SU1714808A1 - Способ коррекции погрешностей аналого-цифрового преобразовател - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и предназначено дл  метрологического обеспечени  прецизионных цифровых информационно-измерительных систем и комплексов, использующих преобразование аналоговых сигналов в цифровой код, которые предусматривают исключение вли ни  на результат измерени  погрешности нелинейности и погрешностей, св занных с изменением параметров функции преобразовани  измерительного устройства. Цель изобретени  - повышение быстродействи . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе коррекции погрешностей аналого-цифрового преобразовани , включающем пр мое преобразование исходного сигнала, обратное и пр мое преобразование промежуточных сигналов с корректировкой их в процессе преобразовани  на величину образцового сигнала, а также осуществл ют обратное преобразование результата пр мого преобразовани  исходного сигнала, последующее пр мое преобразование полученного сигнала, затем суммирование полученного сигнала с образцовым сигналом и пр мое преобразование полученной суммы сигналов, после чего первый скорректированный результат преобразовани  исходного сигнала определ ют по формулеX =КY!j-Y2(Y1-Y2 +Y^-Y2 КYl)где YI - результат аналого-цифрового преобразовани  исходного сигнала; Ya - результат аналого-цифрового преобразовани  значени  цифроаналогового преобразовани  величины YI; Y2 - результат аналого- цифрового преобразовани  суммы значени  цифроаналогового преобразовани  величины YI и значени  К; К - величина образцового сигнала, затем осуществл ют пр мое преобразование полученного скорректированного результата, а также суммирование полученного результата с образцовым сигналом и пр мое преобразование суммы этих сигналов, после чего вычисл ют следующий скорректированный результат преобразовани  исходного сигнала по указанной формуле, в которой Y2 - результат аналого-цифрового преобразовани  предыдущей скорректированной величины; Y2 - результат аналого-цифрового преобразовани  суммы значений предыдущей скорректированной величины и образцового сигнала, и так далее до получени  результата преобразовани  исходного сигнала с заданной точностью. 2 ил.^^ 00о00>&

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и предназначено дл  метрологического обеспечени  прецизионных цифровых информационно-измерительных систем и комплексов, использующих преобразование аналоговых сигналов в цифровой код, которые предусматривают исключение вли ни  на результат измерени  погрешности нелинейности и погрешностей, св занных с изменением параметров функции преобразовани  измерительного устройства .

Целью изобретени   вл етс  повышение быстродействи .

На фиг.1 приведена блок-схема устройсгва , реализующего предлагаемый способ коррекции погрешностей аналого-цифрового преобразовани ; на фиг.2 - иллюстраци  предлагаемогоспособа коррекции погреш . ностей аналого-цифрового преобразовани .

Устройство, реализующее способ, содержит управл ющий вычислительный комплекс с оперативным запоминающим устройством (УБК), магистраль 2 типа обща  шина, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 3, входной коммутатор 4 аналоговых сигналов, сумматор 5 аналоговых сигналов, задатчик б аналогового обрезцовогосигнала ,точный

цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 7, ,/|Сточник 8 измер емого сигнала. Управление измерительными преобразовател ми 3-7 осуществл етс  от УВК 1 через магистраль 2, обмен информацией между УБК 1 и измерительными преобразовател ми 3 и 7 также осуществл етс  через магистраль 2.

Сущность способа заключаетс  в следующем .

Первоначально производ т аналогоцифровое преобразование исходного сигнала хист, в результате чего получают выходной код yi, который путем цифроаналогового преобразовани , полагаемого идеальным , преобразуют в аналоговый сигнал Уэталон F(yi) yi. Затем полученный сигнал Уэталон суммируют с образцовым сигналом К и осуществл ют аналого-цифровое преобразование сигналов Уэталон и (Уэталон + К) С получением выходных сигналов соответственно у2 и у2 Первый скорректированный результат находитс  на пересечении линии решений у yi и пр мой (ВЙ ). Уравнение пр мой, проход щей через две точки В (xi, yi) и в {х2, У2), имеет вид

(. У2-У1 Лх+fyi- xiY2) Х2-Х1 Х2-Х1

Учитыва , что Х2 - xi Е, xi yi, дл  первого скорректированного результата имеем

.L(,, „

-Р-

(3)

Полученный результат, а также сумма (хкор + Е) вновь подвергаютс  аналого-цифровому преобразованию, в итоге которого получаютс  выходные сигналы уз и уз соответственно . Второй скорректированный результат ищетс  на пересечении линии решений у у1 и пр мой {DD).

