SU1203699A1 - Method and apparatus for measuring dynamic conversion characteristics of high-speed and high-precision analog-to-digital converters - Google Patents

Method and apparatus for measuring dynamic conversion characteristics of high-speed and high-precision analog-to-digital converters Download PDF

Info

Publication number
SU1203699A1
SU1203699A1 SU843733105A SU3733105A SU1203699A1 SU 1203699 A1 SU1203699 A1 SU 1203699A1 SU 843733105 A SU843733105 A SU 843733105A SU 3733105 A SU3733105 A SU 3733105A SU 1203699 A1 SU1203699 A1 SU 1203699A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
code
signal
test signal
input
output
Prior art date
Application number
SU843733105A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Яковлевич Загурский
Original Assignee
Институт Электроники И Вычислительной Техники Ан Латвсср
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 Институт Электроники И Вычислительной Техники Ан Латвсср filed Critical Институт Электроники И Вычислительной Техники Ан Латвсср
Priority to SU843733105A priority Critical patent/SU1203699A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1203699A1 publication Critical patent/SU1203699A1/en

Links

Landscapes

  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Abstract

1, Способ измерени  динамических характеристик преобразовани  быстродействующих и высокоточных аналого-цифровых преобразователей, заключающийс  в суммировании двух испытательных сигналов с разной скоростью изменени , подаваемых на испытуемый аналого-цифровой преобразователь , формировании основных тактовых сигналов при переходе быстро измен ющегос  испытательного сигнала через опорный уровень, формировании кода, пропорционального сумме двух испытательных сигнапов, и сравнении данного кода с заданным кодом в моменты поступлени  основных тактовых сигналов, формировании медленно измен ющегос  сигнала по результатам сравнени , измерении кода среднего значени  медленно из- мен юР1егос  испытательного сигнала, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности, при сравнении кодов в качестве заданного кода используют код соответствующего опорного уровн  после измерени  кода среднего значени  медленно измен ющегос  испытательного сигнала, величину опорного уровн  измен ют до момента равенства кода . измеренного среднего значени -медленно измен ющегос  испытательного сигнала заданному коду опорного уровн , в точке перехода через опорный уровень быстро измен ющегос  испытательного сигнала определ ют величину и знак его производной, формируют вспомогательную последовательность тактовых импульсов с синхронизацией ее с основными так- товьми сигналами, а формирование кода, пропорционального сумме двух испытательных сигналов на последующих тактах преобразовани , осуществл ют в моменты поступлени  вспомогательной последовательности тактовых сигналов, измеренный код среднего значени  медленно измен ющегос  испытательного сигнала, соответствующий определенной величине производной быстро измен ющегос  сигнала, используют в качестве параметра динамической характеристики испытуемого аналого-1Щфрового преобразовател . 2, Устройство дл  измерени  динамических характеристик преобразовани  быстродействующих и высокоточных аналого-цифровых преобразователей , содержащее блок формировани  быстро измен ющегос  испытательного сигнала, блок формировани  медленно измен ющегос  испытательного i (Л С IND о 00 а со 1, A method for measuring the dynamic conversion characteristics of high-speed and high-precision analog-to-digital converters, which consists in summing two test signals with different rate of change applied to the test analog-digital converter, generating the main clock signals when the rapidly changing test signal passes through the reference level, and forms a code proportional to the sum of two test signals, and comparing this code with a given code at the time of post the main clock signals, the formation of a slowly varying signal from the comparison, the measurement of the average code, the slowly changing test signal of the test signal, characterized in that, in order to improve the accuracy, when comparing the codes, the code of the corresponding reference level is used as the specified code The code of the average value of the slowly changing test signal, the value of the reference level is changed until the code is equal. the measured average value — a slowly varying test signal to a given reference level code, at the point of transition through the reference level, the rapidly changing test signal determines the magnitude and sign of its derivative, forms an auxiliary sequence of clock pulses with its synchronization with the main clock signals, and code, proportional to the sum of the two test signals on the subsequent conversion cycles, is performed at the moments of arrival of the auxiliary sequence The timing of the clock signals, the measured code of the average value of the slowly varying test signal, corresponding to a certain value of the derivative of the rapidly varying signal, is used as a parameter of the dynamic characteristic of the tested A / D converter. 2, A device for measuring the dynamic conversion characteristics of high-speed and high-precision analog-to-digital converters, comprising a fast-varying test signal shaping unit, a slowly varying test-i forming unit (L С IND about 00 a co

Description

1one

сигнала, выход которого соединен с первым входом аналогового сумматора, выход которого подключен к пефвой выходной шине, первый вход блока цифрового сравнени  кодов соединен с входной шиной, второй вход - с первым выходом блока задани  кодов, выход блока цифрового сравнени  кодов Подключен к входу блока формировани  медленно измен ющегос  испытательного сигнала, цифровой интегрирующий вольтметр, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности, в него введены блок задани  пороговых уровней, блок фиксации порогового уровн ,блок компараторов , измеритель временного интервала , синхронизируемый генератор импульсов, причем выход блока формировани  быстро измен ющегос  испытательного сигнала соединен непосредственно с вторым входом аналогового сумматора и с первым вхо203699the signal, the output of which is connected to the first input of an analog adder, the output of which is connected to the initial output bus, the first input of the digital code comparison block is connected to the input bus, the second input is connected to the first output of the code specifier unit, the output of the digital code comparison block is connected to the input of the forming unit a slowly varying test signal, a digital integrating voltmeter, characterized in that, in order to improve the accuracy, a threshold level setting block, a threshold level fixing block, a comparator block are introduced into it Ator, time meter, synchronized pulse generator, the output of the block forming a rapidly varying test signal connected directly to the second input of the analog adder and to the first input

