Измеритель нелинейности аналого-цифровых преобразователей Советский патент 1984 года по МПК H03K13/02 

1

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для экспериментальных исследований, технологического и выходного контроля аналого-цифровых преобраэова,телег т (ЛЦП и 1ШФРОВЫХ вольтметров (ЦВ) .

Известно устройство для измерения погрешности аналого-цифрового преобразователя, содержащее контролиpye ый аналого-цифровой преобразователь, эталонный цифроаналоговый преобразователь, счетчик, генертор импульсов, блок управления, два арифметических блока, регистр, блок регистрации и блок логической обработки 11.

Недостатком данного устройства является несоответствие получаемой оценки с принятым определением дифференциальной нелинейности АЦП. Кроме того, с его помощью невозможно осущестапять непрерывргое Слежение за искомой характеристикой.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для измерения функции рапределения случайной погрешности анлого-цифрового преобразователя, содержащее источник калиброванного напряжения, блок суммирования напряжений, элемент сравнения кодов, управляемый генератор, счетчик, пересчетный блок, выход источника калиброванного напряжения подключен к блоку суммирования напряжений , к другому входу которого подключен выход преобразователя код-напряжение , иыход блока суммирования напряжений соединен с входом контролируемого аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с элементом сравнения кодов, другой вход которого соединен с клеммой опорного кода, выход управляемого генератора подключен к входу Запуск контролируемого аналого-цифрового преобразователя и к входу счетчика, выход переполнения которого подключен к входу пересчетного блока, выход которого подключен к входу Стоп управляемого генератора, коммутатор, блок памяти, реверсивный счетчик и сумматор, причем прямой выход элемента сравнения кодов соединен с входом коммутатора и с вчитающим входом реверсивного счетчика, а инверсный выход элемента сравнения кодов соединен с суммирующим

52202

входом реверсивного счетчика, выходы старших разрядов которого подключены к входу сумматора,второй вход которого подключен к входу образователя код-напряжение, выход счетчика подключен к управляющему входу коммутатора, выходы которого подключены к соответствующим входам, блока памяти 2.

0Недостатком известного устройства являются ограниченные функциональные возможности, так как оно не позволяет непосредственно определять дифференциальную нелинейность АЦП.

5Цель изобретения - расширение функциональных возможностей измерителя.

Поставленная цель достигается тем, что в измеритель нелинейности аналого-цифровых преобразователей,

Q содержащий источник калиброванного напряжения, два сумматора, аналогоцифровой преобразователь, первый счетчик, реверсивный счетчик, преобразователь код-напряжение, первый

5 элемент сравнения кодов, генератор импульсов, выход которого непосред- ственно соединен с первым входом аналого-цифрового преобразователя и через последовательно соединенные первый счетчик и преобразователь код-напряжение - с первым входом первого сумматора, второй вход которого соединен с выходом калиброванного напряжения, а выход через аналого-цифровой преобразова-. тель - с первым входом первого элемента сравнения кодов, второй вход которого соединен с первой шиной опорного кода, первый вход второго сумматора соединен с выходом реверсивного счетчика и выходной шиной, введены элемент задержки, второй счетчик и второй элемент сравнения кодов, выходы которого соединены с входами реверсивного счетчика, первый вход - с вторым выходом первого счетчика и входом элемента задержки , второй вход - с выходом второго счетчика, а третий вход - с выходом второго сумматора, второй вход

которого соединен с второй шиной опорного кода, при этом первый вход второго счетчика соединен с выходом первого элемента сравнения кодов, а второй вход - с выходом элемента за5 держки.

