Устройство для автоматического определения динамических характеристик аналого-цифровых преобразователей Советский патент 1987 года по МПК H03M1/10 

Изобретение относится к электроизмерительной и вычислительной технике и предназначено для определения интегральной функции распределения случайных пргрешностей аналого-цифровых преобразователей (АДП) в динамическом режиме.

Целью изобретения является повышение быстродействия за счет уменьшения времени измерения динамических погрешностей аналого-цифровых преобразователей, требуемого для определения интегральной функции распределения этих погрешностей.

На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 - измеряемая динамическая погрешность АЦП в виде напряжения, вырабатываемого с выхода измерительного усилителя (а - измеряемая динамическая погрешность АЦП полностью находится вьше уровня напряжения Хд, где Хд - напряжение, соответствующее шагу квантования образцового цифро-аналогового преобразователя; S - измеряемая динамическая погрешность АЦП полностью находится ниже уровня напряжения х ;

Ь

измеряемая динамическая погрешность АЦП находится как , так и ниже уровня напряжения х).

Предлагаемое устройство содержит шину 1 подачи преобразуемого сигнала арифметический блок 2, цифроаналого- вый преобразователь (ЦАП) 3, измерительный усилитель 4, аналоговый блок 5 сравнения, образцовый ЦАП 6, аналоговый коммутатор 7, одновибратор 8, счетчики 9-14, элементы И 15-19, триггеры 20-22, элемент 23 задержки, элемент ИЛИ-НЕ 24, генератор 25 импульсов и постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 26.

В предлагаемом устройстве точност определения динамических погрешносте аналого-цифровых преобразователей зависит от числа п результатов измерения динамических погрешностей АЦП при определении одной точки интегральной функции распределения этих погрешностей и числа определяемых точек ш интегральной функции распределения (серий измерений)

В зависимости от числа п выбирается разрядность счетчиков 9 и-12, которая равна k log п. В ПЗУ 26 предварительно записьшаются все п 2 значения вероятности от О до 1 .

5

0

0

5

0

5

При этом состояние счетчика 12 дпя постоянного запоминающего устройства 26 является адресом, по которому записаны соответствующие вероятности. Например, состоянию счетчика 12 - 000..О соответствует значение вероятности О, состоянию 000...1 - значение вероятности 2 , состоянию 1 11 ... 1 - значение вероятности 1 и т.д. Число определяемых точек m интегральной функции (серий измерений) определяется разрядностью образцового ЦАП 6 и величиной динамической погрешности поверяемого АЦП.27, снимаемой с выхода измерительного усилителя 4. Разг рядность образцового ЦАП 6 выбирается на 3-4 двоичных разряда больше, чем разрядность исследуемого АЦП 27. Разрядности счетчиков 10, 13 и 14 должны быть равны разрядности образцового ЦАП 6, а разрядность счетчика 11 на один двоичный разряд больше по сравнению с разрядностью образцо- 5 вого ЦАП 6. Увеличение разрядности счетчика 11 на единицу по сравнению с разрядностью счетчиков 10, 13 и 14 обусловлено тем, что в счетчике 11 фиксируется общее число серий измерений образцового ЦАП 6 как при отрицательном, так и при положительном опорном напряжении, подаваемом на последний. С шины 1 динамический сигнал, который может быть любым, поступает на вход исследуемого АЦП 27

и на второй вход измерительного усилителя 4. На первый вход последнего поступает сигнал с выхода ЦАП 3, на вход которого подается двоичный код с выхода исследуемого АЦП 27. На выходе измерительного усилителя 4 и-з- меряемая динамическая погрешность по всей шкале измерения АЦП 27 вырабатывается в виде разности между непрерывным по времени и уровню вход) ;