дом блока компараторов, второй и третий входы которого соединены с первым и вторым выходами блока задани  пороговых уровней непосредственно , четвертый вход через блок фиксации порогового уровн  подключен к третьему выходу блока задани  пороговых уровней, а первый и второй выходы соединены с соответствующими входами измерител  временного интервала, а третий соединен с первым входом синхронизируемого генератора импульсов, второй, вход которого подключен к второму выходу блока задани  кодов, а первый и второй выходы соединены с второй выходной шиной и третьим входом блока цифрового сравнени  кодов соответственно, выход блока формировани  медленно измен ющегос  испытательного сигнала соединен с входом цифрового интегрирующего вольтмет - ра.the house of the comparators block, the second and third inputs of which are connected to the first and second outputs of the threshold level setting block, the fourth input through the threshold level fixing block is connected to the third output of the threshold levels block, and the first and second outputs are connected to the corresponding time meter inputs, and the third is connected to the first input of a synchronized pulse generator, the second, the input of which is connected to the second output of the code setting unit, and the first and second outputs are connected to the second th output line and the third input of the digital comparator block codes, respectively, forming the output unit slowly varying test signal connected to the input of the digital integrator voltmet - ra.

Изобретение относитс  к цифро- ой измерительной технике и может ыть использовано дл  измерени  динаических характеристик быстродействующих и высокоточных аналого-цифровых преобразователей в сетевых измерительных системах, их метрологической аттестации в динамическом режиме.The invention relates to digital measurement technology and can be used to measure the dynamic characteristics of high-speed and high-precision analog-digital converters in network measuring systems, their metrological certification in a dynamic mode.

Цель изобретени  - повышение точности измерений динамической характеристики преобразовани  аналого- цифровых преобразователей.The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy of the dynamic conversion characteristic of analog-to-digital converters.

На фиг.1 приведены временные диаграммы , иллюстрирующие предлагаемый способ; на фиг.2 - функциональна  схема устройства дл  реализации предлагаемого способа.Figure 1 shows the timing diagram illustrating the proposed method; Fig. 2 is a functional diagram of the device for implementing the proposed method.

Диаграммы (фиг.1) показьшают быстро измен ющийс  испытательный сигнал 1, медленно измен ющийс  испытательный сигнал 7. сигнал 3, равный сумме сигналов 1 и 2, подаваемых на вход испытуемого аналого-цифрового преобразовател ; опорный сигнал 4, соответствующий выбранной точке характеристики преобразовани ; сфор- мированньй сигнал 5 дискриминацииThe diagrams (Fig. 1) show a rapidly varying test signal 1, a slowly varying test signal 7. signal 3, equal to the sum of the signals 1 and 2 applied to the input of the analog-digital converter under test; the reference signal 4 corresponding to the selected point of the conversion characteristic; generated discrimination signal 5

перехода сигнала 1 через заданный пороговый уровень UQ , соответствующий выбранному значению сигнала 1 результирующий сигнал 6 сравнени ; сигналы 7 дискриминации, соответствующие переходам, сигнала 1 через измененный относительно Uo пороговый уровень и при определении величины и знака производной сигнала 1 вthe transition of signal 1 through a predetermined threshold level UQ, corresponding to the selected value of signal 1, the resultant comparison signal 6; 7 discrimination signals, corresponding to transitions, signal 1 through a threshold level changed relatively to Uo and when determining the magnitude and sign of the derived signal 1 in

точке А, сигналы 8 дискриминации, соответствующие переходам сигнала 1 через измен емый относительно Uo и зафиксированный пороговый уровень Ц(,ДОПО Лнительно сформированнуюpoint A, the discrimination signals 8, corresponding to the transitions of the signal 1 through the changeable threshold level C relative to Uo (

вспомогательную последовательность цифровых сигналов 9; сигналы Ю, полученные синхронизацией сигналов 8 последовательностью сигналов 9; последовательность сигналов 11, иллй )стрирующую действительные моменты дискретизации суммы испытательных сигналов 3J точки А, Б перехода сигнала 1 через пороговый уровень UQ , в которых производна  имеетauxiliary sequence of digital signals 9; signals Yu, obtained by synchronizing signals 8 by a sequence of signals 9; a sequence of signals 11, ill) strides the actual sampling times of the sum of the test signals 3J of points A, B of the transition of signal 1 through the threshold level UQ, in which the derivative has

разную величину и знак; среднее значение В сигнала 2; точку Г сигнала 3, соответствую1цую моменту действи  сигнала 5, задержанного наdifferent size and sign; the average value of the signal 2; point G of signal 3, corresponding to the moment of action of signal 5, delayed by

33

Тацп задержку To,u,n отсчета аналого-цифрового преобразовател J временной интервал (. между сигналами 5 и 7, врем  Тпр преобразовани  испытуемого аналого-цифрового преобразовател  j период следовани  Т сигнала 1.The delay delay To, u, n of the reference of the analog-digital converter J is the time interval (between signals 5 and 7, the conversion time Tcp of the test analog-digital converter j the period of the signal T is 1.

На схеме устройства (фиг.2) показаны блок 12 формировани  быстро измен ющегос  испытательного сигнала; блок 13 формировани  медленно изме : ющегос  испытательного сигнала; аналоговый сумматор 14, испытуемый аналого-цифровой преобразователь (А1Щ-) 15; цифровой блок 16 сравнени  кодов; блок 17 задани  кодов; цифровой интегрирую11Д1й вольтметр 18; блок 19 задани  пороговых уровней, блок 20 фиксации порогового уровн ; блок 21 компараторов; измерительA diagram of the device (Fig. 2) shows a block 12 of forming a rapidly varying test signal; a unit 13 for forming a slowly measuring: test signal; analog adder 14, test analog-to-digital converter (A1SCH-) 15; digital block 16 comparison codes; block 17 task codes; digital integrate a 11D1 voltmeter 18; threshold level setting unit 19, threshold level fixing unit 20; block 21 comparators; meter

22временного интервала, синхрони- зируемьш генератор 23 импульсов; перва  24 и втора  25 выходные шины и входна  шина 26.22 time interval, synchronized pulse generator 23; the first 24 and the second 25 output buses and the input bus 26.

