SU796758A1 - Устройство дл сн ти характери-СТиК АНАлОгО-цифРОВыХ пРЕОбРАзО-ВАТЕлЕй - Google Patents

Description

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в технике аналого-цифрового преобразования.

. Известно устройство для снятия характеристик аналого-цифровых преобразователей (АЦП), содержащее генератор импульсов опроса, выход которого соединен с генератором эталонного напряжения, подключенного ко входу АЦП, три счетчика импульсов, блок регистрации и управления, выходы которого подключены к генератору импульсов опроса и к установочным входам счетчиков , логический элемент сравнения, один вход которого подключен к выходу первого счетчика, блок формирования случайных сигналов, вход которого соединен с выходом генератора импульсов опроса, а выход - со счетным входом второго счетчика и со входом запуска поверяемого АЦП, выход которого подключен к логической схеме сравнения, выходом соединенной со счетным входом третьего счетчика, причем выход в-торого счетчика подключен к счетному входу первого fi] .

Недостатком устройства является го, что за время изменения выходного сигнала генератора эталонного напря жения от минимального до максимального значения производится одно измерение АЦП, что увеличивает время 5 получения всей характеристики АЦП.

Цель изобретения - сокращение времени получения характеристики аналого-цифрового преобразователя.

, Указанная цель достигается тем, ^υ что в устройство, содержащее логический элемент сравнения, генератор импульсов опроса, выход которого соединен с блоком формирования случайных сигналов и генератором эта15 лонного напряжения, подключенного ко входу аналого-цифрового преобразователя, три счетчика импульсов, блоки регистрации и управления, выходы которого подключены к гене20 ратору импульсов опроса и к установочным входам счетчиков, введены компаратор, триггер, вентиль и блок прерывания сигнала генератора эталон ного напряжения, вход которого под25 ключей к выходу логического элемента сравнения, а выход - к генератору эталонного напряжения, выход которого соединен через компаратор ? первым входом триггера, подключен30 ного выходом ко входу генератора им :;ульсов опроса и через вентиль - к управляющему входу аналого-цифрового преобразователя, а с управляющим входом вентиля соединен выход блока Формирования случайных сигналов, причем выход логического элемента сравнения подключен также ко второму входу триггера.

На фиг. 1 представлена схема устройства для снятия характеристик аналого-цифровых преобразователей ; на фиг. 2 - временные диаграммы работы АЦП .

В состав АЦП входят: генератор 1 импульсов опроса, генератор 2 эталонного апряжения, аналого-цифровой преобразователь 3, логический элемент 4 сравнения, счетчики 5, б и 12, блок 7 регистрации, компаратор 8, триггер 9, вентиль 10, блок 11 формирования случайных* сигналов, блок 13 прерывания сигнала генератора эталонного напряжения, устройство 14 управления.

Выход генератора 1 импульсов опроса подключен к первому входу генератора 2 эталонного напряжения, выход которого соединен со входом АЦП 3. Генератор 2 обеспечивает эталонное напряжение в виде непрерывно плавно изменяющегося периодического сигнала заданной формы. Выход АЦП 3 подключен к одному входу логического элемента 4 сравнения, ко второму входу которого подключен выход счетчика 5. Выход логического элемента 4 соединен со счетным входом счетчика 6, который подсчитывает число совпадения результата на выходе АЦП 3 с содержимым счетчика 5. Выход счетчика 6 соединен с первым входом блока 7 регистрации . Выход генератора 2 эталонного напряжения соединен со входом компаратора 8, определяющего момент, когда сигнал на выходе ге; ератора 2 достигнет минимального значения. Выход компаратора 8 подключен к первому (единичному) ^ходу триггера 9, выход которого соединен с первым входом вентиля 10 ч ? управляющим входом генератора 1 импульсов опроса, а выход генератора 1 подключен ко входу блока 11 формирования случайных сигналов. Выход блока 11 через второй вход вентиля 10 соединен со входом счетчика 12, выход которого соединен со счетным входом счетчика 5 и вторым входом блока 7 регистрации. Выход логического элемента сравнения подключен ко второму (нулевому') входу триггера 9 и через блок 13 прерывания сигнала генератора эталонного напряжения - ко второму входу генератора 2. Один выход блока 14 управления соединен 60 со входом генератора 1, а другой - с установочными входами счетчиков , 6 и 12 .