ным сигналом АЦП 27 и непрерьшным по времени результатом аналого-цифрового преобразования, получаемым с выхода ЦАП 3. Динамическая погреш0 ность аналого-цифрового преобразования с выхода измерительного усилителя 4 в виде напряжения поступает на второй вход аналогового блока 5 сравнения, а на его первьй вход поступа5 ет напряжение с выхода образцового ЦАП 6. Знак выходного напряжения образцового ЦАП 6 зависит от подаваемого на его второй вход через аналоговый коммутатор 7 опорного напряжения

(-Up или +идп ) a величина напряжения зависит от значения двоичного кода, поступающего со счетчика 10 на первый вход образцового ЦАП 6. Если на вход аналогового коммутатора 7с инверсного вьпсода триггера 22 подан, сигнал логической единицы, это обеспечивает подачу на второй вход образцового ЦАП 6 отрицательного опорного напряжения„ Положительное опорное напряжение поступает на второй вход образцового ЦАП 6 в случае, если с инверсного выхода триггера 22 на, .вход аналогового коммутатора 7 подан сигнал логического нуля, С выхода аналогового блока 5 сравнения снимается сигнал логической единицы только в те промежутки времени, когда напряжение измеряемой динамической погрешности с выхода измерительного усилителя 4 по своему уровню вьппе, чем напряжение с выхода образцового ЦАП 6.

Исходное состояние элементов устройства: триггеры 20-22 находятся в состоянии О, счетчики 9, 11, 12, 13 и 14 обнулены, в счетчик 10 занесена единица, с выхода образцового ЦАП 6 на первый вход аналогового блока 5 сравнения поступает положительное напряжение, соответствующее значению двоичного кода, поданного на первый вход образцового ЦАП 6 с выхода счетчика 10, на второй вход аналогового блока 5 сравнения с вы- хода измерительного усилителя 4 в виде напряжения поступает динамическая погрешность аналого-цифрового преобразования

В случае, когда измеряемая дина- .мическая погрешность находится полностью выше уровня напряжения х (фиг, 2а), устройство работает следующим образом.

На первый вход образцового ЦАП 6 со счетчика 10 подается код, соответствующий двоичной единице, на второй вход образцового ЦАП 6 подается отри цательное опорное напряжение. Этим 066 спечивается подача на первый вход аналогового блока 5 сравнения с выхоДа образцового ЦАП 6 положительного напряжения Хд, соответствующего шагу квантования образцового ЦАП 6. Так как разность между напряжением, по- ступаюш 1м на второй вход аналогового блока 5 сравнения, и напряжением х, поступаюш11м на его первый вход, боль

5

0

5

5 0

5

О

0 5

0

5

ше нуля, то с выхода последнего снимается сигнал логической единицы, который подается на первый вход элемента И 15 о По сигналу Пуск триггер 20 устанавливается в единичное состояние и сигнал логической единицы с его прямого выхода подается.на второй вход элемента И 15 и первый вход элемента И 16. Это обеспечивает прохождение импульсов с генератора 25 импульсов через элементы И 16 и 15 на входы счетчиков 9 и 12. К концу первой серии измерения в счетчиках 9 и 12 зафиксировано число импульсов с генератора 25 импульсов, равное По Равенство значений счетчиков 9 и 12 свидетельствует о том, что вероятность превьш ения измеряемой динамической погрешностью АЦП 27 уровня Хд при определении одной точки интегральной функции распределения этой погрешности равна 1. По импульсу переполнения с второго выхода счетчика 12 триггер 21 устанавливается в единичное состояние и сигнал логической единицы с его прямого выхода подается на первый вход элемента И 19 и второй вход элемента И 17.

.По импульсу переполнения с. выхода счетчика 9, поступившему на управ - ляюший вход арифметического блока 2 вероятность из ПЗУ 26, адресом для которого является состояние счетчика 12, переписывается в арифметический блок 2. По тому же импульсу переполнения с выхода счетчика 9 в счетчиках П и 13 фиксируются значения, равные единице, состояние счетчика

10 также увеличивается на единицу, а счетчик 12 через время, определяемое элементом 23 задержки, обнуляется.

На этом первая серия измерения динамической погрешности АЦП 27 за кончена, о чем свидетельствует состояние счетчика 11, равное единице.

