SU894864A1 - Статистический анализатор инструментальной погрешности аналого-цифрового преобразовател - Google Patents

Description

(З) СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЙ

ПОГРЕШНОСТИ АНАЛОГО-ЦИФРОВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

- . Л

Изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике и может использоватьс  дл  экспериментальных исследований и контрол  инструментальной погрешности аналого-цифровых преобразователей и цифровых вольтметров посто нного тока.

Известно устройство дл  измерени  автокоррел ционной функции случайных процессов, реализующее, знаковый метод с применением вспомогательных сигналов и содержащее.два компарйтора , два истЬчника вспомогательных сигналов, узел совпадени  знаков, арифметический блок

Однако это устройство не может быть применено дл  статистического анализа инструментальной погрешности аналого-цифровых преобразователей (АЦП),

Известен также,статистический анализатор инструментальной погрешности, АЦП, содержащий источник эталонноУо напр жени , блок суммировани  напр жений , АЦП, блок сравнени  кодов, коммутатор) блок пам ти, управл емый генератор, счетчик, пересчетный блок, реверсивный счетчик fzj

Однако известное устройство позвол ет определ ть только значени  интегральной функции распределени  инструментальной погрешности АЦП и не позвол ет определ ть ее автокоррел циднную функцию.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей устройства.

Claims (2)

1. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в статистическом анализаторе , содержащем источник эталонного напр жени , выход которого подключен к первому входу блока суммировани  напр жени , ко второму входу которого подключен выход преобразовател  коднапр жени , выход блока суммировани  напр жений соединен с входом контролируемого АЦП, выход которого соединен с блоком сравнени  кодов, второй вход которого соединен с клеммой опорного кода, пр мой выход блока сравнени  кодов соединен с первым входом .блока задержки, пр мой и инверсный выходы блока сравнени  кодов соединены соответственно с суммирующим и вычитающими.входами реверсивного счетчика, выходы старших разр дов которого подключены к входу сумматора, выход сумматора подключен S входу преобразовател  код-напр жение , выход управл емого генератора подключен к входу управлени  конт|эолируемого АЦП, к входу счетчика и к тактовому входу генератора случайной числовой последовательности, -выход переполнени  счетчика соединенс тактовым входом олока задержки и входом пересчетного блока, выход которого соединен с входом останова управл емого генератора, выход блока задержки соединен с первым входом элемента И, выход счетчика соединен с управл ющим входом распределител , выходы которого соединены с соответствующими входами блока пам ти, дополнительно введены управл емьт инвертор , коммутатор, переключатель, конъгонктор, блок анализа кода, причем , выход элемента И соединен с входом управл емого инвертора, выход которого соединен с первым, входом переключател , второй вход которого соединен с пр мым выходом блока срав нени  кодов, выход переключател  сое динен с входом распределител , выход генератора случайной числовой последовательности соединен с входом коммутатора ,выход которого соединен ci входом сумматора, выход счетчика сое динен с вторым входом коммутатора.и входом блока анализа кода, выход кот рого соединен с вторым входом элемента И и с первым входом конъюиктора , второй вход которого соединен с выходом генератора случайной числовой последовательности, выход кон-ьюнктора соединен с управл ющим входом управл емого инвертора. Функциональна  схема статистического анализатора инструментальной по грешности аналого-цифрового,преобразовател  представлена на чертеже. Устройство содержит источник 1 опорного напр жени , блок 2 суммировани  напр жений, АЦП «3 блок k срав нени  кодов, управл емый инвертор 5 блок 6 задержки, элемент И 7, переключатель 8, .распределитель 9 блок |1р пам ти, преобразователь Л код-на 4 , , , .4 пр жение, сумматор 12, реверсивный счетчик 13 конъюнктор 14, коммутатор 15, блок 16 анализа кода, генератор 17 случайной числовой последог вательности, управл емый генератор 18, сЧетчик 19, пересчетный блок 20. Выход источника 1 опорного напр жени  подключен к входу блока 2 суммировани  напр жений, к другому входу которого подключен выход преобразовател  11 код-напр жение, выход блока 2 суммировани  напр жений, соединен с входом контролируемого АЦП 3 выход которого соединен с блоком сравнени  кодов, второй вход которо- . го соединен с клеммой опорного кода, пр мой выход блока сравнени  кодов соединен с входами блока 6 задержки иэлемента И 7, пр мой и инверсный выходы блока k сравнени  кодов соединены соответственно с суммирующим и вычитающими входами реверсивного счетчика 13, выходы старших разр дов которого подключены к входу сумматора 12, выход сумматора 12 подключен к входу преобразовател  П код-напр жение (ПКИ), выход управл емого генератора 18 подключен ко входу Запуск контролируемого аналогоцифррвогб преобразовател  3, к входу счетчика 19 и тактовому входу генератора 17 случайной числовой последовательности , выход переполнени  счетчика 19 соединен с тактовым входом блока 6 задержки и входом пересчетного блока 20, выход которого соединен с входом Стоп управл емого генератора 18, кроме того,-выход блока 6 задержки соединен с входом элемента И 7, выход счетчика 19 соединен с управл ющим входом распределител  9i выходы которого соединены с соответствующими входами блока 10 пам ти, вход управл емого инвертора 5 соединен с выходом элемента И 7 выход управл емого инвертора 5 соединен с входом переключател  8, другой вход которого соединен с пр мым выходом блока сравнени  кодов, выход переключател  8 соединен с входом распределител  9 выход генератора 7 случайной числовой последовательности соединен с входом коммутатора 15, выход которого соединен с входом сумматора 12, выход счетчика 19 соединен с вторым входом коммутатора 15 и входом блока 16 анализа кода, выход которого соединен с управл ющим входом элемента И 7 и с входом конъюнктора 1, другой вход которого соединен с выходом Признак генераторе случайной числовой последовз тельности 17, выход конъюнктора И соединен с управл ющим входом управл емого инвертора 5. Устройство работает в двух режимах: измерени  значений ординат автокоррел ционной функции и измерени  значений ординат функции распределени . В режиме измерени  автокоррел цио ной функции на управл ющие входы ком мутатора 15 и переключател  8 поступ ет сигнал. Коммутатор 15 отключает от входа сумматора 12. выход счетчика 19 и под ключает кодовый выход генератора слу чайной числовой последовательности. Переключатель 8 отключает от входа распределител  9 выход блока сравнени  кодов k и подключает выход управ л емого инвертора 5. На вход АЦП 3 через блок суммировани  напр жений 2 с выхода источника опорного напр жени  1 задаетс  ка либрованное напр жение. По сигналу Пуск управл емый генератор 18 начинает вырабатывать син хросигналы, запускающие АЦП 3 и гене ратор 17 случайной числовой последовательности . Эти же синхросигналы подсчитываютс  счетчиком 19. На вход АЦП 3 начинают поступать случайные уровни напр жений вырабатываемых .ПКИ 11, управление которыми через сумматор 12 и коммутатор 15 осуществ л ет генератор 17 случайной числовой последовательности. Блок сравнени  кодов сравнивает коды, поступающие от АЦП 3, с опорнь1м кодом N и выдает на своем пр мом выходе сигнал логической единицы, если код, пришедший от АЦП, больше опорного кода, и сигнал логического нул , если код АЦП меньше или равен опорному коду. Состо ние счетчика 19 определ ет значе ние аргумента функций. Объем к счет чика 19 определ ет количество точек функции.. При определении.