На чертеже показана структурная электрическая схемй предлагаемого измерителя. 3 Измеритель содержит источник 1 капиброг)Л 1Иого напряжения, суммйтор 2 , анстЛого-цифровой преобразов тель ( 3, элемент А сравнения кодов, генератор 5 импульсов, счет чик 6, преобразователь 7 код - нап жение, реверсив1П,1й счетчик 8, суммутор 9, элемент 10 задержки, счетчик II и элемент 12 сравнения дов. Источник 1- калиброванных напряжений через сумматор 2 соединен с входом ЛЦП 3, выход которого подключен к первому входу элемента 4, объединенного вторым входом с игино опорного кода Пд , а выходом - с входом счетчика 11., Выход генерато ра 5 связан с запускающим входом АЦП 3 и счетным входом счетчика 6, подсоединенного первым выходом через преобразователь код-напряжение к второму входу сумматора 2, а вто рым - к разрешающему входу элемента 12 и через элемент 10 к входу Сброс счетчика I1. Выход счетчика I1 подключен к первому входу элемента 12, второй вход которого объединен с выходом сумматора 9, а два выхода - с соответствующими двумя входами реверсивного счетчика 8, выход которого, являющийся выходом измерителя, соединен с пер вым входом сумматора 9, под1спюченного вторым входом к шине второго опорного кода пп. Измеритель определяет разность между реальным и номинальным значением некоторого кванта, дпя кото рого N Q N (5 . С выхода источника 1 образцовое напряжение , , с ответствующее нo инaльнoмy значени центра кванта NO , подается через сумматор 2 на вход контролируемого АЦП 3. Запуская АЦП 3, генератрр 5 одн временно заполняет счетными импуль сами счетчик 6, на выходе которого формируется код Ng , преобразуемый преобразователем 7 в ступенчато изменяющееся напряжение Ug . l-p, , с мируясь с Uo , поступает с выхода 20 . сумматора 2 на вход АЦП 3, выходной код которого MX сравнивается элементом 4 с опор1П)1м кодом IQ flpn изменении напряжения, действую цего на входе контролируемого преобразовптсля в пределах участка шкатЕЫ последнего, соответствующего коду WQ, , на выходе элемента 4 появляется подтверждение N4 П При равенстве W счетный импульс с выхода элемента 4 поступает на счетный вход счетчика II. Таким образом, за период развертки Vg на выходе счетчика 11 формируется код О р , пропорциональный реальному значению кванта , В конце периода развертки счетчик 6 разрешает сравнение кодов Пр и О- , после чего счетчик 1I импульсом с выхода элемента 10 сбрасывается в нулевое состояние пл 9--а-н Чг п Т1 где Q - объем счетчика 6; %н номинальное зн-ачение кванта N(j, равное единице мпадшего разряда АЦП; 2 ЬГАПКЕ размах развертки U . При Пр п с с соответствующего выхода элемента 12 счетный импульс записывается по разрешению с выхода счетчика. 6 на вычитающий, а/три Пр - п п - на суммирующий вход реверсивного счетчика 8. При неравенствах Пр я По,на выходе реверсивного счетчика формируется код разности Hp-Rn, соответствующий дифференциальной нелинейности АЦП 3. Точность получаемой оценки не зависит от точности задания (Jо , а определяется разрядностью счетчика 6 и соотношением (ijc Таким образом, предлагаемый измеритель позволяет непосредственно получать оценку дифференциальной нелинейности и осуществлять непрерывное слежение за изменением, этой характеристики во времени.

n.

ИЗЬЕРИТЕЛЬ НЕЛИНЕЙНОСТИ АНАЛОГО-ЦИФРОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ, содержащий источник калиброванного напряжения, два сумматора, аналогоцифровой преобразователь, первый счетчик, реверсивный счетчик,преобразователь код - напряжение, первый элемент сравнения кодов, генератор импульсов, выход которого непосредственно соединен с первым входом аналого-цифрового преобразователя и через последовательно соединенные первый счетчик и преобразователь код - напряжение - с первым входом первого сумматора, второй вход которого соединен с выходом источника калиброванного напряжения, а выход через аналого-цифровой пре- . образователь - с первым входом первого элемента сравнения кодов, второй вход которого соединен с первой шиной опорного кода, причем первый вход второго сумматора соединен с выходом реверсивного счетчика и выходной шиной, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены элемент задержки, второй счетчик и второй элемент сравнения кодов, выходы которого соединены с вхоi дами реверсивного счетчика, первый вход - с вторым выходом первого счет(Л чика и входом элемента задержки, второй вход - с выходом второго счетчика, а третий вход - с выходом второго сумматора, второй вход которого соединен с второй шиной опорного кода, при этом первый вход второго счетчика соединен с выходом первого элемента сравнения кодов,а второй вход - с выходом элемента задержел 1с ки.