RU2085033C1 - Method for correcting analog-to-digital conversion error - Google Patents

Method for correcting analog-to-digital conversion error Download PDF

Info

Publication number
RU2085033C1
RU2085033C1 RU93021369A RU93021369A RU2085033C1 RU 2085033 C1 RU2085033 C1 RU 2085033C1 RU 93021369 A RU93021369 A RU 93021369A RU 93021369 A RU93021369 A RU 93021369A RU 2085033 C1 RU2085033 C1 RU 2085033C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
code
signal
code signal
analog
input
Prior art date
Application number
RU93021369A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU93021369A (en
Inventor
Л.П. Андрианова
Ф.А. Шаймарданов
Ф.Г. Гарипов
Original Assignee
Уфимский государственный авиационный технический университет
Андрианова Людмила Прокопьевна
Шаймарданов Фарагат Ахметович
Гарипов Фаниль Габдулхакович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Уфимский государственный авиационный технический университет, Андрианова Людмила Прокопьевна, Шаймарданов Фарагат Ахметович, Гарипов Фаниль Габдулхакович filed Critical Уфимский государственный авиационный технический университет
Priority to RU93021369A priority Critical patent/RU2085033C1/en
Publication of RU93021369A publication Critical patent/RU93021369A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2085033C1 publication Critical patent/RU2085033C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Abstract

FIELD: measurement technology; data-measuring systems. SUBSTANCE: reference code signal used as complement to first reference code signal in shaping second reference code signal is calculated in each iteration cycle; corrected input code signal is calculated using formula given in description of invention. EFFECT: enlarged functional capabilities, improved speed. 5 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться в различного назначения информационно-измерительных системах с высокими требованиями к точности преобразования сигналов. The invention relates to measuring equipment and can be used in various applications of information-measuring systems with high requirements for the accuracy of signal conversion.

Известны итерационные способы коррекции погрешностей аналого-цифрового преобразования с применением кусочно-линейной аппроксимации участков характеристики преобразователя в алгоритмах коррекции (1). Known iterative methods for correcting errors in analog-to-digital conversion using piecewise linear approximation of sections of the converter characteristic in correction algorithms (1).

Наиболее близок к предлагаемому изобретению способ коррекции (а.с. N 1714808, 1992), в котором итерационный процесс поиска решения в нелинейной задаче осуществляется методом Ньютона. Closest to the proposed invention is a correction method (a.s. N 1714808, 1992), in which the iterative process of finding a solution in a nonlinear problem is carried out by the Newton method.

Недостаток способа АКП по прототипу заключается в том, что при определенных характеристиках преобразователя, когда существенное значение имеет нелинейность, алгоритм коррекции оказывается нереализуемым. В тех случаях, когда характеристика преобразователя близка к критической, процесс АКП становится длительным. The disadvantage of the automatic transmission method of the prototype is that for certain characteristics of the converter, when nonlinearity is essential, the correction algorithm is not feasible. In cases where the converter characteristic is close to critical, the automatic transmission process becomes lengthy.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом способе АКП код величины образцового сигнала К, используемый в виде добавки к коду первого эталонного сигнала при формировании кода второго эталонного сигнала, выбирается не постоянным, как в прототипе, по величине, а переменным и вычисляемым в каждом цикле итераций. This goal is achieved by the fact that in the proposed automatic transmission method, the code of the magnitude of the reference signal K, used as an additive to the code of the first reference signal when generating the code of the second reference signal, is not constant, as in the prototype, in magnitude, but variable and calculated in each cycle iterations.

На фиг. 1а и 1б показана процедура определения К для выпуклой и вогнутой характеристик АЦП. Реализация предлагаемого способа АКП иллюстрируется на измерительно-вычислительном комплексе (ИВК), блок-схема которого приведена на фиг. 2. In FIG. 1a and 1b show the procedure for determining K for the convex and concave characteristics of the ADC. The implementation of the proposed automatic transmission method is illustrated on a measuring and computing complex (CPI), a block diagram of which is shown in FIG. 2.

