RU2007025C1 - Method for error correction during analog-to-digital conversion - Google Patents
Method for error correction during analog-to-digital conversion Download PDFInfo
- Publication number
- RU2007025C1 RU2007025C1 SU4943691A RU2007025C1 RU 2007025 C1 RU2007025 C1 RU 2007025C1 SU 4943691 A SU4943691 A SU 4943691A RU 2007025 C1 RU2007025 C1 RU 2007025C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signal
- analog
- correction
- code
- digital conversion
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться в информационно-измерительных системах и информационно-вычислительных комплексах (ИВК) для коррекции погрешностей аналого-цифрового преобразования, связанных с нелинейностью и с изменением параметров функции преобразования. The invention relates to measuring technique and can be used in information-measuring systems and information-computer complexes (IVC) for correction of errors of analog-to-digital conversion associated with non-linearity and with changing parameters of the conversion function.
Известны итерационные способы коррекции погрешностей аналого-цифрового преобразователя [1] , а также применение кусочно-линейной аппроксимации участков характеристики преобразователя в алгоритмах коррекции [2] . Недостатком указанных способов является тот факт, что алгоритмы коррекции не учитывают изменение во времени входного сигнала, что ограничивает область их применения. Known iterative methods for correcting errors of an analog-to-digital converter [1], as well as the use of piecewise-linear approximation of sections of the converter characteristics in correction algorithms [2]. The disadvantage of these methods is the fact that the correction algorithms do not take into account the change in time of the input signal, which limits their scope.
Наиболее близок к изобретению способ коррекции погрешностей аналого-цифрового преобразования [3] , где в алгоритме коррекции используется метод решения нелинейной задачи, известный как метод касательных Ньютона. Этот способ обеспечивает коррекцию погрешностей аналого-цифрового преобразования с высокой точностью и быстродействием, однако изменение входного сигнала во времени алгоритм коррекции не учитывает. Closest to the invention is a method for correcting errors of analog-to-digital conversion [3], where the correction algorithm uses a method for solving a nonlinear problem, known as Newton’s tangent method. This method provides correction of errors in analog-to-digital conversion with high accuracy and speed, however, the correction of the input signal in time does not take into account the correction algorithm.
Целью изобретения является повышение точности коррекции погрешностей для случая аналого-цифрового преобразования изменяющихся во времени сигналов. The aim of the invention is to increase the accuracy of error correction for the case of analog-to-digital conversion of time-varying signals.
Отличие от прототипа предполагаемого способа коррекции заключается в том, что два предыдущих значения скорректированного кода входного сигнала запоминаются, что позволяет ввести в алгоритм вычисления скорректированного кода входного сигнала динамическую поправку на изменение входного сигнала во времени. Динамическая поправка является результатом линейной экстраполяции временной зависимости входного сигнала на данный j-й интервал коррекции погрешностей, содержащей nj циклов, за счет использования результатов n(j-1) и n(j-2) циклов коррекции.The difference from the prototype of the proposed correction method is that the two previous values of the corrected code of the input signal are stored, which allows you to enter into the algorithm for calculating the corrected code of the input signal a dynamic correction for the change in the input signal in time. Dynamic correction is the result of a linear extrapolation of the time dependence of the input signal for a given j-th error correction interval containing n j cycles by using the results of n (j-1) and n (j-2) correction cycles.
Формирование алгоритма коррекции с динамической поправкой показано на фиг. 1. Реализация прилагаемого способа коррекции иллюстрируется на ИВК, блок-схема которого представлена на фиг. 2. The formation of a correction algorithm with dynamic correction is shown in FIG. 1. The implementation of the attached correction method is illustrated in CPI, the block diagram of which is shown in FIG. 2.