Во второй серии измерения измеряемая динамическая погрешность сравнивается аналоговым блоком 5 сравнения с выходным напряжением образцового ЦАП 6, равным 2 Хд. Если за время серии измерения измеряемая динамическая погрешность находится по уровню напряжения вьш1е, чем 2 Х, то, как и в предыдущей серии, по импульсу переполнения с выхода счетчика 9 из ПЗУ 26 в арифметический блок 2 переписывается вероятность, равная

единице, состояния счетчиков 10, 11 и 13 увеличиваются на единицу, счетчик 12 обнулен, состояние триггера 21 не изменяется. С выхода образцового ЦАП 6 снимается напряжение, равное З Хр. Начинается новая серия измерения.

Во время i-й серии измерения из- меряелая динамическая погрешность АЦП 27 может оказаться как вьше, так и ниже i-x уровня напряжения, снимаемого с выхода образцового ЦАП 6. За время измерения в счетчике 12 зафиксировано меньшее число импульсов, чем в счетчике 9 (в счетчике 9 зафиксировано п импульсов). По импульсу переполнения с выхода счетчика 9 вероятность, соответствующая состоянию счетчика 12 из ПЗУ 26 переписывается в арифметический блок 2. По этому же импульсу переполнения с выхода счетчика 9 содержимое счетчиков 10, 11 и 13 увеличивается на единицу, счетчик 12 обнулен, состояние триггера 21 не изменяется. После i-й серии измерения с выхода образцового ЦАП 6 снимается напряжение (i+l).x.

Наконец, при га-й серии измерения напряжение с выхода образцового ЦАП 6 равно Ш Хр и по уровню во время всей серии измерения превышает напряжение измеряемой динамической погрешности. В этом случае с выхода аналогового блока 5 сравнения во время т-й серии измерения на первый вход элемента И 15 подается сигнал логического нуля. Это не позволяет импульсам с генератора 25 импульсов проходить через элемент И 15 на вход счетчика 12. Поэтому к концу т-й серии измерения в счетчике 12 зафиксировано О импульсов, а в счетчике 9 - п импульсов. По импульсу переполнения с выхода счетчика 9 вероятность, соответствующая состоянию счетчика 12 (она равна О), из ПЗУ 26 переписывается в арифметический блок 2. По этому же импульсу переполнения с выхода счетчика 9 содержимое счетчиков 10, 11 и 13 увеличивается на единицу, состояние триггера 21 не изменяется. Импульс переполнения с выхода счетчика 9, имеющий уровень напряжения логического нуля, пос тзта- ет также на первый вход элемента ИЛИ-НЕ 24, на второй вход которого подаются сигналы с первого выхода

счетчика 12, Так как по окончании га-й серии измерения содержимое счетчика 12 равно нулю, то на время действия импульса переполнения на выходе элемента ИПИ-НЕ 24 сформирован сигнал логической единицы. Этот сигнал, поданньш на установочный вход триггера. 22, переключает его в единичное состояние.. После переключения триггера 22 сигнал логической единицы с его прямого выхода подается на вторые входы элементов И 18 и 19. При подаче на второй вход элемента И 19 сигнала логической единицы на его выходе также формируется сигнал логической единицы. Этот сигнал с выхода элемента И 19, будучи поданным на управляющий вход арифметического блока 2, позволяет зафиксировать в нем содержимое счетчиков 11, 13 и 14. Выходной сигнал с элемента И 19 поступает также на обнуляющий вход триггера 20 и переключает его в нулевое состояние о На этом процесс измерения заканчивается.

После цикла измерения динамической погрешности аналого-цифрового преобразователя 27 в арифметический

блок 2 записано m точек интегральной функции распределения этой погрешности. Равенство содержимого счетчиков 11 и 13 значению т, а также равенство содержимого счетчика 14 нулю свидетельствует о том, что измеряемая динамическая погрешность по всей шкале измерения полностью находится вьше уровня напряжения х,.