ИВК включает ОЗУ 1, вычислитель 2, АЦП 3, коммутатор 4, ЦАП 5 и магистраль 7. The CPI includes RAM 1, calculator 2, ADC 3, switch 4, DAC 5, and trunk 7.

Покажем АКП по предлагаемому способу. We show the AKP by the proposed method.

Из источника входного сигнала 6 измеряемая величина

Figure 00000002
через коммутатор поступает на АЦП, и происходит цифровое измерение сигнала. Операцию аналого-цифрового преобразования входного сигнала обозначим через
Figure 00000003

Figure 00000004

Результат преобразования
Figure 00000005
через магистраль направляется в ОЗУ.From the input source 6 measured value
Figure 00000002
through the switch enters the ADC, and digital measurement of the signal. The operation of analog-to-digital conversion of the input signal is denoted by
Figure 00000003

Figure 00000004

Conversion result
Figure 00000005
through the highway goes to RAM.

Для работы алгоритма коррекции необходимо сформировать два эталонных сигнала. В первом цикле коррекции в качестве цифрового эквивалента первого эталонного сигнала выбирается код

Figure 00000006
, который принимается за первый нескорректированный код входного сигнала
Figure 00000007

Далее осуществляется последовательное цифроаналоговое и аналого-цифровое преобразование первого эталона, которое обозначим через F(xнск). Fнск y1. Код y1 запоминается в ОЗУ.For the correction algorithm to work, it is necessary to form two reference signals. In the first correction cycle, the code is selected as the digital equivalent of the first reference signal
Figure 00000006
which is taken as the first uncorrected input code
Figure 00000007

Next, a sequential digital-to-analog and analog-to-digital conversion of the first standard is carried out, which we denote by F (x nsc ). F nsk y 1 . Code y 1 is stored in RAM.

В прототипе для формирования кода второго эталонного сигнала используется постоянный по величине образцовый сигнал К. В предлагаемом способе АКП в каждом цикле коррекции величина сигнала К вычисляется, для чего через характеристику АЦП проводятся хорды до пересечения с линией

Figure 00000008
.In the prototype, to generate the code of the second reference signal, a constant reference signal K is used. In the proposed automatic transmission method, in each correction cycle, the signal K is calculated, for which chords are drawn through the ADC characteristic before crossing the line
Figure 00000008
.

В первом цикле коррекции величина K1 определяется по формулам:

Figure 00000009
,
здесь характеристика АЦП является выпуклой. Хорда проведена из точки x 0, y 0 до точки x xнск, y y1. К1 находится на пересечении хорды с линией
Figure 00000010
(фиг. 1а).In the first correction cycle, the value of K 1 is determined by the formulas:
Figure 00000009
,
here the characteristic of the ADC is convex. The chord is drawn from the point x 0, y 0 to the point xx nsk , yy 1 . K 1 is at the intersection of the chord with the line
Figure 00000010
(Fig. 1a).

Figure 00000011
,
здесь характеристика АЦП является вогнутой. Хорда проведена из точки x xм, y yм до точки x xm, y y1. K1 находится на пересечении хорды с линией
Figure 00000012
(фиг. 1б). Код второго эталонного сигнала обозначим через
Figure 00000013
.
Figure 00000011
,
here, the ADC characteristic is concave. The chord is drawn from the point xx m , yy m to the point xx m , yy 1 . K 1 is at the intersection of the chord with the line
Figure 00000012
(Fig. 1b). The code of the second reference signal is denoted by
Figure 00000013
.

Figure 00000014

Запишем операцию последовательного цифроаналогового и аналого-цифрового преобразования второго эталонного сигнала:
Figure 00000015

Первый скорректированный код входного сигнала вычисляется по формуле
Figure 00000016

В последующих циклах итераций i 2.n код величины образцового сигнала Кi вычисляется по единой формуле:
Figure 00000017

Формулы для вычисления второго эталонного сигнала и скорректированного кода входного сигнала i-го цикла имеет вид:
Figure 00000018

Для i 2 К2 вычисляется по формуле:
Figure 00000019

Хорда в этом случае проведена между точкой
Figure 00000020
и точкой x x1ск, y y2.
Figure 00000014

We record the operation of sequential digital-to-analog and analog-to-digital conversion of the second reference signal:
Figure 00000015

The first corrected input signal code is calculated by the formula
Figure 00000016

In subsequent iteration cycles i 2.n, the code of the magnitude of the reference signal K i is calculated by a single formula:
Figure 00000017

The formulas for calculating the second reference signal and the adjusted input signal code of the i-th cycle are:
Figure 00000018

For i 2 K 2 is calculated by the formula:
Figure 00000019

The chord in this case is drawn between the point
Figure 00000020
and point xx 1sk , yy 2 .