значений автокоррел ционной функции дли аргумента не равного нулю блок анализа кода 16 на своем выходе поддерживает сигнал логического нул . Под действием этого сигнала разрешаетс  работа эле мента И 7, а логический ноль, поступающий через конъюнктор I на управл ющий вход инвертора 5 разрешает 6 6 прохождение сигналов через управл емый инвертор без инвертировани . Каждому состо нию счетчика 19 соответствует  чейка блока 10 пам ти, в которой накапливаетс  оценка ординаты Кд (JZ) функции, соответствующей данному значению аргумента, где j код счетчика 19,Cj,- период запуска АЦП 3. Блок 6 задержки.по сигналу переполнени  счетчика 19 запоминает каждый к-тый результат с выхода блока сравнени  кодов. С этим результатом элемент И 7 сравнивает последующие (к-1) результаты. В случае совпадени  на выходе элемента И 7 по вл етс  сигнал +1, в случае несовпадени  сигнал - -1. Поскольку распределитель 9 управл етс  от счетчика 19, в первой  чейке блока 10 пам ти накапливаетс  оценка к (Т ), во Л --о второй K CZ-CO) и так далее. Перва  точка автокоррел ционной функции кд(0) вычисл етс  в соответствии с алгоритмом Q .sgnfxcq) - V(ti). Вычислени  ведутс  в те моменты, когда счетчик 19 находитс  в нулевом состо нии. При этом блок анализа 16 вырабаТы&ает сигнал логической единицы , который разрешает прохождение через конъюнктор 14 признака Р, вырабатываемого генератором 17 случайной числовой последовательности, одновременно с каждым выдаваемым числом и определ ющим к какому массиву Vv или относитс  данное число. (Когда признак Р заблокирован массивы и Vjj неразличимы ив совокупности образуют массив U) . Под действием логической единицы с выхода блока 16 анализа элемент И 7мен ет свой режим работы. Следует отметить, что в моменты времени, соответствующие изменению к1(0), т.е. при нулевых состо ни х счетчика 19 на входы элемента И 7 поступают одинаковые сигналы, так как в это врем  происходит запоминание знака погрешности блоком 6 задержки. Элемент И 7 выдает на выходе сигна 1 +1, если на ее входах действует сигнал логической единицы, и выдает сигнал если на входе логический ноль. Управл емый инвертор 5 под действием признака Р либо инвертирует, либо не инвертирует сигнал с выхода элемента И 7. Этот сигнал через переключатель 8и распределитель 9 поступает в нулевую  чейку блока пам ти, где накап лива,етс  оценка Кд(0). Измерение K.tj-c происходит за Q циклов, где Q - объем пересчетного; блока 20, сигнал переполнени  которого останавливает работу устройства . При этом происходит автоматическое центрирование погрешности. Счетчик 13 будет измен ть код на своем выходе, а следовательно и среднее значение, на входе АЦП (по цепи сумма тор 12, ПКИ 11, блок 2 суммировани , напр жений)до тех пор, пока по вление сигналов пр мого и обратного сче та не будет равномерным. В режиме измерени  интегральной функции распределени  на управл ющие входы коммутатора 15 и. переключател  8 подаетс  сигнал Рд. Переключатель 8 соедин ет пр мой выход блока k сравнени  кодов с входом распределител  Э, а коммутатор 15 подключает к входу сумматора 12 выходы старших разр дов счетчика 19. Далее работа устройства в этом режиме происходит известным путем. Формула изобретени  Статистический анализатор инструментальной погрешности аналого-цифро вого преобразовател , содержащий источник опорного напр жени , выход которого подключен к первому входу блока суммировани  напр жени , выход которого подключен к первому входу блока суммировани  напр жений, ко второму входу которого подключен выход преобразовател  код-напр жение, выход блока суммировани  напр жений соединен с входом контролируемого анатго-цифрового преобразовател , выход которого соединен с блоком ора нени  кодов, второй вход которого со единен с клеммой опорного кода, пр мой выход блока сравнени  кодов соединен с первым вхрдом блока задержки , пр мой и инверсный выходы блока сравнени  кодов соединены соответственно с суммирующим и вымитающимивх дами реверсивного -счетчика, выходы старц их разр дов KOTdporo подключены к входу сумматора, выход сумматора подключен к входу преобразовател  код-напр жение, выход управл емого генератора подключен к входу управлени , контролируемого аналого-цифрового преобразовател , к входу счетчика и тактовому входу генератора случайной числовой последовательности , выход переполнени  счетчика соединен с тактовым входом блока задержки и входом пересчетного блока, выход которого соединен с входом останова управл емого генератора, выход блока задержки соединен с первым входом элемента.И, выход счетчика соединен с управл ющим входом распределител , выходы которого соединены с соответствующими входами блока пам ти, отличающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных .возможностей устройства в него введены управл емый инвертор , коммутатор, переключатель, конъюнктор, блок анализа кода, причем выход элемента И соединен с входом управл емого Инвертора, выход которого соединен с первым входом переключател , второй вход которого соединен с пр мым выходом блока сравнени  кодов, выход переключател , соединен с входом распределител , выход генератора случайной числовой последовательности соединен с входом коммутатора , выход которого соединен с входом сумматора, выход счетчика соединен с вторым входом коммутатора и входом блока анализа кода, выход которого соединен с вторым входом элемента И и с первым входом конъюнктора, второй вход которого соединен с выходом генератора случайной числовой последовательности, выход конъюнктора соединен с управл ющим входом управл емого инвертора. .Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Мирский Г.Я. Аппаратурное определение характеристик случайных процессов, М., Энерги , 1972, с.177.
2. 2.Авторское свидетельство СССР №683015, кл. Н 03 К 13/02, 11.04.77 Спрототип).