По аналогии с (3) имеем

ъ- .),

KOp-....

(4)

Дл  п-го скорректированного результата

V rn-t n (

)

где уп+1. Уп+1 результаты аналого-цифрового преобразовани  (п-1)-го скорректированного результата Хкор и суммы (хкор + К) соответственно.

Очевидно, что при достаточно малом значении Е предлагаемый способ реализует метод Ньютона. Погрешность нахождени  истинного значени  преобразуемой величины Хист, не превышает в п-м такте полуразности двух последних скорректированных результатов

п -1

V

Хкор

(6) о

и может быть сведена к сколь угодно малой величине за конечное число тактов. На практике в подавл ющем большинстве случаев удовлетворительна  точность достигаетс  на 3-5-м шаге коррекции результата преобразовани .

Указанна  в предлагаемом решении совокупность признаков  вл етс  новой.

Устройство, реализующее предлагаемый способ, работает следующим образом.

В lepaoM цикле измерений исходна  аналогова  величина хист от иcтoчниka 8 через коммутатор 4 подаетс  на вход АЦП 3, который производит цифровое измерение исходной аналоговой величины хист и выдает в магистраль 2 код результата yi, который запоминаетс  в ОЗУ УВК 1, а также поступает на вход ЦАП 7, который осуществл ет обратное преобразование поступившего кода в аналоговый сигнал Уэталон. Этот сигнал поступает на вход сумматора 5. где суммируетс  с аналоговым образцовым сигналом К, генерируемым задатчиком 6. Затем на вход АЦП 3 через коммутатор 4 поочередно подаютс  сигналы иэталон с выхода ЦАП 7 и (иэталон + К) с выхода сумматора 5, результаты преобразований которых У2 и у2 через магистраль 2 поступают в УВК 1, где происходит вычисление первого скорректированного результата измерений в цифровой форме Хкор по выражению (5). На этом первый цикл-измерений заканчиваетс ,

Второй, а также все последующие циклы измерений производ тс  аналогично первому с той лишь разницей, что на вход ЦАП 7 поступает сигнал хкор , полученный в предыдущем цикле.

В конце каждого цикла, начина  с второго , УВК 1 производит проверку точности результата согласно выражению (6), и в случае достижени  требуемой точности УВК 1 прекращает итеративную процедуру и выдает последний скорректированный результат Хкор в качестве окончательного.

Дл  по снени  фиг.2, иллюстрирующей предлагаемый способ, укажем, что пр мые (ВЙ ), (DD), (GG)-3TO секущие реальной функции преобразовани , точки С, Е, Н -это соответственно точки пересечени  этих секущих с линией решени  у yi, абсциссы которых Xкop хкор и Хкор представл ют собой последовательность скорректированных результатов преобразовани  сигнала Хист. Точка А (хист и yi) отображает истинное аналого-цифровое преобразование.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ коррекции погрешностей аналого-цифрового преобразовани , заключающийс  в формировании кода, пропорционального входному аналоговому сигналу, с последующим его запоминанием, осуществлении п-циклов коррекции, в первом из которых формируют первый промежуточный аналоговый сигнал, пропорциональный запомненному коду, с последующим формированием кода, пропорционального первому промежуточному аналоговому сигналу, и его запоминанием, вычисл ют скорректированный код по кодам , пропорциональным входному аналоговому сигналу и первому промежуточному аналоговому сигналу, запоминают его и сравнивают скорректированный код с наперед заданным кодом, в случае превышени  последнего над скорректированным кодом формируют выходной код, равный скорректированному коду, в противном случае, осуществл ют последующий цикл коррекции, в котором первый промежуточный аналоговый сигнал формируют пропорциональным запомненному в предыдущем цикле коррекции скорректированному коду, отличающийс  тем, что, с целью повышени  быстродействи , после формировани  первого промежуточного аналогового сигнала формируют второй промежуточный аналоговый сигнал путем добавлени  к первому промежуточному аналоговому сигналу образцового сигнала с последующим формированием кода, пропорционального второму промежуточному аналоговому сигналу , а скорректированный код вычисл ют по формуле

   (v..b

   yl

   У2

   где yi - код, пропорциональный входному аналоговому сигналу;

   У2 - код, пропорциональный первому промежуточному аналоговому сигналу;

   У2 - код, пропорциональный второму промежуточному аналоговому сигналу;

   К- код величины образцового сигнала;

   X - скорректированный код.