SU809548A1 - Способ измерени динамическихХАРАКТЕРиСТиК АНАлОгО-цифРОВыХ пРЕ-ОбРАзОВАТЕлЕй - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК АНАЛОГО-ЦИФРОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

Изобретение относитс  к цифровой измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  динамических характеристик аналого-цифровых преобразователей (АЦП) и их метрологическую аттестацию в динамическом режиме независимо от принципа действи  АЦП- как с посто нной так и с .переменной длительностью цикла преобразовани . Известен метод анализа диаграмм состо ний, при котором определ ют запаздывание и динамическую погрешность АЦП в зависимости от скорости изменени  входного сигнеша Ll. Недостатком метода  вл етс  сложность , обусловленна  необходимостью использовани  набора опорных сигнало измен ющихс  с различной скоростью. Известен также способ измерени  динамических характеристик АЦП,при котором скачкообразно по времени измен ют входной сигнал, каждый раз с мен кицейс  задержкой относительно начала скачка сигнала фиксируют выходной код после окончани  цикла преобразовани  непосредственно по регистрируннцему устройству АЦП 12 . Однако способ имеет невысокую точность измерений, обусловленную изменением входного сигнала за врем  преобразовани . Цель изобретени  - повышение точности измерений. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе измерени  динамических характеристик аиалого-цифровых преобразователей путем кодировани  измен ющегос  во времени образцового сигнала, образцовый сигнал последовательно измен ют по уровню, при каждом изменении уровн  осуществл ют его кодирование с посто нной по времени задержкой относительно момента начала ийманени  соответствующего уровн , при зтом измен ют пЕ(рдолжительность каждого уровн  и его кодирование выполн ют до по влени  допустимой динамической погрешности, задержива  каждое изменение продолжительности и кодирование уровн  до получени  результата расчета дингилической погрешностипредьщуще го кодировани  этого уровн . Схема предлагаемого устройства представлена на чертеже . Устройство содержит АЦП 1, блок 2 обработки, генератор 3 тактовых импульсов образцовой частоты, управл емый делитель - 4 частоты следовани  сигналов, ключевой элемент 5, триггер 6, элемент 7 временной задержки , преобразователь кода, например единичного (ПККН), в образцовое напр жение 8, элементы 9 И и распределитель 10 сигналов.

Устройство работает следующим образом

В.исходном состо нии ключевой элемент 5 закрыт, сигналы всех §ыходов распределител  10 блокируют элементы 9 И,чем исключаетс  передача сигналов управлени , формируемых триггером б, на входы всех разр дов ПЕКН 8. ПБКН по сигналам триггера 6 управл емого импульсами генератора 3 образцовой частоты, по мере переключени  распределител  формирует последовательные группы пр моугольных сигналов напр жени  различного уровн , длительность которых регулируетс  изменением коэффициента пересчета делител  4 по командам блока 2 обработки. Таким образом, период следовани  тактовых импульсов после его раст жени  делителем 4 и триггером б определ ет длительность существовани  уровн  выходного напр жени  ПЕКН. В исходном состо нии коэффициент пересчета устанавливают таким, чтобы период следовани  тактовых импульсов на выходе делител  4 был заведомо больше времени преобразовани , при котором динамическа  погрешность АЦП равна нулю.

По сигналу блока обработки открываетс  первый выход распределител  10,,на котором по вл етс  единичный сигнал, деблокируетс  ключевой элемент 5 и первым тактовым импульсом, по вившимс  на выходе делител  4, переключаетс  триггер б. С временной задержкой в элементе 7 сигналом этого триггера запускаетс  АЦП и с приходом второго тактового импульса триггер вновь возвращаетс  в исходное состо ние, блокиру  ключевой элемент 5. При этом по сигналу триггера б, переданному через элемент 9 И, в цепи первого выхода распределител  ПЕКН формирует ступень (пр моугольный сигнал) напр жени , уровень которой равен, например кванту, а продолжительность существовани  обусловлена коэффициентом делени  образцовой частоты генератора 3. Этот уровень напр жени  поступает на. вход АЦП.

АЦП запускаетс  с посто нной временной задержкой .относительно начала переключени  триггера б и включени  ступени выходного напр жени  ПЕКН, чем обеспечиваетс  начало аналого-цифрового преобразовани  после завершени  переходных процессов ПЕКН Так как врем  задержки элемента 7 выбираетс  заведомо большим времени

переходных процессов ПЕКН, это позвол ет исключить погрешности измерений из-за начальной нестабильности уровн  образцового напр жени  при его установлении.

Генератор 3 тактовых импульсов .работает непрерывно, его частота выбираетс  исход  из минимально возможного времени преобразовани  АЦП,т.е. достаточно высокой. Но каждый последующий запуск АЦП и кодирование уровн  напр жени , формируемого ПЕКН,происходит только после передачи в блок обработки результата предыдущего цикла преобразовани , где он сравниваетс  с истинным значением этого уровн  Поэтому используемый старт-стопный асинхронный режим работы позвол ет примен ть в устройстве блок обработк любого быстродействи , независимо от частоты тактового генератора и времени преобразовани  АЦП.

Коды истинных значений уровней ПЕКН получают предварительно при аттестации АЦП в статическом режиме, которые хран тс  в пам ти блока обработки и сравниваютс  с кодами соответствующих уровней, получаемых при аттестации АЦП в динамическом режиме Если при установленном уровне напр жени  ПЕКН и заданной длительност существовани  этого уровн  динамическа  погрешность преобразовани  равна нулю, то блок обработки вырабатывает сигнал на изменение коэффициента пересчета делител  4 и тем самым уменьшаетс  длительность существовани  кодируемого уровн  напр жени  ПЕКН, котора  измен етс  дискретно на величину периода тактовых импульсов .

Если динамическа  погрешность кодировани  первого установленного уровн  по мере уменьшени  длительности его существовани  оказываетс  отличной от нулевой, то блок обработки вырабатывает сигнал на установку делител  4 в, исходное состо ние и включение второго выхоЭ а распределител  10, первый выход при этом остаетс  включенным. Поэтому с по влением сигнала триггера б на выходе ПЕКН формируетс  ступень напр жени , уровень которого равен, например , двум квантам. Далее процесс изменени  длительности существовани  уравн , определение динамической, погрешности кодировани  и включение последуквдих ступеней ПЕКН повтор етс  аналогично указанному по всей шкале квантовани  АЦП.

Минимальное врем  существовани  уровн  образцового напр жени ,при котором про вл етс  динамическа  погрешность АЦП, обусловлено конеч-. ным временем переходных процессов в АЦП, равно ему и определ етс  как разность между временем периода следовани  тактовых импульсов

С учетом изменени  коэффициента делени  делител  4 и триггера 6 и посто нным временем задержки элемента 7.

Claims (2)

1.Островерхов В.В. Динамические погрешности.аналого-цифровых преобразователей , Л., Энерги , 1975,

5 р, 3 и 4.

2.Авторское свидетельство СССР № 310384, кл. Н 03 К 13/02, 1969.