В ИВК входят вычислительный комплекс 1 с оперативным запоминающим устройством 2 и вычислителем 3, магистраль 4 типа "общая шина", аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 5, входной коммутатор 6 аналоговых сигналов и прецизионный цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 7. The CPI includes a
Управление АЦП, ЦАП и коммутатором осуществляет ИВК через магистраль "общая шина", с помощью которого также производится обмен информацией между вычислителем и измерительными преобразователями. The ADC, DAC and switch are controlled by the CPM via the “common bus” trunk, with the help of which information is also exchanged between the calculator and the measuring transducers.
ИВК, реализующий данный способ, действует следующим образом. CPI implementing this method operates as follows.
Входной сигнал, например, пусть изменяется как показано на фиг. 1. Поскольку ИВК многократно подключает входной сигнал в силу его изменения во времени, для различения n циклов коррекций при разных значениях входного сигнала вводят индекс j измерений этих циклов коррекций, т. е. в дальнейшем оперируют nj циклами коррекций погрешности преобразованных с помощью АЦП входных сигналов. The input signal, for example, may vary as shown in FIG. 1. Since the IVK repeatedly connects the input signal due to its change in time, to distinguish n correction cycles at different values of the input signal, the index j of measurements of these correction cycles is introduced, that is, they continue to operate with nj error correction cycles of the input signals converted using the ADC .
В предлагаемом способе используется известный принцип линейной экстраполяции временной зависимости входного сигнала, что можно записать в виде
x
x
(1)
Для каждого j коррекция погрешностей аналого-цифрового преобразования входного сигнала подчиняется итерационной формуле
xij = x(i-1)j+{ [-Y(i-1)j] /[Y ] } ·K
i = 1,2,3, . . .(1)
For each j, the correction of errors in the analog-to-digital conversion of the input signal obeys the iteration formula
x ij = x (i-1) j + {[ -Y (i-1) j ] / [Y ]} · K
i = 1,2,3,. . .
j = 1,2,3, . . . где i - нумерация циклов коррекции погрешностей аналого-цифрового преобразования;
j - нумерация последовательности nj циклов коррекции погрешностей аналого-цифрового преобразования;
xij, x(i-1)j - скорректированные коды входных сигналов в i-й и (i-1)-й циклы коррекций для j-го преобразования входного сигнала;
= F() - результат j-го аналого-цифрового преобразования значения входного сигнала;
Y(i-1)j= F(x(i-1)j/β);
Y= F[(x(i-1)j+K)/B]
- результаты аналого-цифрового преобразования первого и второго промежуточных сигналов;
К - код величины образцового сигнала;
β- коэффициент передачи ЦАП.j = 1,2,3,. . . where i is the numbering of the error correction cycles of the analog-to-digital conversion;
j is the numbering of the sequence of nj error correction cycles of the analog-to-digital conversion;
x ij , x (i-1) j - corrected codes of input signals in the i-th and (i-1) -th correction cycles for the j-th conversion of the input signal;
= F ( ) is the result of the j-th analog-to-digital conversion of the value input signal;
Y (i-1) j = F (x (i-1) j / β);
Y = F [(x (i-1) j + K) / B]
- the results of analog-to-digital conversion of the first and second intermediate signals;
K is the code value of the reference signal;
β- DAC transmission coefficient.
Интервалы временной последовательности определяются длительностью njTo циклов коррекции, где То - длительность одного цикла коррекции.The intervals of the time sequence are determined by the duration njT o of correction cycles, where T o is the duration of one correction cycle.
Останов цикла коррекций происходит по признаку
xnj - x(n-1)j ≅Δ3 , где Δ3 - заданная величина погрешности коррекции;
xnj - скорректированный код входного сигнала в конце цикла коррекций.Stopping the correction cycle occurs on the basis of
x nj - x (n-1) j ≅Δ 3 , where Δ 3 is the specified value of the correction error;
x nj is the corrected input signal code at the end of the correction cycle.