В качестве блока 12 может быть использован любой генератор периодического сигнала со стабильной частотой повторени  и произвольной формы. В качестве блока 13 может быть использован , как и в известном устройстве , аналоговьш интегратор напр жений , управл емый бипол рным коммутатором напр жений, управл ющий вход которого  вл етс  входом блока 13. В качестве блока 17 используетс  блок, аналогичный блоку задани  кодов в известном устройстве, содержащий дополнительный триггер (разр д) регистра записи кодов, выход которого  вл етс  дополнительным вьпсодом блока 17. В качестве блока 21 использованы три (согласно числу уровней UQ ; 11(1 ; UfuHn ) одинаковых компаратора, суммирующие входы которых соединены вместе и  вл ютс  входом блока 21. Вычитающие входы первого и второго компараторов соединены непосредственно с первым и вторым выходами блока 19, а вычитающий вход третьего компаратора через блок 20 соединен с третьим выходом блока 19. Вычитающие входы компараторов  вл ютс  соответственно первым, вторым и третьим управл ющими входами блока 21, а выходы его  вл етс  выходами соответствующих компараторов. В качестве синхронизируемого генератораAs block 12, any periodic signal generator with a stable repetition frequency and an arbitrary shape can be used. As block 13, as in the known device, an analog voltage integrator controlled by a bipolar voltage switch can be used, the control input of which is the input of block 13. As block 17, a block similar to the block of setting codes in the known device containing an additional trigger (bit) of the register for writing codes whose output is an additional block of the block 17. Three block 21 (according to the number of levels UQ; 11 (1; UfuHn) of the same comparator, summing the inputs which are connected together and are the input of block 21. The subtractive inputs of the first and second comparators are connected directly to the first and second outputs of block 19, and the subtractive input of the third comparator is connected via block 20 to the third output of block 19. The subtractive inputs of the comparators are first, second and the third control inputs of the unit 21, and its outputs are the outputs of the respective comparators. As a synchronized generator

23импульсов использован генератор с внешним запуском.23 pulses used generator with external start.

036994036994

Реализаци  предлагаемого способа производитс  следующим образом.The implementation of the proposed method is carried out as follows.

Формируют быстро измен ющийс  сигнал 1 (фиг.1), необходимыми и до , статочными услови ми дл  которого  вл ютс  периодичность и долговременна  стабильность частоты 1/т Формируют сигнал 2, посто нна  времени изменени  которого за врем  егоA rapidly changing signal 1 is formed (Fig. 1), necessary and sufficient for which the periodicity and long-term frequency stability 1 / t are sufficient conditions. A signal 2 is formed, the time constant of which is changed

0 изменени  в пределах медцу двум 0 changes within two

р дом выбранными точками характеристики преобразовани  (кванта), задаетс  равной времени формировани  не менее, чем нескольких дес тков риодов сигнала 1.A number of selected points of the conversion (quantum) characteristic is set equal to the formation time of not less than several tens of signal 1 periods.

Сумму 3 сигналов 1 и 2 подают . на вход испытуемого А1ЦТ. Одновременно с суммированием сигналов 1 и 2 формируют сигнал 5, который можетThe sum of 3 signals 1 and 2 serves. to the entrance of the test A1CT. Simultaneously with the summation of signals 1 and 2 form a signal 5, which can

2Q Соответствовать любому выбранному значению сигнала 1 , Дл  простоты рассмотрени  на фиг.1 показан пороговый уровень DO ,. равный нулю и соответствующий нулевым значени м2Q Corresponding to any selected value of signal 1. For ease of consideration, FIG. 1 shows the threshold DO,. equal to zero and corresponding to zero values

25 сигнала 1 в точках А и Б, а также показан сигнал 5, точно (без задержки ) соответствующий точке А сигнала 1, где производна  имеет положитель25 of signal 1 at points A and B, and also shows signal 5, exactly (without delay) corresponding to point A of signal 1, where the derivative has a positive

на, так как форма сигнала 1 отлична  от синусоидальной, хот  ее среднее значение равно нулю.on, since the waveform 1 is different from sinusoidal, although its average value is zero.

Выходной сигнал испытуемого объекта , представл ющей текущий результат аналого-цифрового преобразовани The output signal of the test object, representing the current result of the analog-to-digital conversion

сигнала 3, в моменты действи  сигналов 5, сравнивают с опорньм сигналом 4, равным заданному пороговому уровню DO 0. При сравнении текущий результат аналого-цифрового пре- образовани  сигнала 3, равный мгновенному значению сигнала 3 в момент действи  сигнала 5 (фиг.1), представл етс  цифровым кодированным сигналом с соответствующим числен-signal 3, at the moments of action of signals 5, is compared with the reference signal 4 equal to the specified threshold level DO 0. When comparing the current result of the analog-to-digital conversion of signal 3, equal to the instantaneous value of signal 3 at the time of the action of signal 5 (Fig. 1) is represented by a digital encoded signal with the corresponding numerical

ным значением. Опорный сигнал 4, равный нулю, представл етс  также цифровым сигналом, с численным значением равным , т.е. с нулевым . кодом ВО всех разр дах.by value. The reference signal 4, equal to zero, is also represented by a digital signal, with a numerical value equal, i.e. with zero. VO code of all bits.

Посредством результирующего сигнала 6 сравнени  опорного сигнала 4 и теку1чего результата преобразовани  сигнала 3, формируют сигнал 2 следующим образом. Если результатBy means of the resultant signal 6, comparing the reference signal 4 and the current result of converting the signal 3, the signal 2 is generated as follows. If the result

аналого-цифрового преобразовани  сигнала 3 в момент действи  сигнала 5 равен сигналу 4, то сигнал 6 из- jмен етс  из состо ни  низкого уров5analog-to-digital conversion of signal 3 at the time of action of signal 5 is equal to signal 4, then signal 6 changes from a low level5

н  в состо ние высокого, в результте чего сигнал 2 начинает нарастат Если результат преобразовани  сигнала 3 больше сигнала 4, то сигнал 6 измен етс  в состо ние низкого уровн , а сигнал 2 начинает спадать . Описанный процесс многократно повтор етс , при этом сигнал 2 колеблетс  относительно заданного опорного сигнала 4, равного в рассматриваемом случае заданному пороговому уровню .Into the high state, as a result of which signal 2 begins to increase. If the result of converting signal 3 is greater than signal 4, then signal 6 changes to a low state, and signal 2 begins to fall. The described process is repeated many times, with signal 2 oscillating relative to a predetermined reference signal 4, which in this case is equal to a predetermined threshold level.

