Устройство контроля аналого-цифровых преобразователей Советский патент 1984 года по МПК H03K13/02 

Изобретание относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для использования в экспериментальных исследованиях и для определения погрешности аналого-цифровых преобразователей (АЦП) и цифровых вольтметров. Известно устройство для измерения функции распределения случайной погрешности АЦП, содержащее последовательно соединенные ис точник калиброванных напряжений, блок суммирования, АЦП, блок сравнения кодов, коммутатор, блок памяти, а также последовательно соединенные управляемый генератор импульсов, счетчик, пересчетный блок, реверсивный счетчик, преобразователь коп - напряжение и сумматор. Устройство реализует совместный эксперимент по выделению систематической и определению функции распределения случайной составляющей инструментальной погрешности АЦП Л . Недостатком известного устройства является невозможность непосредствен ного определения реальных.значений квантов контролируемого преобразователя. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство контроля АЦП. Это устройство содержит последовательно соединенные источник образцового напряжения , .блок суммирования, выход которого ,соединен с входам контролируемого объекта, выход которого пЬдключен к первому входу блока сравнения кодов, соединенного вторым входом с.шиной опорного кода, а двумя рыходами - сдвумя соответствующими входами коммутатора, управляющий вход которого подсоединен к управляющему входу переключателя и к выходу делителя частоты. Вход делите ля частоты связан с выходом генератора импульсов и запускающим входом контролируемого объекта. Два выхода коммутатора соединены с первыми входами соответствующих счетчиков, вторые входы которых подключены к двум соответствующим выходам регистра, а выходы - к двум входа м реверсивного счетчиКа, подсоединенного выходом к входу преобразователя код - напряжение, объединенного двумя выходами с двумя входами переключателя, выход которого соединен с входом самопишу812щего вольтметра и четез делитель напряжения с вторым входом блока суммирования. Это устройство поочередно определяет границы доверительного интервала случайной составляющей инструментальной погрешности контролируемого АЦП в точке шкалы последнего, соответствующей границе между двумя соседними квантами Ш. Недостатком известного устройства является невозможность непосредственного определения с помощью него значения квантов АЦП, Эта характериска используется не только р экспериментальных исследованиях и при выходном контроле, но и в ходе подгонки контролируемых преобразователей, т.е. при технологическом контроле. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Поставленная цель достигается тем, что в устройство контроля аналогоцифровых преобразователей, содержащее последовательно соединенные источник образцового напряжения, блок суммирования, делитель напряжения, преобразователь код - напряжение, выход блока суммирования соединен с первой выходной шиной, последовательно соединенные генератор -импульсов,,делитель частоты, первый коммутатор, второй и третий входы которого соединены с соответствующими выходами блока сравнения кодов, а первьй и второй выходы с первыми входами первого и второго счетчиков соответстве.нно, входная шина - с первым входом блока сравнения кодов, а управляющая шина - с выходом генератора импульсов, введены второй и третий коммутаторы, сумматор, а счётчики выполнены реверсивными, вторые входы которых соединены с третьим и четвертыми выходами первого коммутатора соответственно, выход цервого реверсивного счетЧика соединен с второй выходной шиной и с первым входом второго коммутатора, второй вход которого соединен с вы-, ходом делителя частоты и первым входом третьего коммутатора, а выход с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом второго реверсивного счетчика, а выход с входом преобразователя код - напряжение, причем второй и третий входы третьего коммутатора соединены с шинами опорных кодов, а выход - с вторым входом блока сравнения кодов. На фиг. 1 показана структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - график участка шкалы контролируемого преобразователя. Устройство контроля А1Щ содержит (фиг, 1) источник 1 образцового напряжения., блок 2 суммирования, делитель 3 напряжения, преобразователь 4 код - напряжение, генератор 5 импуль сов, делитель 6 частоты, блок 7 срав нения кодов, коммутаторы 8-10, ревер сивные счетчики 11 и 12 и сумматор 13, первую 14 и вторую 15 выходные шины, управляющую-шину 16 и вход ную 17 шины. Контролируемый АДП обозначен на схеме позицией 18. Выход источника 1 образцвого напряжения подключен к первому входу блока 2 суммирования, второй вход которого объединен через делитель 3напряжения с выходом преобразователя 4 код - напряжение. Выход генератора 5 импульсов связан с входом делителя 6 частоты. Выходы N, и : NQ подключены к соответствующим двум входам коммутатора 8. Причем управляющие входы коммутаторов 8-10 объединены с выходом делителя 6, пер вый и второй выходы коммутатора 8 св аны с суммирующими входами реверсивных счетчиков 11 и 12, а третий . и четвертый выход - с вычитающими выходами реверсивных счетчиков 11 .и 12. Выход реверсивного счетчика 12 являющийся вторьм выходом устройства, подключен через коммутатор 9 к первому, а выход с1етчика 11 - к второму входу сумматора 13, выход которого подсоединен к входу преобразователя 4. Два входа коммутатора 10 объединены с двумя шинами опорных кодов: Ng и NQ- J , а выход - с вт рым входом блока 7 сравнения кодов. В исходном состоянии все счетчики сброшены,- с выхода генератора 5 импульсы не поступают.Входную и первую выходную шины соединяют с выходо и входом контролируемого АЦП 18, так товый вход которого подключает к управляющей пшне 16. На выходе источника 1 образцового напряжения присутствует напряжени Up,, равное номинальному значению границы перехода от кванта Q к кванту (фиг. 2), т.е. ( .5). где q - номинальное значение младшего значащего разряда А1Щ 18; .04- 04 КОДЫ соответствующих соседних квантов. Нулевой уровень на выходе делителя 6 частоты разрешает подключение суммирующего и вычитающего входов счетчика 11 соответственно к выходам N : Ng и N Np блока 7 через коммутатор 8, кода N(5 - к второму входу блока 7 сравнения кодов через коммутатор 10 и запрещает подключение выхода счетчика 12 к входу сумматора 13 через коммутатор 9. С момента пуска генератора 5 начинает периодически опрашивать АЦП 18. Блок 7 анализирует соотношение -кода Ny, поступающего с выхода контролируемого преобразователя 18, и опорного кода NQ . При NX : NO, в момент опроса счетные импульсы поступают на суммирующий, а при - на вычитающий вход счетчика 11. Формируемый на выходе этого счетчика код преобразуется преобразователем 4 в напряжение, которое, суммируясь в блоке 2 с образцовым напряжением , подается на вход АЦП 18. Система с цепью отрицательной обратной связи находится в равновесии при равенстве импульсных потоков, поступающих на суммирующий и вычитающий .входы счетчика -11, на выходе которого образуется код, пропорциональный смещению реальной границы кодов и Np. ° (фиг. 2) относительно номинального значений этой граниNni-t/Noi/,. I . lu лсЛ Ьсм (Uo. - |и о;-05)Через количество тактов генератора 5, .определяемое делителем 6 частоты, на выходе последнего появляется единичное состбяние. При этом соответствующие выходы блока 7, отсоединяясь от входов счетчика 11, подключаюч ся к суммирующему и вычитающему вхбдам счетчика 12, коммутатор 9 разрешает подключение выхода этого счетчика к входу сумматора 13, а коммутатор 10 - опорного кода N, к второму входу блока 7. В течение следующего периода на выходе сумматора 13 формируется код, пропорциональный смещению реальной

