитель, первый вход которого соединен с выходом, проверяемого цифроаналогового преобразователя, второй вход дифференциального усилителя подключен к выходу генератора пилообразного напряжения, выход дифференциального усилителя соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, выход счетчика импульсов подключен к входу проверяемого цифроаналогового преобразователя, вход генератора пилообразного напряжения соединен с первым выходом блока управления (2).

К недостаткам данного устройства можно отнести ограниченную точность, обусловленную дополнительной погрешностью, вносимой в результаты измерения аналоговыми блоками самого устройства измерения нелинейности ЦАП.

Цель изобретения — повышение точности измерения нелинейности ЦАП.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения нелинейности цифроаналоговых преобразователей, содержащее счетчик импульсов, генератор пилообразного напряжения, проверяемый цифроаналоговый преобразователь, аналогоцифровой преобразователь, блок управления и дифференциальный усилитель, первый вход которого соединен с выходом проверяемого цифроаналогового преобразователя, второй вход дифференциального усилителя подключен к выходу генератора пилообразного напряжения, выход дифференциального усили949802

Формула изобретения теля соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, выход счетчика импульсов подключен к входу проверяемого цифроаналогового преобразователя, вход генератора пилообразного напряжения соединен с первым выходом блока управления, введены генератор подстраиваемой частоты, блок задержки и арифметический блок, вход которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, выход арифметического блока подключен к входу блока управления, второй выход которого соединен с входом генератора подстраиваемой частоты, выход которого соединен с входом счетчика импульсов и блока задержки, выход которого подключен ко второму входу аналогоцифрового преобразователя.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 — график зависимости значений погрешности линейности от частоты тактирования.

Устройство содержит счетчик t импульсов, блок 2 задержки, дифференциальный усилитель 3, АЦП 4, генератор 5 подстраиваемой частоты (ГПЧ), ГПС 6, арифметический блок 7 и блок 8 управления. На схеме представлен также проверяемый ЦАП 9.

Устройство работает следующим образом.

Сигналы генератора 5 с начальной частотой заполняют счетчик 1, выходной код которого подается на поверяемый ЦАП. Выходной сигнал y„(t) ЦАП, пропорциональный y„(N), где N — выходной код, поступает на дифференциальный усилитель 3. На второй вход усилителя поступает сигнал

Y„(t) от ГПС. После каждого изменения кода на входе ЦАП 9 и спустя время установления 1 сигнала V, (t) до уровня статической погрешности АЦП 4 измеряет разность значений (y„(t) — y„(t)). Работа АЦП синхронизируется импульсами с выхода

ГПЧ 5, поступающими через блок 2 задержки. Результаты измерений поступают в арифметический блок 7, где фиксируются только экстремальные (наибольшее и наименьшее) значения за полный диапазон изменения входных кодов ЦАПх. Разность значений ((y„(t) — у„(1) (щд (1 (t) — V„(t) 1ющ) определяет наибольшее по диапазону ЦА!1 значение погрешности Д . Значение h зависит от взаимного расположения у (N) и уп(Х), а минимизация Дл достигается путем изменения наклона характеристики ЦАП (фиг. 2). В схеме на фиг. 1 такая минимизация осуществляется изменением наклона

З0

50 характеристики у, (N) ЦАП путем изменения частоты тактирования f (фиг. 2). Изменение частоты f осуществляется таким образом, чтобы оно вызывало уменьшение максимального по диапазону значения погрешности Ьл. Изменение Ял, вызванное изменением f, происходит монотонно и контролируется арифметическим блоком. Если очередное приращение частоты вызывает увеличение Ь4, то процесс измерения прекращается, а предпоследнее значение Ьл фиксируется как минимизированная погрешность линейности Ьл.

Устройство для измерения нелинейности цифроаналоговых преобразователей, содержащее счетчик импульсов, генератор пилообразного напряя.ения, проверяемый цифроаналоговый преобразователь, аналого-цифровой преобразователь, блок управления и дифференциальный усилитель, первый вход которого соединен с выходом проверяемого цифроаналогового преобразователя, второй вход дифференциального усилителя подключен к выходу генератора пилообразного напряжения, выход дифференциального усилителя соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, выход счетчика импульсов подключен к входу проверяемого цифроаналогового преобразователя, вход генератора пилообразного напряжения соединен с первым выходом блока управления, отличаюи1ееся тем, что, с целью повышения точности измерения нелинейности, в него введены генератор подстраиваемой частоты, блок задержки и арифметический блок, вход которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, выход арифметического блока подключен к входу блока управления, второй выход которого соединен с входом генератора подстраиваемой частоты, выход которого соединен с входом счетчика импульсов и блока задержки, выход которого подключен ко второму входу аналого-цифрового и реобр азов а тел я.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. «Вопросы радиоэлектроники». Сер.

ТПС, вып. 1, 1975, с. 74, рис. 1.

2. Авторское свидетельство СССР № 731584, кл. Н 03 К 13/34, 30.04.80 (прототип) .

949802

Составитель А. Симагин

Редактор,Л. Горбунова Техред А. Бойкас Корректор В. Синицкая

Заказ 5495/47 Тираж 959 Поднисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

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