На выходе блока 11 за период работы генератора 2 появляется один 65 импульс в случайный момент времени, причем закон появления импульса в пределах периода эталонного напряжения выбирается равномерным. Это обеспечивает простоту получения точек характеристики вход-выход АЦП путем определения обратной функции от полученного в блоке регистрации 7 закона распределения частоты появления комбинаций на выходе АЦП.

Срыв пилы осуществляется в момент опроса АЦП случайным импульсом, и новый цикл ее генерирования начинается через малый интервал времени, определяемый обратным ходом пилы.

Устройство работает следующим образом .

Вначале счетчики 5, би 12 находятся в нулевом состоянии. По команде с блока 14 управления генератор 20 1 (Фиг. 2) вырабатывает импульс, которым запускаются генератор 2 и блок 11 формирования случайных сигналов. На выходе генератора 2 формируется эталонный (например, пилообразный) 25 сигнал, нарастающий от минимального значения, равного нижнему пределу измерения АЦП, до максимального значения, равного верхнему пределу измерения исследуемого АЦП. Измерение входного сигнала происходит в момент прихода на синхровход АЦП 3 сигнала с блока 11, который клапанируется вентилем 10. На выходе АЦП 3 образуется цифровой эквивалент значения, j, находящегося к моменту прихода синхроимпульса на аналоговом входе АЦП. Логический элемент 4 сравнения вырабатывает импульс в том случае, если результат с выхода АЦП и число 8 в счетчике 5 (в первой выборке срав40 нение происходит с кодом 000...00) совпадают. Импульсом с элемента 4 сравнения осуществляется переброс триггера 9 в нулевое состояние и включение блока 13, который прерыва45 ет нарастание сигнала генератора 2 и приводит выходной сигнал генератора 2 к значению, равному нижнему пре· делу Измерения АЦП 3 (ток, называемый обратный ход пилы). На время 50 обратного хода пилы сигнал с выхода триггера 9 обеспечивает запирание вентиля 10, запрещая на это время прохождение импульсов. В момент, когда сигнал на выходе АЦП 3 достигнет нижнего предела измерения АЦП, происходит срабатывание компаратора 8, который перебрасывает триггер 9 в единичное состояние. Триггер 9 через генератор 1 осуществляет запуск генератора 2 и синзронизирует блок 11, а также разрешает прохождение сигналов через вейтиль 10. Все импульсы с логического элемента 4 сравнения подсчитываются с помощью счетчика 6, а с помощью счетчика 12 производится подсчет общего числа изме5 рений АЦП 3, осуществляющихся в рассчитанной выборке.

Размер выборки η определяется исходя’из заданных достиверности Р получения результата измерения при заданном доверительном интервале ё и числа разрядов f поверяемого АЦП из выражения: Р (|^* -ηΙ/ε. )=2ψ (efj...

^r' Ψμ-ρ)¹ где гл - число срабатываний логического элемента 4 сравнения; р вероятность срабатывания логического элемента 4 сравнения в каждом цикле измерения АЦП 3.

Когда число в счетчике 9 становится равным η , в счетчике 6 записывается число то появления комбинации на выходе АЦП 3, равной комбинации, установленной в счетчике 5 (в первом цикле измерения - комбинации 00...00). Число По несет информацию о ширине первого кванта на участке характеристики вход-выход АЦП. (и + 1) —й импульс осуществляет обнуление счетчика 9, который импульсом переполнения записывает в счетчик 5 еще одну единицу (т. е. в счетчике 5 будет число 00...01) и подает команду на блок 7 регистрации для фиксирования результата счетчика 6, после чего счетчик 6 обнуляется.

АЦП 3 осуществляет следующие η измерений, которые подсчитываются счетчиком 9, а число появления комбинации на выходе АЦП 3, соответствующей числу 0...01 в счетчике 5, будет подсчитано счетчиком 6 и зафиксировано в блоке 7. Процесс измерения и регистрации результатов происходит до тех пор, пока в счетчике 5 не набирается число, соответствующее верхнему пределу измерения поверяемого АЦП. В регистрирующем устройстве получают таблично заданную характеристику вход-выход АЦП.

