Устройство для снятия характеристик аналого-цифровых преобразователей Советский патент 1984 года по МПК G01R31/3167 

i (Л

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СНЯТИЯ ХАРАКТЕРИСТИК АНАЛОГО-ЦИФРОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ по авт.св. 737852, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности, в него введены делитель напряжения, цифроаналоговый преобразователь и аналоговый сумматор , первый вход которого через делитель напряжения соединен с выходом генератора эталонных-напряжений, второй вход через цифроаналоговый преобразователь - с выходом первого счет чйка, а выход - с входом поверяемого аналого-цифрового преобразователя.

00 4;: Изобретение относится к контроль но-измерительной технике и может использоваться для экспериментальны исследований и технологического кон роля аналого-цифровых преобразователей (АЦП) и цифровых вольтме.тров (ЦБ). По основному авт.св. № 737852 известно устройство контроля аналого-цифровых преобразователей, содер жащее генератор импульсов опроса, в ход которого соединен с входом блок формирования случайных сигналов и через генератор эталонных напряжений - с входом поверяемого аналогоцифрового преобразователя, вход запуска которого соединен с выходом блока формирования случайных сигнал и счетным входом второго счетчика, .управляющий вход которого соедине.н первым выходом блока управления и установочными входами первого и тре его счетчиков, а выход - с счетным входом первого счетчика и управляющим входом блока регистрации, счетный вход которого соединен с выходом третьего счетчика, счетный вход которого соединен с выходом логичес кого элемента сравнения,первый и второй входы которого соединены с выходами поверяемого аналого-цифрового преобразователя и первого счет чика соответственно, второй выход блока управления соединен с входом генератора импульсов.опроса fl}. К недостаткам устройства можно отнести низкое быстродействие и невысокую точность. Точность определе ния искомой характеристики в большо степени зависима от линейности гене ратора эталонных напряжений. Необхо димо отметить, что точность и производительность выдвигают противоречивые требования к скорости нарос 1ания эталонного сигнала. Цель изобретения - повышение быс род ействия и точности устройства. ;Лпя достижения цели в устройство введены делитель напряжения, цифро аналоговый преобразоветель и аналоговый сумматор, первый вход которого через делитель напряжения соединен с выходом генератора эталонных напряжений, второй вход через цифроаналоговый преобразователь - с вы ходом первого счетчика, а выход с входом поверяемого аналого-цифрового преобразователя. На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 (а, б) - эпюры напряжения на входе АЦП. Устройство содержит генератор 1 импульсов, опроса, генератор 2 эталонных напряжений, поверяемый АЦП 3, логический элемент 4 сравнения, пер вый, второй, третий счетчики 5 - 7,. блок 8 регистрации, блок 9 формирования случайных сигналов, блок 10 управления, аналоговый сумматор 11, делитель 12 напряжения, ЦАП 13. Выход генератора 1 импульсов объединен с входами блока 9 формирования случайных сигналов и генератора 2 эталонных напряжений, выход которого подключен через делитель 12 напряжения к первому входу аналогового сумматора, второй вход которого соединен с выходом ЦАП 13. Выход аналогового сумматора 11 подключен к входу АЦП 3, который подсоединен выходом к первому входу логического элемента 4 сравнения, второй вход которого объединен с выходом счетчика 5 и входом ЦАП 13, а выход - со -счетным входом счетчика б. Счетный вход счетчика 7 соединен с выходом блока 9 формирования случайных сигналов и входом запуска АЦП 3. Выход счетчика 7 объединен со счетным входом счетчика 5 и подключен к входу блока 8 регистрации, второй вход которого подключен к выходу счетчика б. Второй выход блока 10 управления соединен с входом генератора Iимпульсов, а первый - с управляющими входами счетчиков 5 - 7. Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии на выходе генератора 1 импульсы отсутствуют, а счетчики 5-7 на:ходятся в нулевом состоянии. По команде с блока 10 управле- . ния генератор 1 переходит в автоколебательный режим. По каждому импульсу генератора 1 происходит запуск генератора 2 и блока 9, На выходе генератора 2 формируется пилообразно изменяющийся сигнал, масштабируемый делителем 12 напряжения. Размах пилообразного напряжения на выkoдe делителя 12 достигает нескольких квантов контролируемого АЦП 3. Это напряжение через аналоговый сумматор IIподается на вход АЦП 3. На выходе блока 9 за период генератора 1 появляется один импульс в случайный момент времени, причем закон появления импульса в пределах периода эталонного напряжения выбирается равномерным. По запускающему импульсу с блока 9 АЦП 3 производит измерения напряжени;, находящегося к моменту прихода синхроимпульса на его аналоговом входе. Логический элемент 4 сравнения выдает импульс на счетный вход счетчика 6 при равенстве выходного кода АЦП 3 с образцовым кодом NO , формируемым на выходе счетчика 5. Код NO преобразуется ЦАП 3 в соответствующее напряжение, подающееся на второй вход аналогового сумматора 11. С помощью счетчика 7

производится подсчет числа измерений ЦП 3, осуществляющихся в рассчитанной выборке. Когда число в счетчике J станет равным п в счетчике 6 записывается число m, несущее информацию о ширине кванта Np на участке характеристики вход-выход АЦП (п +1I-и импульс осуществляет обнуление счетчика 7, который импульсом переполнения записывает в счетчике 5 еще одну единицу(т.е. в счетчике 5 будет1и число MO +1 и подает команду на блок 8 регистрации для фиксирования результата счетчика б, после чего последний обнуляется. В дальнейшем производится определение ширины кванта 15

NO+I и т.д.

Таким образом, предлагаемое, устройство решает задачу опвеличины квантов

-ределения

АЦП.

Технико-экономический эффект от использования предлагаемого устройства обусловлен значительным повышение быстродействия и точности. Это дот стигается сужением диапазона измерения при-контроле в каждой точке (для каждого кода N ) от всего диапазона от интервала входных напряжений, соответствующего нескольим квантам i младшего значащего разряда (МЗР|.Многократное деление эталонного напряжения на входе АЦП позволяет значительно уменьшить погрешность определения искомой характеристики от. нелинейности эталонного пилообразного сигнала, снизить требования к генератору 2.