SU819950A1 - Измеритель характеристик аналого- цифРОВыХ пРЕОбРАзОВАТЕлЕй - Google Patents

Description

(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ХАРАКТЕРИСТИК АНАЛОГОЦИФРОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

1

Изобретение относитс  к импульсной технике, в частности к аналого-дискретному преобразованию, и может быть использовано дл  проверки аналого-цифровых преобразователей (АЦП).

Известен способ измерени  погрешностей кодировани  преобразователей с параллельным выходом и циклическим кодом, заключающийс  в том, что на вход провер емого преобразовател  периодически подают эталонное пилообразное напр жение, а на выходе моменты смены кодовых комбинаций сравнивают с эталонной последовательностью импульсов, синхронизированных с эталонным пилообразным напр жением , и выдел ют импульсы по длительности и знаку пропорциональные погрешности преобразовател  в отдельных точках преобразовани , двойным интегрированием или односторонним инвертированием с двойным интегрированием получают соответственно среднюю или среднеквадратичную погрешность преобразовател , которую регистрируют стрелочным прибором 1.

Указанный способ не дает возможности определить, какой именно код выдаетс  с погрешностью выше допустимой, так как

выходной код АЦП нигде не фиксируетс . Поэтому коды могут иметь погрешность выше допустимой, а усредненные показани  стрелочного прибора будут находитьс  в но.рме.

Известно также устройство дл  проверки АЦП «Напр жение-код, содержашее преобразователь кодов, задатчик кодов повер емой точки, источник образцового регулируемого напр жени , схему сравнени  кодов, счетчики, блок синхронизации и управлени , цифроаналоговые преобразователи и индикаторы, задатчик кода допускаемой погрешности, дискриминатор годности и брака , задатчик веро тности ошибок о годности и браке, цифровое вычитающее устройство , причем выход преобразовател  кодов соединен с одним из входов цифрового вычитающего устройства, другой вход которого подключен к выходу задатчика кода повер емой точки, а выход - к одному из входов схемы сравнени  кодов, второй вход

которой соединен с входом задатчика кода Допускаемой погрешности; один выход схемы сравнени  кодов подключен ко входу блока сид ронизации и управлени  и одному входу цифроаналоговых преобразователей, а второйвыход - к входу одного счетчика, выход KOTOpoio подключен к входу одного цифроаналогового преобразовател , выход последнего подключен к одному входу дискриминаторов годности и брака, другие входы которых соединены с выходом второго цифроаналогового преобразовател , вход последнего соединен с выходом второго счетчика, подключенного к выходу блока синхронизации и управлени ; выходы задатчика веро тности ошибок о годности и браке соединены с соответствующими входами дискриминаторов годности и брака, выходы которых подключены к блоку синхронизации и управлени  2.

В данном устройстве отсутствует возможность автоматической проверки наличи  всех кодовых переходов. Коды сравниваютс  только в одной точке и дл  полной проверки преобразовател  необходимо задать вручную 2 кодов, где п - количество разр дов. Отсутствует также во ;можпость проверки равномерности шага кваптованин по всему диапазону, что может привести к погрешности измерени  до двух единиц младшего разр да, а также возможность автоматической количественной оценки погрешности провер емого АЦП.

Цель изобретени  - автоматизаци  измерений неравномерности шага квантовани  и повышепие точности измерений.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в измеритель характеристик АЦП, содержащий блок синхронизации, выход которого соединен с первым входом провер емого АЦП и, первым входом счетчика, первый и второй цифровые компараторы и цифровой индикатор, введены генератор пр моугольных импульсов, интегратор, первый и второй элементы управлени  регистрами, первый , второй третий и четвертый регистры, блок стробировани , формирователь адреса и блок пам ти, причем выход генератсра пр моугольных импульсов соединен с блоком синхронизации и через интегратор подключен ко второму входу провер емого АЦП, первый выход которого соединен с первыми входами первого и второго регистров, а второй выход с вторыми входами этих регистров и с первым входом блока пам ти, выход которого подключен к цифровому индикатору , а второй вход через формирователь адреса - к выходу первого цифрового компаратора, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами третьего и четвертого регистров, а третий вход подключен к выходу блока стробировани , вход которого соединен с входом первого элемента управлени  регистрами, с вторым входом счетчика и с выходом .вт&рого цифрового компаратора, первый -н второй входы которого подключены   выходам первого HI второго регистров, третьи входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами второго элемента управлени  регистрами, вход которого подключен к первому входу счетчика, выход которого соединен с первыми входами третьего и четвертого регистров, вторые входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами первого элемента управлени  регистрами.

На фиг. 1 представлена структурна  схема измерител  характеристик АЦП; на фиг. 2 - временна  диаграмма работы измерител .

Преобразователь содержит генератор 1 пр моугольных импульсов, интегратор 2, провер емый АЦП 3,блок 4 синхронизации, первый и второй элементы 5 и 6 управлени  регистрами, первый, второй, третий и четвертый регистры 7-10. счетчик 11, первый и второй цифровой компараторы 12 и 13, формирователь 1,4 адреса, блок 15 пам ти , блок 16 стробировани  и цифровой индикатор 17.

Измеритель характеристик АЦП, работает следующим образом.

Сигнал пр моугольной формы с выхода генератора I подаетс  на вход интегратора 2 и на управл ющий вход блока 4 синхронизации провер емого АЦП 3. С выхода интегратора 2 линейно измен ющийс  сигнал поступает на вход преобразовател  3. Под воздействием выходного сигнала генератора 1 блок 4 синхронизации вырабатывает пачку импульсов дл  запуска АЦП 3 с частотой, необходимой дл  работы преобразовател  3, поступающих также на вход счетчика 11 и на вход элемента 6 управлени  регистров 7 и 8.