Время снятия характеристики АЦП уменьшается за счет уменьшения времени прямого хода пилы.

Claims (3)

1. :;:.-.|1ьсов опроса и через вентиль - к управл ющему входу аналого-цифровог преобразовател , а с управл нлцим вх дом вентил  соединен выход блока формировани  случайных сигналов, пр чем выход логического элемента срав нени  подключен также ко второму вхО ду триггера. На фиг. 1 представлена схема уст ройства дл  сн ти  характеристик ана лого-цифровых преобразователей; на фиг. 2 - временные диаграммы работы АЦП. В состав АЦП вход т: генератор 1 пульсов опроса, генератор 2 эталонного напр жени , аналого-цифровой преобразователь 3, логический элеме 4 сравнени , счетчики 5, б и 12, бло 7 регистрации, компаратор 8, триггер 9, вентиль 10, блок 11 формировани  случайных сигналов, блок 13 прерыва ни  сигнала генератора эталонного напр жени , устройство 14 управлени  Выход генератора 1 импульсов опро са подключен к первому входу генератора 2 эталонного напр жени , выход которого соединен со входом АЦП 3. Генератор 2 обеспечивает эталонное напр жение в виде непрерывно плавно измен ющегос  периодического сигнала заданной формы. Выход АЦП 3 подключе к одному входу логического элемента 4 сравнени , ко второму входу которого подключен выход счетчика 5. Выход логического элемента 4 соединен со счетным входом счетчика 6, который подсчитывает число совпадени  ре зультата на выходе АЦП 3 с содержимым счетчика 5. Выход счетчика б соединен с первым входом блока 7 регистрации . Выход генератора 2 эталонного напр жени  соединен со входом компаратора 8, определ ющего момент когда сигнал на выходе ге;ератора 2 достигнет минимального значени . Выход компаратора 8 подключен к первому (единичному J .ходу т.риггера 9, выход которого соединен с первым входом вентил  10 : 7 управл ющим входом генератора 1 импульсов опроса , а выход генератора 1 подключен ко входу блока 11 формировани  случайных сигналов. Выход блока 11 через второй вход вентил  10 соединен со входом счетчика 12, выход которого соединен со счетным входом счетчика 5 и вторым входом блока 7 регистрации . Выход логического элемента 4 сравнени  подключен ко второму (нулевому входу триггера 9 и через блок 13 прерывани  сигнала генератора эталонного напр жени  - ко второму входу генератора
2. 2. Один выход блока 14 управлени  соединен со входом генератора 1, а другой с установочными входами счетчиков 5, б и 12. На выходе блока 11 за период работы генератора 2 по вл етс  один импульс в случайный момент времени, причем закон по влени  импульса в пределах периода эталонного напр жени  выбираетс  равномерным. Это обеспечивает простоту получени  точек характеристики вход-выход АЦП 3 путем определени  обратной функции от полученного в блоке регистрации 7 закона распределени  частоты по влени  комбинаций на выходе АЦП. Срыв пилы осуществл етс  в момент опроса АЦП случайным импульсом, и новый цикл ее генерировани  начинаетс  через малый интервал времени, определ емый обратным ходом пилы. Устройство работает следующим образом . Вначале счетчики 5, 6 и 12 наход тс  в нулевом состо нии. По команде с блока 14 управлени  генератор I(фиг. 2) вырабатывает импульс, которым запускаютс  генератор 2 и блок IIформировани  случайных сигналов. На выходе генератора 2 формируетс  эталонный (например, пилообразный) сигнал, нарастающий от минимального значени , равного нижнему пределу измерени  АЦП, до максимального значени , равного верхнему пределу измерени  исследуемого АЦП. Измерение входного сигнала происходит в момент прихода на синхровход АЦП 3 сигнала с блока 11, который клапанируетс  вентилем 10. На выходе АЦП 3 образуетс  цифровой эквивалент значени , наход щегос  к моменту прихода синхроимпульса на аналоговом входе АЦП. Логический элемент 4 сравнени  вырабатывает импульс в том случае, если результат с выхода АЦП и число 8 в счетчике 5 (в первой выборке