SU1578809A1 - Устройство дл поверки цифроаналоговых преобразователей - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и предназначено дл  измерени  дифференциальной нелинейности цифроаналоговых преобразователей. Цель изобретени  - повышение точности измерени . Устройство дл  поверки цифроаналоговых преобразователей содержит аналоговый вычитатель 1, цифроаналоговый преобразователь 2, компаратор 3, генератор 4 кодов, выполненный на регистре 5 последовательного приближени , генераторе 6 импульсов, счетчике 7 и дешифраторе 8, арифметический блок 9, выполненный на регистре 10 и цифровом вычитателе 11, аналого-цифровой преобразователь 12, преобразователь 13 ток-напр жение, ключ 14 и измер емый цифроаналоговый преобразователь 15. Введение компаратора 3, преобразовател  13 ток-напр жение и ключа 14 с соответствующими св з ми позволило повысить точность измерени  за счет исключени  аддитивных погрешностей вычитател  1 и преобразователей 12 и 13, а также за счет исключени  вли ни  на точность измерени  неидентичности параметров цифроаналоговых преобразователей 2 и 15. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

L±O

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и предназначено дл  измерени  дифференциальной нелинейности цисЬроаналоговых преобразователей

Цель изобретени  - повышение точности измерени „

На фиг 1 представлена функциональна  схема предлагаемого устройства; на фиго 2 временные диаграммы, по с н ющие работу устройства „

Устройство дл  поверки цифроанало- говых преобразователей содержит аналоговый вычитатель 1s цифроаналоговый преобразователь 25 компаратор 3, генератор 4 кодов, выполненный на регистре 5 последовательного приближени , генератор 6 импульсов, счетчике 7 и

дешифраторе 8, арифметический блок 9. выполненный на регистре 10 и цифровом вычитателе 115 аналого-цифровой преобразователь 12, преобразователь 13 ток- напр жение,, ключ 14 и измер емый цифроаналоговый преобразователь 15,

Устройство дл  поверки цифроанало- говых преобразователей (ЦАП) работает следующим образомо

В исходном состо нии ключ 14 разомкнут , а счетчик 7 находитс  в нулевом состо нии На управл ющие входы измер емого ЦАП 15 с выходов старших раэ- о дов счетчика 7 поступает нулевой код (фиго2,б)3 в регистр 10 арифметического блока 9 записан нулевой код„

При включении генератора 6 импульсов импульсы с его выхода (,а) поступают на тактовые входы регистра 5 последовательного приближени  (РГШ) и счетчика 7 , код с выхода которого поступает на информационные входы дешифратора 8„ На третьем выходе дешифратора 8 формируетс  сигнал (фиго25г) удерживающий ключ1 14 в разомкнутом состо нии о Через некоторое врем  tg, необходимое дл  окончани  переходного процесса в измер емом ЦАП 15 На вход запуска РПП 5 с четвертого выхода дешифратора 8 поступает импульс запуска (фиг„2,в)о В результате на выходе РПП 5 начинает мен тьс  код3 вызывающий соответствующее изменение сигнала 12 на выходе ЦАП 2f Этот сигнал поступает на вход аналогового вычитател  1, на выходе которого формируетс  ток.

равный разности 115 г Де на выходе измер емого ЦАП 15„ Сигнал с выхода аналогового вычитател  1 сравниваетс  на компараторе 3 с сигналом нулевого уровн .Выходной сигнал компаратора 3 управл ет формированием кода на выходе РПП 5„ Совокупность блоков 1,2,3,5 и 6 реализует контур уравновешивани  выходного сигнала измер емого ЦАП 15. По окончании процесса уравновешивани  на выходе вычитател  1 сигнал равен

Д0 л,+ Д205

где Д , - аддитивна  погрешность вычитател  1 ; &2о ошибка уравновешивани , обусловленна  неидентичностью выходных сигналов ЦАП 2 и 15, I

По окончании процесса уравновешивани , через врем  Ц после запуска РПП 5, замыкаетс  ключ 14 (фиг„2,г), а через врем  Ч;г (необходимое дл  окончани  переходного процесса в преобразователе 13 ток-напр жение) с второго выхода дешифратора 8 осуществл етс  запуск (фиг„2,д) аналого-цифрового преобразовател  (АЦП) 12. который преобразует сигнал с выхода блока 13 в цифровой код, пропорциональный сигналу

К(А, + AZO ) + Ai3 ,

5

0

0

5

где К, Д19 - коэффициент преобразовани  и погрешность блока 13 соответственно о При этом на выходе АЦП 12 формируетс  код N0 NQ + Д N,z , где и, погрешность АЦП 12С Полученный код через врем  t& (врем  преобразовани  АЦП 12) по команде с первого выхода дешифратора 8 заноситс  в регистр 10 (фиг 2,е), при этом на выходе цифрового вычитател  11 формируетс  нулевой код, поскольку на обоих его входах присутствуют одинаковые коды. Затем на измер емый ЦАП 15 поступает с блока 4 код 00 „о „01 (.фиг „2, б), а через врем  t7, необходимое дл  окончани  переходных процессов в блоках и 13, осуществл етс  запуск АЦП 12 (фиг025д)., на выходе которого через врем  t6 формируетс  код N, + Nq.( , где N - код, пропорциональный приращению напр жени  на выходе измер емого ЦАП 15„ В результате вычитани  из кода N, кода NO} на выходе цифрового вычитател  11 получаем код N(, пропорциональный изменению выходного сигнала ЦАП 15 на один квант, при изменении входного кода с 00.„„О