В соответствии со способом при сравнении измер ют среднее значение сигнала 2. Поскольку сигнал 4 установлен равным , среднее значение сигнала 2 численно также должно быть равно . Отличие ег от величины тем меньше, чем точнее выполн етс  равенство между мгновенными значени ми сигналов 3 и 4, сравниваемыми в моменты действи  сигналов 5.In accordance with the method of comparison, the average value of the signal 2 is measured. Since the signal 4 is set equal, the average value of the signal 2 should also be numerically equal. The difference between er and magnitude is the smaller, the more precisely the equality between the instantaneous values of signals 3 and 4 compared at the moments of action of signals 5 is fulfilled.

Поскольку реальный испытуемьй А1Щ имеет задержку отсчета величина которой заранее точно не известна, то действительное значение сигнала 3 соответствует точке котора  определ етс  моментом дейсви  сигнала 5, задержанного на Т(хи, Из-за различи  между значени ми синала 3 в точках А и Г формируетс  сигнал 2, среднее значение которог отличаетс  от нулевого на величину различи  значений сигнала 3 в точках А и Г. ISince the real test A1Sch has a delay of the count, the value of which is not known in advance, the actual value of signal 3 corresponds to the point which is determined by the moment of action of signal 5 delayed by T (xi, because of the difference between the values of synal 3 at points A and G is formed signal 2, the mean value of which differs from zero by the difference in the values of signal 3 at points a and g. I

Затем согласно способу измен ют величину порогового уровн  сигнал дискриминации относительно заданного порогового уровн  до велич Uh . В результате происходит формирование сигналов 7, соответствующих переходам сигнала 1 - через пороговый уровень и . По величине временного интервала i, по величине и знаку отклонени  уровн  Ut, от UQ определ ют величину и знак произвоной в точке перехода сигнала 1 чер заданный пороговый уровень U . Пр этом дл  формализации определени  величины и знака производной принимаетс , что Lh имеет условно отрицтельный знак, если сигнал 5 задержан относительно сигнала 7, и положительный , если сигнал 7 задержан относительно сигнала 5, Величи«ы проговых уровней {J и Uo алгебраически вычитаютс  с их знаками, аThen, according to the method, the value of the threshold level is changed by the discrimination signal with respect to the predetermined threshold level to Uh. As a result, signals 7 are formed that correspond to transitions of signal 1 — through the threshold level and. According to the magnitude of the time interval i, the magnitude and sign of the deviation of the level Ut, from UQ, the magnitude and sign are determined by the call at the transition point of signal 1 or the given threshold level U. In order to formalize the determination of the magnitude and sign of the derivative, it is assumed that Lh has a conditionally negative sign if signal 5 is delayed relative to signal 7, and positive if signal 7 is delayed relative to signal 5, the magnitudes of the prog levels {J and Uo are algebraically subtracted from them signs, and

величина и знак производной определ етс , KaK 3lJ/dt i-Uh -Uo(thH дл  точки А(фиг. 1) равна dU/dtt-Un-0/- /J- Величина изменений порогового уровн  (J), относительно U, ограничиваетс  допустимой методической погрешностью линейной аппроксимации сигнала 1 в точке А. С учетом указанного формального правила определение велиQ чины и знака производной может быть произведено в любой точке сигнала 1, например Б.the magnitude and sign of the derivative is determined, KaK 3lJ / dt i-Uh -Uo (thH for point A (Fig. 1) is equal to dU / dtt-Un-0 / - / J-) The magnitude of the changes in the threshold level (J), relative to U, limited by the permissible methodical error of linear approximation of signal 1 at point A. Given the above formal rule, the magnitude and sign of the derivative can be determined at any point of signal 1, for example B.

При дальнейшем изменении порогового уровн  фиксируют его измененнуюWith a further change in the threshold level, its modified

5 величинуUT J J, при равенстве измеренного с реднего значени  В сигнала 2 величине заданного порогового уровн  Uo Зафиксированной величине Отачл соответствуют сигналы 8, которые5, the value of UT J J, when the signal 2 measured from the mean value B is equal to 2, the value of the specified threshold level Uo The fixed value of Otachl corresponds to signals 8, which

0 опережают по времени сигналы 5 на величину Tu,u,n . При этом-действительные моменты сравнени  результата преобразовани  сигнала 3 с опорным сигналом 4, равным заданному уровню0 ahead of time signals 5 by the value of Tu, u, n. In this case, the actual moments of comparing the result of the signal conversion 3 with the reference signal 4 equal to the specified level

5 о 0, точно соответствуют точкам А сигнала 1, значение сигнала 1 в которых равно (Jo , а величина и знак производной определены.5 о 0, exactly correspond to points A of signal 1, the value of signal 1 in which is equal (Jo, and the magnitude and sign of the derivative are determined.

В соответствии со способом одноQ временно с фиксациейиг цп формируют вспомогательную последовательность цифровых сигналов 9, период повторени  которых должен быть большим кли равным Тпр и кратным перио; У сигнала 1. Синхронизируют сигналы 9 с сигналами 8. В результате синхронизации добиваютс  периодического совпадени  одного из сигналов 9 с сигналами 8 и получают сигналы 10.In accordance with the one-way method, with the fixation of the ig cp, one form an auxiliary sequence of digital signals 9, the repetition period of which should be a large Kli equal to Tpr and a multiple of the period; At signal 1. Synchronize signals 9 with signals 8. As a result of synchronization, one of signals 9 is periodically matched with signals 8 and signals 10 are received.