сравнение происходит с кодом 000...00) совпадают. Импульсом с элемента 4 сравнени  осуществл етс  переброс триггера 9 в нулевое состо ние и включение блока 13, который прерывает нарастание сигнала генератора 2 и приводит выходной сигнал генератора 2 к значению, равному нижнему пределу Измерени  АЦП 3 (ток, называемый обратный ход пилы). На врем  обратного хода пилы сигнал с выхода триггера 9 обеспечивает запирание 10, запреща  на это врем  прохождение импульсов. В момент, когда сигнал на выходе АЦП 3 достигнет нижнего предела измерени  АЦП, происходит срабатывание компаратора 8, который перебрасывает триггер 9 в единичное состо ние. Триггер 9 через генератор 1 осуществл ет запуск генератора 2 и синзронизирует блок 11, а также разрешает прохождение сигналов через вентиль 10. Все импульсы с логического элемента 4 сравнени  подсчитываютс  с помощью счетчика б, а с помощью счетчика 12 производитс  подсчет общего числа измерений ЛЦП 3, осуществл ющихс  в рассчитанной выборке. Размер выборки п определ етс  исход из заданных достиверности Р получени  результата измерени  при заданном доверительном интервале ё и числа разр дов t повер емого АЦП из выражени : Р (| -pUe. ) (tflKir г I -Н(1-Р где m - число срабатываний логического элемента 4 сравнени ; р А веро тность срабатывани  логического элемента 4 сравнени  в каждом цикле измерени  АЦП
3. 3. Когда число в счетчике 9 стано-витс  равным п , в счетчике 6 записы ваетс  число гпо по влени  комбинации на выходе АЦП 3, равной комбинации , установленной в счетчике 5 (в первом цикле измерени  - комбинации 00...ОО). Число гпд несет информаЦИ10 о ширине первого кванта на участке характеристики вход-выход АЦП. (п + I) -и импульс осуществл ет обнуление счетчика 9, который импульсом переполнени  записывает в счетчик 5 еще одну единицу (т. е. в счет чике 5 будет число 00...01) и подает команду на блок 7 регистрации дл  фиксировани  результата счетчика 6, после чего счетчик б обнул етс . АЦП 3 осуществл ет следующие п измерений , которые подсчитываютс  счет чиком 9, а число по влени  комбинации И1 на выходе АЦП 3, соответствующей числу 0...01 в счетчике 5, будет подсчитано счетчиком б и зафиксировано в блоке 7. Процесс изме-. рени  и регистрации результатов происходит до тех пор, пока в счетчике 5 не набираетс  число, соответствующее верхнему пределу измерени  повер емого АЦП. В регистрирующем устройстве получают таблично заданную характеристику вход-выход АЦП. Врем  сн ти  характеристики АЦП уменьшаетс  за счет уменьшени  времени пр мого хода пилы. Формула изобретени  Устройство дл  сн ти  характеристик аналого-цифровых преобразователей , содержащее логический элемент сравнени , генератор импульсов опроса , выход которого соединен с блоком формировани  случайных сигналов и генератором эталонного напр жени , подключенного ко входу аналого-цифрового преобразовател , три счетчика импульсов, блоки регистрации и управлени , выходы которого подключены к генератору импульсов опроса и к установочным входам счетчиков, отличающеес  тем, что, с целью сокращени  времени получени  характеристики аналого-цифрового преобразовател , в него введены компаратор , триггер, вентиль и блок прерывани  сигнала генератора эталонного напр жени , вход которого подключен к выходу логического элемента сравнени , а выход - к генератору эталонного напр жени , выход которого соединен через компаратор с первым входом триггера, выход которого подключен ко входу генератора импульсов опроса и через вентиль к управл ющему входу аналого-цифрового преобразовател , а с управл ющим входом вентил  соединен выход блока формировани  случайных сигналов, причем выход логического элемента сравнени  подключен также ко второму входу триггера. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1 . Авторское свидетельство СССР по за вке I 2551279/18-21, 30.06.78 (прототип).

   12

   /J