Пересечение хорды с линией

Figure 00000021
позволяет определить К2.The intersection of the chord with the line
Figure 00000021
allows you to determine K 2 .

Figure 00000022

Останов решения может произойти в двух случаях:
Figure 00000023
с выдачей скорректированного кода входного сигнала
Figure 00000024

Figure 00000025
с выдачей скорректированного кода входного сигнала xnск.
Figure 00000022

Stopping a solution can occur in two cases:
Figure 00000023
with the issuance of a corrected input signal code
Figure 00000024

Figure 00000025
with the issuance of a corrected input signal code x nsk .

Код xiск в (i + 1) цикле используется как первый эталон.The code x is in the (i + 1) cycle is used as the first reference.

На фиг. 3 приведен пример, когда алгоритм АКП по прототипу является нереализуемым, т.к. величина x1ск выходит за пределы характеристики.In FIG. 3 shows an example when the algorithm of the ACP of the prototype is unrealizable, because the value x 1sk is beyond the limits of the characteristic.

Фиг. 4 и 5 иллюстрируют быстродействие АКП по прототипу и по предлагаемому способу. Итерационный процесс дает решение по прототипу через 4 цикла, по предлагаемому способу через 2. Таким образом, введение вычисления К методом хорд позволяет повысить быстродействие АКП. FIG. 4 and 5 illustrate the performance of the ACP according to the prototype and the proposed method. The iterative process gives a solution for the prototype after 4 cycles, according to the proposed method after 2. Thus, the introduction of the calculation of K by the chord method allows to increase the speed of the automatic transmission.

Claims (1)

Способ коррекции погрешностей аналого-цифрового преобразования, заключающийся в формировании кодового сигнала, пропорционального входному аналоговому сигналу с последующим его запоминанием, осуществления n циклов коррекции, в первом из которых формируют первый эталонный кодовый сигнал, в качестве которого используется запомненный кодовый сигнал с последующим цифроаналоговым и аналого-цифровым его преобразованием с запоминанием результата, после чего формируют второй эталонный кодовый сигнал путем добавления образцового кодового сигнала к первому эталонному кодовому сигналу с последующим цифроаналоговым и аналого-цифровым его преобразованием с запоминанием результата, вычисляют скорректированный код входного аналогового сигнала по кодовым сигналам, пропорциональным входному и двум эталонным сигналом, запоминают его и сравнивают с запомненным кодовым сигналом, пропорциональным входному сигналу, если полученная разность не превышает наперед заданную величину формируют выходной кодовый сигнал, равный скорректированному кодовому сигналу, в противном случае осуществляют следующие циклы коррекции, в которых в качестве первого эталонного кодового сигнала используют запомненный в предыдущем цикле коррекции скорректированный кодовый сигнал, отличающийся тем, что вычисление скорректированного кодового сигнала осуществляют по формуле
Figure 00000026

X i (i-1)CK =X(i-1)CK+Ki;
при этом для i=1;
Figure 00000027

Figure 00000028

Figure 00000029

Figure 00000030

для i=2.n;
Figure 00000031

останов циклов коррекций производят при выполнении одного из критериев:
Figure 00000032