Для j = 1 и j = 2 соответственно xn1 и xn2 не имеют динамическую поправку. Начиная с j = 3, в выражения для скорректированных кодов входных сигналов вводятся динамические поправки Δg, учитывающие изменение входного сигнала во времени:
x
Δд= { [xn(j-1)-xn(j-2)] /[n(j-1)To] } ·njTo.For j = 1 and j = 2, respectively, x n1 and x n2 do not have a dynamic correction. Starting from j = 3, dynamic corrections Δ g are introduced into the expressions for the adjusted input signal codes, taking into account the change in the input signal over time:
x
Δ d = {[x n (j-1) -x n (j-2) ] / [n (j-1) T o ]} · njT o .
Для вычисления динамической поправки из вычислителя 3 ИВК в запоминающее устройство 3 поступают коды xnj, где они запоминаются на два интервала nj, что позволяет решить задачу экстраполяции входного сигнала.To calculate the dynamic correction from the
Анализ зависимости nj от j показывает, что можно принять nj = n(j-1). Это можно показать на примере характеристики АЦП вида y = x + cx(1-x); c = 0,5 (фиг. 3). An analysis of the dependence of nj on j shows that one can take nj = n (j-1). This can be shown by the example of an ADC characteristic of the form y = x + cx (1-x); c = 0.5 (Fig. 3).
Для трех примеров преобразования входного сигнала при = 0,4, = 0,6 и = 0,8 количество циклов коррекции равно двум (на фиг. 3 не показано преобразование второго промежуточного сигнала). В силу этого формулу 1 можно использовать в более простой записи:
xnj ск = xnj + [xn(j-1) - xn(j-2)] . (56) 1. Алиев Т. М. и др. Автоматическая коррекция погрешностей цифровых измерительных приборов. М. : Энергия, 1975.For three examples of input signal conversion at = 0.4, = 0.6 and = 0.8, the number of correction cycles is two (in Fig. 3 the conversion of the second intermediate signal is not shown). By virtue of this,
x nj ck = x nj + [x n (j-1) - x n (j-2) ]. (56) 1. Aliev T.M. et al. Automatic correction of errors of digital measuring instruments. M.: Energy, 1975.
2. Авторское свидетельство СССР N 984030, кл. Н 03 М 1/06, 1982. 2. Copyright certificate of the USSR N 984030, cl. H 03
3. Авторское свидетельство СССР N 1714808, кл. Н 03 М 1/10, 1992. 3. Copyright certificate of the USSR N 1714808, cl. H 03
Claims (1)
xij = x(i-1)j+ K+ [xn(j-1)-xn(j-2)]
где i = 1, . . . , n - нумерация циклов коррекции погрешностей аналого-цифрового преобразования;
j - нумерация последовательности nj циклов коррекции погрешностей аналого-цифрового преобразования входного сигнала, где интервалы временной последовательности определяются длительностью njT0циклов коррекции;
T0 - длительность одного цикла коррекции;
xij ; x(i-1)j - скорректированные коды входных сигналов в i-й и (i - 1)-й циклы коррекций для j-го преобразования входного сигнала;
= F(x
Y(i-1)j= F - результат аналого-цифрового преобразования первого промежуточного сигнала;
Y(i-1)j= F - результат аналого-цифрового преобразования второго промежуточного сигнала;
K - код величины образцового сигнала;
β - коэффициент передачи аналого-цифрового преобразователя;
[xn(j-1)-xn(j-2)] - динамическая поправка, учитывающая изменение во времени входного сигнала. METHOD FOR CORRECTION OF ERRORS OF ANALOG-DIGITAL CONVERSION, which consists in generating a code proportional to the input analog signal, with its subsequent storage, performing n correction cycles, in the first of which the first intermediate analog signal proportional to the stored code is generated, and then the second intermediate analog signal is generated by adding to the first intermediate analog signal an exemplary signal, then sequentially generate codes proportional to the first and second the intermediate analog signals, with their subsequent storage, calculate the corrected code of the input analog signal using codes proportional to the input analog signal and two intermediate analog signals, remember it and compare it with the stored code proportional to the input analog signal, if the received difference does not exceed the predetermined value, generating an output code equal to the corrected code; otherwise, the