„ Таким образом обеспечиваетс  точна “This ensures accurate

UU

Прив зка -по фазе сигналов 10 с сигналами 8 и сигналом 3, т.е. становитс  точно известным местоположение любого из сигналов 10 относительно сиг- нала 3. 5Snap-phase signals 10 with signals 8 and signal 3, i.e. the location of any of the signals 10 with respect to signal 3 becomes accurately known. 5

После синхронизации сигналов 9 с сигналами 8 дискретизируют сигнал 3 посредством сигналов 10, используемых -дл  стробировани  испытуемогоAfter the signals 9 are synchronized with the signals 8, the signal 3 is sampled by the signals 10 used by the -dl gating of the subject

АЦП. В результате выполнени  рассмотренных операций способа действительные моменты дискретизации сиг- лала 3 соответствуют сигналам 11, в моменты сравнени  выходного сиг5 н;1ла испытуемого объекта с опорным соответствуют сигналам 5. Поскольку сигналы 11 (фиг.О соответствуют различным значени м сигнала 3 в пре5ADC. As a result of performing the considered operations of the method, the actual sampling times of the signal 3 correspond to the signals 11, at the moments of comparison of the output signal s5 n; 1 l of the test object with the reference signal correspond to the signals 5. Since the signals 11 (fig.O correspond to different values of the signal 3 in

делах перГиода сигналов 5, а сигналы 5 всегда соответствуют одним и тем же значени м сигнала 3 в точке А, то с учетом известной величины - знака производной в точке А и периода ТПР сигналов 11 - имеет место соответствие точно известных условий испытаний измер емой динамической характеристике преобразовани . Одновременно с фактической дискретизацией сигнала 3 в моменты действи  сигнало 11 сравнивают, фактически в моменты действи  сигналов 5, выходные сигналы испытуемого АЦП с опорными сигналами 4, соответствуюрд1ми выбран- ным точкам его характеристики npeoepa зовани .Таким образом,при ее измерени обеспечиваютс  реальные услови  испытуемого объекта с учетом вли ни  как величины и знака производной, так и переходных процессов установлени  в нем при преобразовании разных значений сигнала 3.Since the signals of the signal 5, and the signals 5 always correspond to the same values of the signal 3 at point A, then taking into account the known value — the sign of the derivative at point A and the period of TPR signals 11 — the exact test conditions correspond to the measured dynamic characteristic transform. Simultaneously with the actual sampling of the signal 3 at the moments of action of the signal 11, the output signals of the ADC under test are actually compared with the reference signals 4, corresponding to the selected points of its reproduction characteristics. Thus, when measured, real conditions of the test object are provided taking into account the effect of both the magnitude and sign of the derivative, and the transient processes of establishing therein when converting different values of the signal 3.

Вли ние этих факторов при формировании сигнала 2 приводит к откло- нени м средних значений сигнала 2 от опорных сигналов 4, соответствующих выбранным точкам характеристики преобразовани . Отклонени  св заны с тем, что значени  результата преобразовани  сигнала 3 в точках А в моменты сравнени  отличают от действительных значений из-за неспособности испытуемого преобразовател  правильно реагировать во всех точках характеристики преобразовани  на заданную величину (знак) производной испытательного сигнала 3 при стробировании А1Щ с заданным ТПР.The influence of these factors during the formation of signal 2 leads to deviations of the average values of signal 2 from the reference signals 4 corresponding to the selected points of the conversion characteristic. The deviations are related to the fact that the values of the result of the signal 3 conversion at points A at the moments of comparison are distinguished from the actual values due to the test transducer's inability to react correctly at all points of the conversion characteristic by the given value (sign) of the test signal 3 when gating A1 А with the given TPD.

Выбира  частоту и амплитуду сигнала 1, а также период повторени  ТПР сигналов 9, можно в широких пределах варьировать исходные услови  измерени  динамических характерис- тик преобразовани , соответствующих значени м этих параметров. При этом задава  все или только выбранные точки характеристики посредством задани  соответствую1цих опорных сиг- налов 4 по отклонени м от них средних значений, сформированных в процессе измерений сигналов 2, можно судить о всей или отдельныхBy choosing the frequency and amplitude of signal 1, as well as the repetition period of TPD signals 9, it is possible to widely vary the initial conditions for measuring the dynamic characteristics of the transform, corresponding to the values of these parameters. In this case, by assigning all or only selected points of the characteristic, by setting the corresponding reference signals 4 by the deviations from them of the average values formed in the process of measuring signals 2, one can judge the whole or individual

участках динамической характеристи ке преобразовани , контролиру  по вление отклонений, равных или больших допустимым.areas of the dynamic characteristic of the transform, control the occurrence of deviations equal or greater than permissible.

с ю и 20 25 зо 40with y and 20 25 and 40

3535

5555

Устройство работает следуюпд1м образом .The device works in the following way.

Выходной сигнал блока 12 поступает на сумматор 14 вместе с сигналом 2 с выхода блока 13. Суммарный сигнал 3 с выхода сумматора 14 подаетс  на вход испытуемого . Одновременно выходной сигнал 1 блока 12 подаетс  на вход блока 21.The output signal of the block 12 is fed to the adder 14 together with the signal 2 from the output of the block 13. The total signal 3 from the output of the adder 14 is fed to the input of the subject. At the same time, the output signal 1 of block 12 is fed to the input of block 21.