выдается решение Х'(n-1)ск;
Figure 00000033

выдается решение X'nск;
где i нумерация циклов коррекций;
Xк, Yх кодовые сигналы, пропорциональные максимальным значениям входного и выходного сигналов АЦП;
Xiск скорректированный код входного сигнала;
Figure 00000034
результат цифрового измерения входного сигнала;
Figure 00000035
результаты аналого-цифрового преобразования первого и второго эталонных сигналов;
Ki код величины образцового сигнала;
Δ - допустимая погрешность коррекции.
A method for correcting errors in analog-to-digital conversion, which consists in generating a code signal proportional to the input analog signal with its subsequent storage, performing n correction cycles, in the first of which the first reference code signal is formed, which is used as a stored code signal followed by digital-to-analog and analog - its digital conversion with storing the result, after which a second reference code signal is formed by adding an exemplary code signal to the first reference code signal with its subsequent digital-to-analog and analog-to-digital conversion with storing the result, the corrected code of the input analog signal is calculated from the code signals proportional to the input and two reference signals, it is stored and compared with the stored code signal proportional to the input signal, if the difference obtained does not exceed the predetermined value in advance; an output code signal equal to the corrected code signal is formed, otherwise suschestvlyayut following correction cycles, in which as a first reference code signal using the memorized in the previous cycle adjusted correction code signal, characterized in that the calculation of the corrected code signal carried by the formula
Figure 00000026

X i (i-1) CK = X (i-1) CK + K i ;
in addition, for i = 1;
Figure 00000027

Figure 00000028

Figure 00000029

Figure 00000030

for i = 2.n;
Figure 00000031

stopping of correction cycles is performed when one of the criteria is fulfilled:
Figure 00000032

the solution X ' (n-1) ck is issued;
Figure 00000033

the solution is X ' n with k ;
where i is the numbering of the correction cycles;
X to , Y x code signals proportional to the maximum values of the input and output signals of the ADC;
X i with a corrected input code;
Figure 00000034
result of digital measurement of the input signal;
Figure 00000035
results of analog-to-digital conversion of the first and second reference signals;
K i code value of the reference signal;
Δ is the permissible error of correction.
RU93021369A 1993-04-22 1993-04-22 Method for correcting analog-to-digital conversion error RU2085033C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93021369A RU2085033C1 (en) 1993-04-22 1993-04-22 Method for correcting analog-to-digital conversion error

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93021369A RU2085033C1 (en) 1993-04-22 1993-04-22 Method for correcting analog-to-digital conversion error

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU93021369A RU93021369A (en) 1997-03-27
RU2085033C1 true RU2085033C1 (en) 1997-07-20

Family

ID=20140834

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU93021369A RU2085033C1 (en) 1993-04-22 1993-04-22 Method for correcting analog-to-digital conversion error

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2085033C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N 984030, кл. H 03 M 1/06, 1982. Авторское свидетельство СССР N 1714808, кл. H 03 M 1/10, 1992. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1020228C (en) Acquisition method and device allowing to precisely digitize analog signals
RU2085033C1 (en) Method for correcting analog-to-digital conversion error
Owens Sums of powers of integers
RU2007025C1 (en) Method for error correction during analog-to-digital conversion
SU1714808A1 (en) Adc error correction method
CN111060895A (en) Femtosecond laser ranging pulse peak value detection method based on quasi-Newton algorithm
White et al. Systematic errors in digital cross correlators due to quantization and differential nonlinearity
SU813478A1 (en) Graphic information readout device
Bhattacharya et al. On the regularity of the Levin u-transform
SU766001A1 (en) Analogue-code converter
SU840942A1 (en) Multiplying-dividing device
RU2326494C1 (en) Method of correction of analogue-to-digital conversion errors and device for its implementation
JPH0346822A (en) Measuring instrument for analog/digital signal converter
SU834593A2 (en) Phase shift meter
RU2060547C1 (en) Cosine function generator
SU677096A1 (en) Digital voltage meter
SU1269158A1 (en) Method of adjusting analog-digital function generators with memory registers for reproducing functions of linearizing characteristics of instrument transducers
SU732922A1 (en) Device for representing functions
SU548865A1 (en) Exponential transducer
RU2058588C1 (en) Trigonometric secant function generator
SU1626177A1 (en) Harmonic signal frequency meter
JP3316849B2 (en) Analog output method of digital measuring instrument
SU773926A1 (en) Analogue-digital conversion device
SU924851A1 (en) Voltage-to-code conversion method
SU951697A1 (en) Frequency to code converter