SU731584A1 - Устройство дл измерени нелинейности цифро-аналоговых преобразователей - Google Patents

Description

I

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано при поверке цифроаналоговых преобразователей (ЦАП).

Известно устройство дл  оценки параметров аналого-цифровых преобразователей и ЦАП, которое содержит генератор импульсов, генератор пилообразных напр жений , генератор гармонических колебаний, устройство объединени  и осциллограф 1.

Недостаток его - невозможность измерени  нелинейности ЦАП.

Известно устройство дл  измерени  нелинейности ЦАП, содержащее генератор импульсов , двоичный счетчик, образцовый цифроаналоговый преобразователь, вычитающий элемент и осциллограф 2.

Недостатком устройства  вл етс  невозможность минимизации значени  погрешности линейности ДА повер емого ЦАП ввиду отсутстви  регулировки параметров статической характеристики (начального смещени  и угла наклона) образцового цифроаналогового преобразовател .

Цель изобретени  - ровышение точности и автоматизации измерений. 9

Цель достигаетс  тем, что в устройство, содержащее генератор импульсов, выходом соединенного через двоичный счетчик с одним из входов устройства и с входом образцового цифроаналогового преобразовател  5 и дифференциальный усилитель, один из входов которого подключен к второму входу устройства, введены блок регулировки по крутизне, блок управлени , аналого-цифровой преобразователь, компаратор, инвертор , нуль-орган, ключ, и два пиковых детектора, при этом выход образцового цифроаналогового преобразовател  через блок регулировки по крутизне подключен к второму входу дифференциального усилител , выходом соединенного с входом ключа и с первым входом нуль-органа, второй вход которого соединен с корпусом устройства, а выход нуль-органа подключен к управл ющему входу ключа, первый выход которого через первый пиковый детектор соединен с одним из входов компаратора, а второй

Claims (2)

1. 20 выход ключа через последовательно соединенные второй пиковый детектор и инвертор подключен к другому входу компаратора, выходом соединенного с блоком управлени , первый и второй выходы которого соединены с соответствующими управл ющими входами схемы регулировки по крутизне, а третий выход блока управлени  подключен к управл ющему входу аналого-цифрового преобразовател , вход которого соединен с выходом второго пикового детектора. На фиг. 1 представлена блок-схема устройства , на фиг. 2 - выходна  характеристика повер емого ЦАП. Устройство содержит генератор 1 импульсов , двоичный счетчик 2, образцовый 3 ЦАПо, блок 4 регулировки характеристики ЦАП о по крутизне, включающий в себ  регул тор наклона, сумматор и источник опорного напр жени , дифференциальный усилитель 5, нуль-орган 6, ключ 7, пиковые детекторы 8 и 9, инвертор 10, компаратор 11, АЦП 12, блок 13 управлени , повер емый 14 ЦАП, входы 15 и 16 устройства. Работа устройства состоит в следующем. Генератор 1 заполн ет счетчик 2, выходной код которого подаетс  на образцовый 3 и повер емый 14 преобразователи. ЦАП имеет на 1 разр д меньше ЦАПх, однако обладает в 3-4 раза лучшей линейностью. Старший разр д счетчика остаетс  все врем  включенным, так что код мен етс  в интервале ( NMAI )- При этом обе характеристики мЪделируютс  только в половине диапазона повер емого преобразовател . Выходной сигнал ЦАП,, после регулировки наклона характеристики суммируетс  с посто нным напр жением (током)., определ ющим центр симметрии характеристики ЦАПоВеличина напр жени  равна Сигналы с ЦАП 14 и блока регулировки 4 поступают на дифференциальный усилитель 5. Усиленна  разность сигналов Дд Ц{ - IJper поступает через ключ на один из пиковых детекторов (ПД), где периодически (с периодом заполнени  счетчика 2) определ етс  максимальное значение ДА; причем ПД8 запоминает Длилх 0, а ПД9 АЛИИ ОУправление ключом осуществл ет нуль-орган . Инвертор преобразует отрицательный сигнал на выходе ПД9 в положительный. Компаратор И сравнивает значени  + Ддмлх и 1-Али«1 Блок 13 управл ет периодической регулировкой характеристики ЦАП, враща  ее до тех пор, пока компаратор 11 не зафиксирует равенство + АЛМЛХ -Алмлх После этого блок 13 управлени  вырабатывает команду на АЦП 12, который измер ет минимизированное значение ААМЛИ . Характеристика образцового ЦАПо, от носительно которой определ етс  нелинейность ЦАПх, перемещаетс  механизмом регулировки характеристики до тех пор, пока максимальна  за период заполнени  счетчика разность выходных сигналов ЦАПх и ЦАПо не примет свое минимально возможное значение. При оптимизации алгоритма перемещени  характеристики ЦАПо используетс  известное свойство характеристики повер емых преобразователей: дл  ЦАП двоичного кода, вследствие действи  погрещностей отдельных эталонных резисторов, реальна  характеристика симметрична относительно точки N (N - входной код), расположенной на идеальной характеристике , котора  представл ет собой пр мую линию. Поэтому пр ма  лини , линеаризирующа  реальную характеристику наилучшим образом, пройдет через ее центр симметри . Отсюда следует, что поиск такой пр мой можно осуществить, построив произвольную пр мую, проход щую через центр симметрии, и враща  ее вокруг этой точ-ки, добитьс  минимального значени  Дд 1 + Л иАке l-AwNul- Контроль нелинейности достаточно вести только на половине характеристики, что снижает требовани  по точности к образцовому ЦАПо в два раза ввиду сокращени  диапазона поверни . Формула изобретени  Устройство дл  измерени  нелинейности цифроаналоговых преобразователей, содержащее генератор импульсов, выходом соединенного через двоичный счетчик с одним из входов устройства и с входом образцового цифроаналогового преобразовател  и дифференциальный усилитель, один из входов которого подключен к второму входу устройства, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности и автоматизации измерений, в него введены блок регулировки по крутизне, блок управлени , аналого-цифровой преобразователь, компаратор , инвертор, нуль-орган, ключ и два пиковых детектора, при этом выход образцового цифроаналогового преобразовател  через блок регулировки по крутизне подключен к второму входу дифференциального усилител , выходом соединенного с входом ключа и с первым входом нуль-органа, второй вход которого соединен с корпусом устройства , а выход нуль-органа подключен к управл ющему входу ключа, первый выход которого через первый пиковый детектор соединен с одним из входом компаратора, а второй выход ключа через последовательно соединенные второй пиковый детектор и инвертор подключен к другому входу компаратора , выходом соединенного с блоком управлени , первый и второй выходы которого соединены с соответствующими управл ющими входами блока регулировки по крутизне, а третий выход блока управлени  подключен к управл ющему входу аналогоцифрового преобразовател , вход которого соединен с выходом второго пикового детектора . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Вопросы радиоэлектроники, сери  ТИС, вып. 1, 1975, с. 74.
2. 2.Журнал «Electronic Design, 1974, № 7, vd 22,-p. 64. A. Berg «a/D and D/a convertor testing (прототип).