following correction cycles are performed in which the first intermediate system the signal is generated proportional to the corrected code stored in the previous correction cycle, the second intermediate signal is generated by adding an exemplary signal to the first intermediate signal, the corrected code is calculated and stored, compared with the corrected code calculated in the previous cycle, the correction cycles are stopped based on the received difference under the conditions the first cycle, characterized in that, in order to improve the accuracy of correction, the calculation of the corrected code is carried out in according to the formula
x ij = x (i-1) j + K + [x n (j-1) -x n (j-2) ]
where i = 1,. . . , n is the numbering of the error correction cycles of the analog-to-digital conversion;
j is the numbering of the sequence of nj error correction cycles of the analog-to-digital conversion of the input signal, where the intervals of the time sequence are determined by the duration njT 0 correction cycles;
T 0 - the duration of one correction cycle;
x ij ; x (i-1) j - corrected codes of the input signals in the i-th and (i - 1) -th correction cycles for the j-th conversion of the input signal;
= F (x
Y (i-1) j = F - the result of analog-to-digital conversion of the first intermediate signal;
Y (i-1) j = F - the result of analog-to-digital conversion of the second intermediate signal;
K is the code value of the reference signal;
β is the transfer coefficient of an analog-to-digital converter;
[x n (j-1) -x n (j-2) ] - dynamic correction, taking into account the change in time of the input signal.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4943691 RU2007025C1 (en) | 1991-04-18 | 1991-04-18 | Method for error correction during analog-to-digital conversion |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4943691 RU2007025C1 (en) | 1991-04-18 | 1991-04-18 | Method for error correction during analog-to-digital conversion |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007025C1 true RU2007025C1 (en) | 1994-01-30 |
Family
ID=21578383
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4943691 RU2007025C1 (en) | 1991-04-18 | 1991-04-18 | Method for error correction during analog-to-digital conversion |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2007025C1 (en) |
-
1991
- 1991-04-18 RU SU4943691 patent/RU2007025C1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3173783B2 (en) | Analog-to-digital conversion method | |
US3506813A (en) | Signal-to-noise ratio enhancement methods and means | |
JPH0364216A (en) | Method and apparatus for accurately digitalizing analog signal | |
RU2007025C1 (en) | Method for error correction during analog-to-digital conversion | |
RU2085033C1 (en) | Method for correcting analog-to-digital conversion error | |
RU2326494C1 (en) | Method of correction of analogue-to-digital conversion errors and device for its implementation | |
SU1714808A1 (en) | Adc error correction method | |
SU974570A1 (en) | Analogue-digital converter | |
SU834892A1 (en) | Analogue-digital converter | |
SU600719A1 (en) | Device for measuring digital-analogue converter error | |
SU945978A1 (en) | Analogue digital converter | |
RU2046354C1 (en) | Device for measuring electric power | |
SU813478A1 (en) | Graphic information readout device | |
SU618747A1 (en) | Digital averaging arrangement | |
SU1120352A1 (en) | Random process analyzer | |
SU706925A1 (en) | Analogue-digital converter | |
SU947960A1 (en) | Bipolar a-d converter with automatically scaling input signal | |
SU840942A1 (en) | Multiplying-dividing device | |
SU766001A1 (en) | Analogue-code converter | |
SU1335972A1 (en) | Analog data input multichannel device | |
Doiron | Numerical integration via power series expansions | |
RU1802412C (en) | Method of calibration of linearity of digital-to-analog converter | |
SU1051702A1 (en) | Method of calibrating linear scale of d/a converter | |
RU2017203C1 (en) | Analog input device | |
SU960868A1 (en) | Device for reading graphic data |