Поскольку выходной сигнал интегратора 2 имеет малую крутизну нарастани  по сравнению с длительностью цикла преобразовани , код на выходе АЦП 3 изменит свое значение на единицу младшего разр да только через несколько циклов преобразовани . И так как сигнал на выходе интегратора 2 измен етс  линейно, изменение выходного кода на единицу младшего разр да будет всегда происходить через одинаковое количество тактов измерени  (при равномерном шаге квантовани ), численное количество которых фиксируетс  в счетчике 11.

При неравномерном шаге квантовани  из5 менение выходного кода АЦП 3 будет происходить через разное количество тактов измерени , и, следбвательно, показани  счетчика 11 за его цикл fia6oTbi будут разные.

Цикл работы счетчика 11 задаетс  следующим образом.

° Выходной код АЦП 3 записываетс  поочередно в регистры 7 и 8. Очередность записи в регистр 7 или 8 устанавливает эле мент 6, на вход которого подаютс  импульсы запуска преобразовател  3. Таким образом, через один такт преобразовани  информации выходного кода АЦП записываетс  в каждый регистр 7 и 8. В -течение нескольких тактов преобразовани  код на

выходе преобразовател  3 остаетс  неизменным , следовательно, коды записанные в регистры 7 и 8,  вл ютс  одинаковыми, что не приводит к изменению информации на выходе цифрового компаратора 13. Таким образом , счетчик 11 продолжает считать импульсы (количество тактов преобразовани ) на выходе блока 4 синхронизации АЦП 3, элемент 5 управлени  регистрами 9 и 10, счетчика 11 разрешает перезапись информации из счетчика только в один регистр 9 или 10. На входе блока 16 стробировани  сигнал отсутствует, и импульс стробировани  не поступает на вход второго цифрового компаратора 12.

При изменении выходного кода АЦП по сигналу «Конец преобразовани , в один из регистрЬв 7 или 8 запишетс  новое значение выходного кода, что приведет к разным показани м регистров 7 и 8, и импульс с выхода цифрового компаратора 13 и установит счетчик 11 в исходное состо ние, а также - в иное состо ние элемент 5 управлени , в результате чего ифнормаци  из счетчика 11 будет переписыватьс  в другой регистр 9 или 10, а блок 16 выдаст разрешение компаратору 12 проводить сравнение ,кодов регистров 9 и 10. Если коды регистров 9 и 10  вл ютс  одинаковыми, т. е. изменение выходного кода преобразовател  3 происходит через одинаковое количество тактов измерени , что  вл етс  условием равномерности шага квантовани , сигнал на выходе компаратора 13 отсутствует и в блок 15 пам ти информации о выходном коде АЦП не записываетс .

При неравномерности шага квантовани  в регистрах 9 и 10 по в тс  разные кбды и по адресной команде формировател  14 адреса в блок 15 пам ти будет записан выходной код АЦП. Так-им образом, в блок пам ти будут занесены все выходные коды преобразовател  3, не соответствуюшие равномерному шагу квантовани , погрешности которых можно определить с точностью определ емой отношением количества импульсов первого и второго регистров счетчика за один цикл.

Все выходные коды АЦП, записанные в блок 15, можно визуально определить на индикаторе 17.

Устройство пoзвoл ef проводить автоматическую .проверку равномерности шага квантовани , а по числу импульсов в счетчике 11 можно количественно, например в процентах, определить неравномерность шага квантовани  во всем диапазоне входных сигналов, в том числе и на максимальной частоте преобразовани . Использование цифровых методов существенно повышает

ТОЧНОСТЬ измерений. Кроме того, устройство позвол ет автоматически определить отсутствие любого кодового перехода и учитывать вли ни  внешних факторов на работу АЦП.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   Измеритель характеристик налого-цифровых преобразователей, содержащий блок синхронизации, выход которого соединен с

   0 первым входом провер емого аналого-цифрового преобразовател  и первым входом счетчика, первый и второй цифровые компараторы и цифровой индикатор, отличающийс  тем, что, с целью автоматизации измерений неравномерности ujara квантовани  и повышени  точности измерений, .введены . генератор пр моугольных импульсов, интегратор , первый и второй элементы управлени  регистрами, первый, второй, третий и четвертый регистры, блок стробиро0 вани , формирователь адреса и блок пам ти , причем выход генератора пр моугольных импульсов соединен с блоком синхронизации и через интегратор подключен к второму входу провер емого аналого-цифрового преобразовател , первый выход кото5 рого соединен с первыми входами первого и второго регистров, а второй выход - с вторыми входами этих регистров и с первым входом блока пам ти, выход которого подключен к цифровому индикатору, а вто (j рой вход подсоединен через формирователь адреса к выходу первого цифрового компаратора , первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами третьего и четвертого регистров, а третий вход подключен к блока стробирова5 ни , вход которого соединен с входом первого эле.мента управлени  регистрами, с вторым входом счетчика и с выходом второго цифрового компаратора, первый и второй входы которого подключены к выходам первого и второго регистров, третьи входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами второго элемента управлени  регистрами, вход которого подключен к первому входу счетчика, выход которого соединен с первыми входами треть , его и четвертого регистров, вторые входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами первого элемента управлени  регистрами.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   1- Авторское свидетельство СССР № 169294, КЛ..Н 03 К 13/02, 15.03.63.
2. 2. Авторское свидетельство СССР № 399059, кл. Н 03 К 13/02, 27.07.71.