С выхода блока 19, который 1}ред- ставл ет источник стабильных напр жений , задаютс  пороговые уровни, соответствующие UQ , t) п и итс,о,п . Величины Up и Un задаютс  посто нными , а пороговый уровень на третьем выходе измен етс  до фиксации величины посредством блока 20, представл ющего любой фиксируемый регул тор напр жений, например градуированный потенциометр, положение которого фиксируетс  оператором при изменении уровн  напр жени . Р мпульс- ные сигналы 5 и 7 с первого и второго выходов блока 21 поступают на входы измерител  22 временного интервала, а с третьего выхода сигналы 8 поступают на вход синхронизируемого генератора 23. При логическом сигнале с низким уровнем (логический О), поступающим на вход управлени  генератора 23 с выхода блока 17, синхронизируемый генератор выключен и импульсные сигналы с третьего выхода измерител  22 проход т через генератор 23 на входы стробировани  АЦП 15 и блока 16 сравнени .From the output of block 19, which 1} represents the source of stable voltages, threshold levels are set corresponding to UQ, t) n and itc, o, n. The values of Up and Un are set constant, and the threshold level at the third output changes until the value is fixed by block 20 representing any fixed voltage regulator, for example, a graduated potentiometer whose position is fixed by the operator when the voltage level changes. Pulse signals 5 and 7 from the first and second outputs of block 21 are fed to the inputs of the time meter 22, and from the third output, signals 8 are fed to the input of the synchronized generator 23. With a logic signal with a low level (logic O), fed to the input control of the generator 23 from the output of block 17, the synchronized generator is turned off and the pulse signals from the third output of the meter 22 pass through the generator 23 to the gate inputs of the A / D converter 15 and the block 16 of the comparison.

На входе испытуемого АЦП 15 действует при этом суммарньй сигнал 3 (фиг.1). В моменты стробировани  АЦП 15 мгновенное значение напр жени  сигнала 3 на его входе равно текущему значению напр жени  сигнала 2 на выходе блока 13. Пусть на вход блока 16 с выхода блока 17 задан код, численно равньй UQ . Если выходной код АЦП 15, полученный при стробировании, равен при сравнении коду с выхода блока 17, то результирующий сигнал 6 с выхода блока 16 управл ет блоком 13 таким образом, что выходное напр жение блока 13 начинает возрастать Когда оно достигает значени , при котором.выходной код испытуемого А1Ш 15 превьшает код, установленный в блоке 17, выходной сигнал 6 блока 16 управл етAt the entrance of the test ADC 15 operates with the total signal 3 (figure 1). At the time of sampling the ADC 15, the instantaneous value of the voltage of the signal 3 at its input is equal to the current value of the voltage of the signal 2 at the output of block 13. Let the input block 16 from the output of block 17 be given a code that is numerically equal to UQ. If the output code of the A / D converter 15, obtained by gating, is equal when comparing the code from the output of block 17, the resulting signal 6 from the output of block 16 controls block 13 so that the output voltage of block 13 starts to increase. When it reaches the value at which. the output code of the test A1Sh 15 exceeds the code set in block 17, the output signal 6 of block 16 controls

блоком 13 так, что напр жение на его выходе начинает уменьшатьс . unit 13 so that the voltage at its output begins to decrease.

Измен   величину порогового уровн  на третьем входе блока 21, сдвигают по фазе импульсы на третьем выходе блока 21 относительно сигналов с вькода блока 12, При этом измер ют среднее значение напр жени  на выходе блока 13 с помощью цифрового интегрирующего -вольтметра 18. Когда измеренное среднее значение напр жени  сигнала 2 на блока 13 становитс  равно установленному с блока 19 на пер-- вом входе блока 21 уровню напр жени  УС, 5 фиксируют уровень напр жени  на третьем входе блока 21 при: прмоащ блока 20. После фртксации на третьем выходе блока 21 фо)миру- ютс  импульсы 8 (фиГоО, точно определ ющие резуль .гат преобразовани  /ЩП 15 гголожани  сигнала 3 в Точке А с учетом компенсации вли ни  задерхасч отc.iera Таицгг Вели- . чику производно } сигнала 3 в этой и ее энак ситредел ют по установленным зкаченк м напр жений IJo Un () на первом и втором выходах блока I9 и врэменному инЛтервалу in , измер емому измерителем 22 временного интгр)зала. При этом величины - Un и UQ алгебраически вьгчитаютс  с их знаками., а дл  L(, условно принимаетс  отрицательный знак, если сигнал 5 задерлсан относительно сигнала 7,, и положительньш9 если сиг нал 7 задерлак относительно сигк.зла 5, При фиксированном подключении входов измерител  22 к выходам блока 21 уг. С. легко обнаруживаетс  по результату измерени  либо непосредствекно величины L в первом случае, либо величины 5 ДР- Т,- - период сигнала 1 (фиг..1). Исход  из этого величина н знак производной в точке А (фиг„1) равна dU/(:it -Un-C /-tvi UH(Lj,.By changing the value of the threshold level at the third input of block 21, the pulses are shifted in phase at the third output of block 21 relative to the signals from the code of block 12, and the average voltage at the output of block 13 is measured using a digital integrating -voltmeter 18. When the measured average value the voltage of signal 2 at block 13 becomes equal to that of level 19 installed at block 1 and the input of block 21, the voltage level US, 5 fixes the level of voltage at the third input of block 21 at: block 20 received. After the third output of block 21 f ) pulses 8 (FIGHT, defining exactly the result of the conversion / SCP 15 signal position 3 at Point A are taken into account, taking into account the compensation of the effect of the distance from signal 3 in this and its envelope) at the established Iko Un () voltage of the first and second outputs of the I9 unit and the in-interval in interval measured by the 22-meter-time intgr) hall. In this case, the values of - Un and UQ are algebraically interpreted with their signs., And for L (, a negative sign is conventionally accepted if the signal 5 is determined by the signal 7 ,, and positive 9 if the signal is 7 the delayed signal relative to the signal 5 The meter 22 to the outputs of the block 21 of the angle S. is easily detected by the measurement result either directly of the value of L in the first case, or of the value of 5 DF-T, - is the period of signal 1 (Fig. 1). point A (fig „1) is equal to dU / (: it -Un-C / -tvi UH (Lj ,.

При изменении логического сигнала на управл ющем входе синхронизируемого генератора 23 в состо ние с высоким уровнем (логическа  1) происходит его включение в автоколебательный режим. При этом генератор 23 синхронизируетс  импульсамиWhen the logical signal at the control input of the synchronized generator 23 changes to a state with a high level (logical 1), it is switched on in the self-oscillatory mode. In this case, the generator 23 is synchronized by pulses.

