Измеритель нелинейности аналого-цифровых преобразователей Советский патент 1985 года по МПК H03M1/10 

1 Изобретение относится к контроль но-измерительной технике и может быть использовано для экспериментал ных исследований, технологического и выходного контроля аналого-циф- ровых преобразователей (АЦП) и цифровых вольтметров (ЦБ). Целью изобретения является расши рение функциональных возможностей. На фиг,1 представлена структурна электрическая схема устройства на фиг.2 - участок шкалы контролируемого преобразователя. Р1змеритель содержит источник 1 калиброванного напряжения, блок.2 суммирования напряжения, генератор блоки 4 и 5 сравнения кодов, реверсивные счетчики (Pj-u ) 6 и 7, преобразователи 8 и 9 код - напряжение (ПКН), счетчик 10, элемент ИЛИ 11, переключатель 12, поверяемый аналого-цифровой преобразователь 13 (АЦП), первую 14, вторую 15 и третью 16 выходные шины, входную шину 17. Источник 1 калиброванного напряжения через блок 2 суммирования соединен с входом контролируемого преобразователя 13, запускающи вход которого связан с выходом гене ратора 3, а выход - с первым входом блока 4 сравнения кодов, объединенного вторым входом с шиной опорного кода NO. Выход N 6 NO блока 4 подключен к суммирующему, а выход N NO - к вычитающему входу через преобразователь код - напряжение 8 к второму входу блока суммирования 2, третий вход которого связан с выходом ПКН 9. Выходы NK NO и NX NO + 1 блока 4 сравнения кодов подключены к соответствующим двум входам элемента ИЛИ соединенноговыходом к входу переключателя 12. Два выхода последнего объединены с соответствующими двумя входами счетчика 7, выход которого являющийся выходом измерителя, связан с первым входом блока 5, выход Больше которого подсоединен к управляющему входу переключателя 1 а второй вход - к входу преобразова теля 9 и выходу счетчика 10, подключенного входом к выходу генерато ра 3. Измеритель работает следующим образом. 52 Перед началом работы первую 14 и вторую- 1.5 выходные шины подключают к аналоговому и управляющему входам поверяемого АДП, а входные шины - к первым входам первого блока сравнения кодов. С выхода источника 1 калиброванное напряжение Uo qt,-(No -I- 0,5), равное номинальному значению границы между NO и (NO+I) квантами (фиг.2) контролируемого преобразователя, поступает через блок 2 суммирования на вход АЦП 13. Генератор 3 периодически опрашивает преобразователь 13 и одновременно формирует на выходе счетчика 10 изменяющийся код, преобразуемъш ПКН 9 в ступенчато изменяющееся напряжение Ug вспомогательного воздействия. Сигнаш U равномерно распределен в пределах 2-3 младших значащих разрядов АУП 13. В моменты опроса преобразователя 13 блок 4 анализирует соотношение выходного кода преобразователя 13 N и опорного кода NO. При исходах xi о- или NX. NO + I импульсы подтверждения поступают с соответствуюш х выходов блока 4 через элемент ИЛИ 11 на вход переключателя 12. При NQ импульсы подтверждения поступают с блока 4 на вычитающий, а при Nj, 6 No - на суммирующий вход счетчика 6. Появление импульсов подтверждения, например N. tNo, не противоречит подтверждению соотношения и: NO на соответствующем выходе блока 4. В предлагаемом измерителе имеются два независимо работающих канала. С помощью первого канала, представлякгщего следящую замкнутую систему, содержащую блок 2, АЦП 13, блок 4 сравнения кодов, счетчик 6 и ПКН 8, определяется смещение реальной границы между соседними квантаи и (например, NU и NO+I) относительно номинального значения этой границы (Ян-(No+0,5)). Оценка ujolto подается на вход АЦП 13 совместно с Uj и Uo непрерывно с начала формирования этой оценки на выходе первого канала - выходе счетчика 6. Действие д NO/NO+ jj3 входе контролируемого преобразователя 13 компенсирует влияние этого смещения на выходные показания АЦП 13 и симметрирует вспомогательное воздействие Ug относительно реальной границы соответствующих квантов,

Одновременно на выходе второго канала, включающего блок 2. АЦП 3, блоки 4 и 5, элемент ИПИ 11, переключатель 12, счетчик 7j ПКН 9 и счетчик 10, формируется оценка смещения центра двух соседних квантов

у , V, 1 АО т.е. центрд между т --i м- ,,- ;:4о-.

относительно реальной границы этих квантов, пропорциональная диффе-ренциальной нелинейности. Цепь мест-I i г;ри К

о при К

Г- 7. г S Y. .t t. - .,

1-1 ,r1

(частной) обратной связи, образванная переключателем 12, счетчиком и блоком 5,позволяет получить следящую оценку искомой величины. Члок 5 управляет работой переключа гэля 52 таким образом, что при .. с N „ импульсы подтверлвдеS - - мРсч7

равенств N j N

или

; Ng+1 поступают на суммирующий, я при N g, г Ngbix; и вычитающий зход счетчика 7. В установившемся рг 1й«:е код на выходе счетчика 7 юнкнмает значение при котором:

счт

иля NO-MV Ng; N -;.

ГСЧ7

или NO-м-, Л . : N

вых;

81

ИЗМЕРИТЕЛЬ НЕЛИНЕЙНОСТИ АНАЛОГО-ЦИФРОВЫХ ПРЕОБРАЗОБАТЕЛЕЙ, содержащий источник калиброванного напряжения, подключенный выходом к первому входу блока суммирования напряжения, второй вход которого соединен с выходом первого преобразователя код - напряжение, а выход с первой выходной шиной измерителя, вторая выходная шина измерителя объединена со входом счетчика и подключена к выходу генератора тактовых импульсов, а входная шина соединена с первыми входами блока сравнения кодов, вторые входы которого подключены к шине опорного кода, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него дополнительно введены второй блок сравнения кодов, два реверсивных счетчика, второй преобразователь код-напряжение, элемент ИЛИ и переключатель, причем первый и второй выходы первого блока сравнения кодов соединены с соответствующими входами первого реверсивного счетчика, выходы которого через второй преобразователь код - напряжение соединены с третьим входом блока суммирования напряжения, третий и четвертьш выходы первого блока сравнения кодов соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ, подключенного выходом к (Л первому входу переключателя, второй вход которого соединен с выходом второго блока сравнения кодов, объединенного первыми входами с входами первого преобразователя код напряжение и подключенного к выходам счетчика, а вторыми входами ч подключенного к выходам второго 9д 4ia реверсивного счетчика и к третьей выходной шине измерителя, причем первый и второй выходы переключа:п теля соединены с соответствующими входами второго реверсивного счетчика.

Применение развертки димо для определения цел вала между / На формирование оце;{ки я наличие равномерно распределенного

по шкале АЦП 13 вспо ;с1г-: е чп п

воздействия влияния ;е г. так как реверсивный счет

;т количество исходов NX 4 NO

и

NO за период развертки

Uft з:ение центра суммы двух квантов :i сительно их реальной границы ;-но половине разности размеров : : квантов . Оценка смещения мируется на выходе счетчифиг.1

fjj f Q-2lHQ-1

фиг. 2

-IJNo mNojNo+l