В случае, когда измеряемая динамическая погрешность находится полностью ниже уровня напряжения х (фиг. 2S), устройство работает следующим образом.

На первый вход образцового ЦАП 6

со счетчика 10 подается код, соответствующий двоичной единице, на второй вход образцового ЦАП 6 подается отрицательное опорное напряжение. Этим обеспечивается подача на вход

аналогового блока 5 сравнения с выхода образцового ЦАП 6 положительного напряжения х, соответствующего шагу квантования образцового ЦАП 6. Поскольку разность между напряжением,

поступающим на входы аналогового блока 5 сравнения, меньше нуля, то с его выхода на вход элемента И 15 подается сигнал логического нуля. По сигналу Пуск триггер 20 уста

7

навливается в единичное состояние и сигнал логической единицы с его прямого выхода подается на второй вход элемента И 15 и вход элемента И 16. В этом случае импульсы с генератора 25 импульсов через элемент И 16 начинают поступать на вход счетчика 9 Наличие сигнала логического нуля на первом входе элемента И 15 запрещае прохождение импульсов с генератора 25 через этот элемент на вход счетчика 12. К концу первой серии измерения в счетчике 12 зафиксировано О .импульсов, а в счетчике 9 - п импулсов. Это говорит о том, что вероятность превьшения измеряемой динамической погрешностью АЦП 27 уровня х при определении одной точки интегральной функции распределения этой погрешности равна 0. Выходные сигналы, имеющее уровни напряжений логического нуля, с первого выхода счетчика 12 подаются на второй вход элемента ИПИ-НЕ 24 и на вход ПЗУ 26. На первый вход элемента ИЛИ-НЕ 24 п ступает импульс переполнения с выхода счетчика 9, который имеет уровень напряжения логического нуля. За время действия импульса переполнения на выходе элемента 1ШИ-НЕ 24 формируется сигнал логической единицы. Этот сигнал, поданный на установочный вход триггера 22, переключет его в единичное состояние. После переключения -триггера 22 сигнал логической единицы с его прямого выхода подается на вторые входы элемент И 18 и 19, а сигнал логического нул с его инверсного выхода - на вход аналогового коммутатора 7 и вход одновибратора 8. Наличие на входе аналогового коммутатора 7 сигнала логического нуля обеспечивает подач на второй вход образцового ЦАП 6 положительного опорно го напряжения. По импульсу переполнения с выхода счетчика 9 вероятность, соответствующая состоянию счетчика 12 (она равна о), из ПЗУ 26 переписывается в блок.2. По этому импульсу перепол

нения содержимое счетчиков 10, 11. и I 14 увеличивается на единицу, счетчик

12 обнулен. При переключении триггера 22 одновибратор 8 выдает одиночный импульс, который при подаче на второй вход счетчика 10 обнуляет этот счетчик. После первой серии измерения с выхода образцового ЦАП 6 сни8

5

0

мается напряжение, равное нулю. Во второй серии измерения значение измеряемой динамической погрешности сравнивается в аналоговом блоке 5 сравнения с выходным напряжением образцового ПДП 6, равным нулю. Если за время всей серий измерения измеряемая динамическая погрешность находится ниже нулевого уровня напряжения, то по импульсу переполнения с выхода счетчика 9 из ПЗУ 26 в арифметический блок 2 переписывается вероятность, равная нулю, значение счетчиков 10,

11и 14 увеличивается на единицу, счетчик 12 обнулен, состояние триггера 22 не изменяется. С выхода образцового ЦАП 6 снимается напряжение (Xjj). Начинается новая серия измерения.

Во время i-й серии измерения измеряемая динамическая погрешность АЦП 27 может оказаться как вьш1е, так и ниже (-i-Xg) уровня напряжения, снимаемого с выхода образцового ЦАП 6. В этом случае за время измерения в счетчике 12 зафиксировано меньшее число импульсов, чем в счетчике 9.