8, работа  с собственным периодом повторени  импульсов 9 - Tf,p , вы- бранным кратным периоду TC повторени  импульсов 8. На первом выходе 5 генератора 23, подключенном к входу стробировани  АЦП 15, действуют импульсы 10, а на втором выходе, подключенном к входу стробировани  блока 16, - импульсы 8,8, operation with its own pulse repetition period 9 — Tf, p selected as a multiple of the pulse repetition period TC 8. At the first output 5 of the generator 23 connected to the gate input of the A / D converter 15, pulses 10 operate, and at the second output connected to the input gating unit 16, - pulses 8,

10 В результате обеспечиваетс  стро- бирование испытуемох о А1Щ 15 в моменты времени (импульсы 11, фиг.1), соответствующие различным значени м напр жени  сигнала 3 на выходе сумма15 тора 14. Одновременно обеспечиваетс  управление формированием сигнала 2 на выходе блока 13 только в моменты сравнений (сигнал 5, фиг.1), когда мгновенные значени .напр жени  на10 As a result, testing of A1SCh 15 at time points (pulses 11, fig. 1) corresponding to different voltage values of signal 3 at the output of sum 15 of torus 14 is provided. At the same time, signal formation 2 at the output of block 13 is controlled only at moments comparisons (signal 5, FIG. 1), when the instantaneous values of voltage

20 выходе блока 13 должны быть равны М1 повенным значени м напр жени  на входе испытуемого АЦП 15.The 20 output of the block 13 must be equal to M1 by the specific voltage values at the input of the tested A / D converter 15.

Среднее значение выходного напр жени  блока 13 измер етс  в тече25 ние большого числа циклов его изменени  цифровым интегрирующим вольтметром 18. Цифровой результат измерени  соответствует границе перехода от одного кванта к другому наThe average value of the output voltage of the block 13 is measured over a large number of cycles of its change by a digital integrating voltmeter 18. The digital measurement result corresponds to the transition boundary from one quantum to another

30 характеристике преобразовани  испытуемого ЩИ 15. Отклонение цифрового результата измерени  (среднее значение В) от кода (опорного сигнала 45 фиг.1), задаваемого с первого30 characterization of the conversion of the test ALI 15. The deviation of the digital measurement result (average value B) from the code (reference signal 45 of FIG. 1) specified from the first

35 выхода блока 17 на второй вход блока 16,, характеризует погрешность динамической характеристики преобразовани  в этой точке. Погрешность точно соответствует определенной ве40 личине и знаку производной и заданному Тпр .The output of block 17 to the second input of block 16 ,, characterizes the error of the dynamic characteristic of the conversion at this point. The error exactly corresponds to a certain value and the sign of the derivative and a given Tpr.

После регистрации оператором результата измерений в блоке 17 задани  кодов устанавливают код, со45 ответствующий значению следующейAfter the operator registers the measurement result in block 17, the task of codes sets the code corresponding to 45 corresponding to the value of the following

точки измер емой характеристики преобразовани . Измерени  повтор ютс  при неизменных значени х кода на втором выходе блока 17, пороговыхpoints of the measured conversion characteristic. The measurements are repeated at constant code values at the second output of block 17, the threshold

50 уровн х напр жений UQ , (In ,итьи,п на входах блока 21 и неизменной величине ТПР до получени  полной информации о всех точках характеристики преобразовани  испытуемого АЦП.50 levels of voltage UQ, (In, iti, p at the inputs of block 21 and the constant value of the TPD to obtain complete information about all points of the conversion characteristics of the tested ADC.

фиг. 1FIG. one

Claims (2)