границы между квантами N и N относительно уровня

С° ;Чио;)-Ыр«- -.„(М,-.о.5),

.а на выходе счетчика 12 - код, пропорциональный разности

f(((}c)

.MO;

где U

- реальное значение кванКврта NQ- контролируемого преобразователя 12.

Делитель 3 напряжения позволяет снизить требования к точностным параметрам преобразователя 4 код - напряжение ,

Технико экономический эффект предлагаемого устройства заключается в расширении функциональных возможностей, а также в повышении быстродействия за счет автоматизации процесса измерения величины квантов АЦП,

УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ АНАЛОГО ЦИФРОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ, содержащее последовательно соединенные источник образцвого напряжения,блок суммирования, делитель напряжения, преобразователь код - напряжение, вы ход блока суммирования соединен с первой выходной шиной, последователь но соединенные генератор импульсов, делитель частоты, первый коммутатор, второй и третий входы которого соединены с соответствующими выходами блока сравнения кодов, а первый и второй выходы - с первыми входами первого и второго счетчиков соответственно, входная шина соединена с , первым входом блока сравнения кодов, а управляющая шина - с выходом генератора импульсов отличающ е е с я тем, что, сцелью расширения функциональных возможностей, введены второй и третий коммутаторы,, сумматор , а счетчики выполнены реверсивными, вторые входы которых соединены с третьим и четвертьм выходами первого коммутатора соответственно, выход nepBo.ro реверсивного счетчика соединен с второй выходной шиной и с первым входом второго коммутатора, . второй вход которого соединен с выходом делителя частоты и первым входом третьего коммутатора, а выход - с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом второго реэерсивного счетчика, а выход - с входом преобразователя код - напряжение, причем второй и третий входы третьего коммутатора соединены с шинами опорпых кодов, а выход - с вторым входом блока сравнения кодов. 7НЫ

f oi-1/ oi ТПр Шр / o,sy j(,