По импульсу переполнения с выхода счетчика 9 вероятность, соответствующая состоянию счетчика 12, из ПЗУ 26 переписывается в арифметический блок 2. По этому же импульсу переполнения содержимое счетчиков 10, 11 и 14 увеличивается на единицу, счетчик

12обнулен, состояние триггера 22 не изменяется. После i-й серии измерения с выхода образцового ЦАП 6 снимается напряжение -(1+1)-х. Наконец, при тй серии измерения напряжение на выходе образцового ЦАП 6 (-Ш Х) меньше напряжения измеряемой динамической погрешности. В этом случае с

5 выхода аналогового блока 5 сравнения на первый вход элемента И 15 подается сигнал логической единицы, который открывает элемент И 15 для прохождения импульсов с генератора 25 на

0 вход счетчика 12. По окончании т-й серии измерения в счетчиках 9 и 12 находится число импульсов, равное п. По импульсу переполнения с выхода счетчика 9 вероятность, соответствуг ющая состоянию выходов счетчика 12 (она равна 1), из ПЗУ 26 переписьша- ется в арифметический блок 2. По этому же импульсу переполнения содержимое счетчиков 10, 11 и 14 увеличи0

5

0

91

вается на единицу, состояние триггера 22 не изменяется,.

По импульсу переполнения с второго выхода счетчика 12 триггер 21 устанавливается в единичное состояние, и сигнал логической единицы с его прямого выхода подается на первый вход элемента И 19 и второй вход элемента И 17. При подаче на первый вход элемента И 19 сигнала логической единицы на его выходе также формируется сигнал логической единицы. Этот сигнал с выхода элемента И 19 при подаче на управляющий вход арифметического блока 2 позволяет зафиксировать в нем содержимое счетчиков 11, 13 и 14. Выходной сигнал с эле- мейта И 19 поступает также на обнуляющий вход триггера 20 и переключает его в нулевое состояние. На этом процесс измерения заканчивается. После цикла измерения динамической погрешности АЦП 27 в арифметический блок 2 записано m точек (значений вероятностей) интегральной Функции распределения этой погрешности. Равенство содержимого счетчиков 11 и 14 числу т, а также равенство содержимого счетчика 13 нулю свидетельствует о том, что измеряемая динамическая погрешность от всей шкалы измерения полностью находится ниже уровня напряжения х,.

В случае, когда измеряемая динамическая погрешность находится как выше, так и ниже уровня напряжения х, (фиг. 2fe), устройство работает следуюш;им образом.

На первьй вход образцового ЦАП 6 со счетчика 10 подается код, соответствующий двоичной единице, на второй вход - отрицательное опорное напряжение. Этим обеспечивается подача на первый вход аналогового блока 5 сравнения с выхода образцового ЦАП 6 положительного напряжения х, соответствующего шагу квантования образцового ЦАП 6. Разность между напряжением измеряемой динамической погрешности, поступающим на второй вход аналогового блока 5 сравнения, и напряжением XQ, поступаюшзим на его первый вход, за время серии измерения может быть как больше, так и меньше нуля. В те интервалы времени, когда эта, разность больше нуля, с выхода аналогового блока 5 сравнения снимается сигнал логичес10

288909 . 10

кой единицы, а когда разность меньше нуля - сигнал логического нуля. Сигнал с выхода аналогового блока 5 сравнения поступает на первый вход 5 элемента И 15.

По сигналу Пуск триггер 20 устанавливается в единичное состояние, и сигнал логической единицы с его прямого выхода подается на второй вход элемента И 15 и. первый вход элемента И 16. Это обеспечивает прохождение импульсов с генератора 25 через элементы И 15 и 16 на вход

5 счетчиков 12 и 9. Поскольку элемент И 15 пропускает импульсы на вход счетчика 12 только в те интервалы времени, когда на его первом входе присутствует сигнал логической еди20 ницы, то в конце серии измерения в счетчике 12 зафиксировано меньшее число импульсов, чем в счетчике 9 (в счетчике 9 зафиксировано п импульсов). По импульсу переполнения

35

25 с. выхода счетчика 9 вероятность, соответствующая состоянию выходов счетчика 12, из ПЗУ 26 переписывается в арифметический блок 2, По этому же- импульсу переполнения содержимое

30 счетчиков 10 и 11 увеличивается на единицу, счетчик 12 через время, определяемое элементом 23 задержки обнуляется, на этом первая серия измерения закончена.