1. Способ измерения динамических характеристик преобразования быстродействующих и высокоточных аналого-цифровых преобразователей, заключающийся в суммировании двух испытательных сигналов с разной скоростью изменения, подаваемых на испытуемый аналого-цифровой преобразователь, формировании основных тактовых сигналов при переходе быстро изменяющегося испытательного сигнала через опорный уровень, формировании кода, пропорционального сумме двух испытательных сигналов, и сравнении данного кода с заданным кодом в моменты поступления основных тактовых сигналов, формировании медленно изменяющегося сигнала по результатам сравнения, измерении кода среднего значения медленно изменяющегося испытательного сигнала, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, при сравнении кодов в качестве заданного кода используют код соответствующего опорного уровня после измерения кода среднего значения медленно изменяющегося испытательного сигнала, величину опорного уровня изменяют до момента равенства кода . измеренного среднего значениямедленно изменяющегося испытательного сигнала заданному коду опорного уровня, в точке перехода через опорный уровень быстро изменяющегося испытательного сигнала определяют величину и знак его производной, формируют вспомогательную последовательность тактовых импульсов с 18 синхронизацией ее с основными тактовыми сигналами, а формирование кода, пропорционального сумме двух испытательных сигналов на последующих тактах преобразования, осуществляют в моменты поступления вспомогательной последовательности тактовых сигналов, измеренный код среднего значения медленно изменяющегося испытательного сигнала, соответствующий определенной величине производной быстро изменяющегося сигнала, используют в качестве параметра динамической характеристики испытуемого аналого-цифрового преобразователя.1. A method for measuring the dynamic conversion characteristics of high-speed and high-precision analog-to-digital converters, which consists in summing up two test signals with different rates of change applied to the tested analog-to-digital converter, generating basic clock signals when the fast-changing test signal passes through the reference level, and generating a code proportional to the sum of two test signals, and comparing this code with a given code at the time of receipt of the main clock signals, the formation of a slowly changing signal according to the results of comparison, measuring the code of the average value of the slowly changing test signal, characterized in that, in order to improve accuracy, when comparing the codes, the code of the corresponding reference level is used as the set code after measuring the code of the average value of slowly changing test signal, the value of the reference level is changed until the code is equal. measured average values of a slowly varying test signal to a given reference level code, at the point of transition through the reference level of a rapidly changing test signal, determine the value and sign of its derivative, form an auxiliary sequence of clock pulses with 18 synchronization with the main clock signals, and the formation of a code proportional to the sum of two test signals at subsequent conversion clocks, carried out at the moments of receipt of auxiliary sequentially five clock signals measured code slowly varying mean value of the test signal corresponding to the determined value of the derivative of a rapidly changing signal used as the dynamic characteristic parameter of the test analog-digital converter. 2. Устройство для измерения динамических характеристик преобразования быстродействующих и высокоточных аналого-цифровых преобразователей, содержащее блок формирования быстро изменяющегося испытательного сигнала, блок формирования медленно изменяющегося испытательного2. A device for measuring the dynamic conversion characteristics of high-speed and high-precision analog-to-digital converters, comprising a unit for generating a rapidly changing test signal, a unit for generating a slowly changing test SU „.,1203699 сигнала, выход которого соединен с первым входом аналогового сумматора, выход которого подключен к первой выходной шине, первый вход блока цифрового сравнения кодов соединен с входной шиной, второй вход - с первым выходом блока задания кодов, выход блока цифрового сравнения кодов Подключен к входу блока формирования медленно изменяющегося испытательного сигнала, цифровой интегрирующий вольтметр, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введены блок задания пороговых уровней, блок фиксации порогового уровня,блок компараторов, измеритель временного интервала, синхронизируемый генератор импульсов, причем выход блока формирования быстро изменяющегося испытательного сигнала соединен непосредственно с вторым входом аналогового сумматора и с первым вхо1203699 дом блока компараторов, второй и третий входы которого соединены с первым и вторым выходами блока задания пороговых уровней непосредственно, четвертый вход через блок фиксации порогового уровня подключен к третьему выходу блока задания пороговых уровней, а первый и второй выходы соединены с соответствующими входами измерителя временного интервала, а третий соединен с первым входом синхронизируемого генератора импульсов, второй.вход которого подключен к второму выходу блока задания кодов, а первый и второй выходы соединены с второй выходной шиной и третьим входом блока цифрового сравнения кодов соответственно, выход блока формирования медленно изменяющегося испытательного сигнала. соединен с. входом цифрового интегрирующего вольтмет ра.SU „., 1203699 signal, the output of which is connected to the first input of the analog adder, the output of which is connected to the first output bus, the first input of the digital code comparison unit is connected to the input bus, the second input is with the first output of the code setting unit, the output of the digital code comparison unit A digital integrating voltmeter is connected to the input of the unit for generating a slowly varying test signal, characterized in that, in order to improve accuracy, a threshold level setting unit, a threshold level fixing unit, and a block are introduced into it comparators, a time interval meter, a synchronized pulse generator, and the output of the rapidly changing test signal generating unit is connected directly to the second input of the analog adder and to the first input of the comparator unit, the second and third inputs of which are connected directly to the first and second outputs of the threshold level setting unit, the fourth input through the threshold level fixation unit is connected to the third output of the threshold level setting unit, and the first and second outputs are connected to the corresponding inputs of the time interval meter, and the third is connected to the first input of the synchronized pulse generator, the second is the input of which is connected to the second output of the code setting unit, and the first and second outputs are connected to the second output bus and the third input of the digital code comparison unit, respectively, the output of the formation unit slowly changing test signal. connected to. input of a digital integrating voltmeter.
SU843733105A 1984-04-21 1984-04-21 Method and apparatus for measuring dynamic conversion characteristics of high-speed and high-precision analog-to-digital converters SU1203699A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843733105A SU1203699A1 (en) 1984-04-21 1984-04-21 Method and apparatus for measuring dynamic conversion characteristics of high-speed and high-precision analog-to-digital converters

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843733105A SU1203699A1 (en) 1984-04-21 1984-04-21 Method and apparatus for measuring dynamic conversion characteristics of high-speed and high-precision analog-to-digital converters

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1203699A1 true SU1203699A1 (en) 1986-01-07

Family

ID=21116075

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU843733105A SU1203699A1 (en) 1984-04-21 1984-04-21 Method and apparatus for measuring dynamic conversion characteristics of high-speed and high-precision analog-to-digital converters

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1203699A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 809548, кл. Н 03 К 13/02, 1981, Авторское свидетельство СССР № 1058048, кл, И 03 К 13/02, 22.09,82, *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4303983A (en) Method and apparatus for measuring time
US4654584A (en) High-speed precision equivalent time sampling A/D converter and method
US3458809A (en) Dual-slope analog-to-digital converters
EP0047090B1 (en) Method of and apparatus for converting an analogue voltage to a digital representation
US4733167A (en) Measurement circuit for digital to analog converter
US4437057A (en) Frequency detection system
SU1203699A1 (en) Method and apparatus for measuring dynamic conversion characteristics of high-speed and high-precision analog-to-digital converters
CN109633251B (en) IF circuit integral voltage peak-to-peak value solving method and device
JPH0820473B2 (en) Continuous period-voltage converter
SU1354136A1 (en) Device for determining amplitude-frequency characteristics of power objects
US4527907A (en) Method and apparatus for measuring the settling time of an analog signal
SU1211879A1 (en) Device for measuring conversion characteristic of high-speed and low-error analog-to-digital converters
JPS62294993A (en) Time-voltage converter
JPH0454198B2 (en)
RU1780036C (en) Method and device for measuring frequency of ac current
SU1481894A2 (en) Device for automatic measuring of metrological characteristics of digital measuring instruments
SU877448A1 (en) Device for determination of stroboscopic transducer graduation characteristics
SU1005297A1 (en) Device for measuring and monitoring parameters of analogue-digital converters
SU762170A1 (en) Method and apparatus for a-d conversion
SU1283666A1 (en) Analog meter of velocity
SU805418A1 (en) Device for testing aperture time of analogue storage units
SU1030742A2 (en) Device for forming voltage proportional to pulse frequency logarithm
SU1061260A1 (en) Analog/digital converter
JPH0654331B2 (en) Power converter voltage and current detection method
JPH0664158B2 (en) Automatic time interval measurement method