на код 00.„„01„ На этом заканчиваетс  первый цикл измерени „

Второй и последующие циклы работы устройства начинаютс  с момента размыкани  ключа 14 (фиг о 2,г)о Через врем  tj (фиго2,е) информаци  из АЦП 12, полученна  в предыдущем цикпе измерени , переписываетс  в регистр 10, при этом на выходе вычитател  11 фик- сируетс  нулевое значение кода Через врем  tg (фиго2,в) осуществл етс  запуск РПП 5 и выполн етс  компенсаци  выходного сигнала ЦАП 15, после чего ключ 14 замыкаетс , на входе ЦАП 15 код измен етс  с 00о„„01 на код 00„о„010„ Через врем  (tr + tg) запускаетс  АЦП 12Ч (здесь, tg - врем  срабатывани  ключа 14). В результате на выходе АЦП 12 .формируетс  код (N0(+ +И л ) , причем код N0, отличаетс  от значени  N0 вследствие изменени  ошибки уравновешивани  (Д21 вместо й)- В этом случае на выходе вычитател  11 получаем код, равный

нв + ы - ы0 - N (

где N. погрешность измерени ,обус 1 ловленна  наличием ошибки

уравновешивани  В последующих циклах измерени  на выходе устройства формируютс  коды

N; (We),;- Nq(;.( + Hij,-,), чередуюшие- |с  с нулевыми значени ми кодов.

По полученным результатам вычис- л ют дифференциальную погрешность измер емого ЦАП 15 как разность измеренного значени  кванта и его номинального значени  о При этом погрешность измерени  обусловлена только ошибкой уравновешивани . Дл  повышени  точности измерени  ЦАП 2 должен иметь лучшую разрешающую способность (тово иметь большую разр дность), по сравнению с измер емым ЦАП.

На точнасть измерени  параметров ЦАП 15 точность и линейность характеристики ЦАП 2 не оказывает вли ни  При этом даже немонотонность характеристики ЦАП 2 не приводит к увеличе- ниго погрешности измерени , если максимальный уровень выходного сигнала ЦАП 2 превышает уровень максимального сиг-нала измер емого ЦАП0

;

Claims (1)

1. Устройство дл  поверки цифро- аналоговых преобразователей, содержа

д |j 20 5

30

-

35 0

5

55

щее генератор кодов, перва  группа выходов которого  вл етс  первой выходной шиной, а первый выход соединен с управл ющим входом арифметического блока, выходы которого  вл ютс  второй выходной шиной, а информационные входы соединены с соответствующими выходами аналого-цифрового преобразовател , цифроаналоговый преобразователь , выход которого соединен с первым входом аналогового вычитател , второй вход которого  вл етс  входной шиной, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности, в него введены компаратор, ключ и преобразователь ток - напр жение, выход которого соединен с информационным входом аналого-цифрового преобразовател , управл ющий вход которого подключен к второму выходу генератора кодов, третий выход которого соединен с управл ющим входом ключа, выход которого соединен с входом преобразовател  ток - напр жение, а информационный вход объединен с первым входом компаратора и подключен к выходу аналогового вычитател , второй вход компаратора  вл етс  шиной нулевого потенциала ,- а выход подключен к входу генератора кодов, выходы второй группы выходов которого соединены с соответствующими входами цифроаналогового преобразовател „

2 „ Устройство по По 1, отличающеес  тем, что генератор кодов выполнен в виде регист ра последовательного приближени , генератора импульсов, счетчика и дешифратора, первый, второй и третий выходы которого  вл ютс  соответственно первым, вторым и третьим выходами генератора кодов, а четвертый выход соединен с входом запуска регистра последовательного приближени , тактовый вход которого объединен с тактовым входом счетчика и соединен с выходом генератора импульсов, а информационный вход и выходы регистра последовательного приближени   вл ютс  соответственно входом и второй группой выходов генератора кодов, выходы счетчика соединены с соответствующими входами дешифратора , а выходы старших разр дов  вл ютс  первой группой выходов генератора кодово

30 Устройство по По 1, отличающеес  тем,что арифметический блок выполнен в виде регистра и .цифрового вычитател , выходы которого  вл ютс  выходами блока, а первые входы подключены к соответствуюторого  вл етс  управл ющим входом блока, а информационные входы объединены с соответствующими вторыми входами цифрового вычитател  и  вл ютс 

щим выходам регистра, вход записи ко- информационными входами блока.