Во второй серии измерения значение напряжения измеряемой динамической погрешности сравнивается с выходным напряжением образцового ЦАП 6, равным 2-Xjj, в третьей серии 40 с выходным напряжением образцового ЦАП, равным З Хд, и т.д. Во время k-й серии измерения напряжение измеряемой динамической погрещности находится по уровню ниже уровня напря45 жения k X. В этом случае на выходе аналогового блока 5 сравнения выра батывается сигнал логического нуля, который при подаче на первый вход элемента И 15 закрывает его для про50 хождения импульсов с генератора 25 на вход счетчика 12, По окончании k-й серии измерения в счетчике 12 зафиксировано число импульсов, равное нулю, а в счетчике 9 - число им55 пульсов, равное п Выходные сигналы, имеющие уровни напряжений логического нуля, с первого выхода счетчика 12 подаются на второй вход элемента ИЛИ-НЕ 24.и на вход ПЗУ 26, При поступлении с выхода счетчика 9 на первый вход элемента ИЛИ-НЕ 24 импульса переполнения, имеющего уровень напряжения логического нуля, на выходе элемента ИЛК-НЕ 24 формируется сигнал логической единицы. Этот; сигнал при подаче на установочный вход триггера 22 переключает его в единичное состояние.

После переключения триггера 22 сигнал логической единицы с его прямого выхода подается на вторые входы элементов И 18 и 19, а сигнал ло- .гического нуля - с его инверсного выхода на вход аналогового коммутатора 7 и вход одновибратора 8. Наличие на входе аналогового коммутатора 7 сигнала логического нуля обеспечивает подачу на второй вход образцового ЦАП 6 положительного опорного напряжения. По импульсу переполнения с выхода счетчика 9 вероятность, соответствующая состоянию выходов счетчика 12 (она равна нулю), из ПЗУ 26 переписьшается в арифметический блок 2, По этому же импульсу содержимое счетчиков 10, 11 и 14 увеличивается на единицу, счетчик 12 обнулен. При переключении триггера 22 одновибраЮ

В этом случае на выходе аналогового блока 5 сравнения присутствует сигнал логической единицы, который при подаче на первьй вход элемента И 15 открьгеает его для прохождения импульсов с выхода генератора 25 на вход счетчика 12, По окончании т-й серии измерения в счетчиках 12 и 9 будет зафиксировано число импульсов, равное п. По импульсу переполнения с выхода счетчика 9 вероятность, соответствующая состоянию выходов счетчика 12 (она равна единице), и ПЗУ 26 переписьшается в арифметический блок 2. По этому же импульсу содержимое счетчиков 10, 11 и 14 увеличивается на единицу, состояние триггера 22 не изменяется. По импульсу переполнения с второго выхода счетчика 12 триггер 21 устанавливается в единичное состояние и сигнал логической единицы с его прямого выхода подается на первый вход элемента И 19, При подаче на первый вход элемента И 19 сигнала логической единицы на его выходе также формируется сигнал логической единицы. Этот сигнал с выхода элемента И 19 при подаче на второй управляющий вход арифметического блока 2 поз15

20

25

тор 8 выдает одиночный импульс, кото- Ооляет зафиксировать в нем содержимое

рый при подаче его на второй вход счетчика 10 обнуляет этот счетчик. После k-й серии измерения с выхода образцового иДП 6 снимается напряжение, равное йулю,

В (k+l)-й серии измерения измеряемая динамическая погрешность сравнивается с вьпсодным напряжением образцового ЦАП 6, равным нулю По окончании этой серии изменения по импульсу переполнения с выхода счетчика. 9 вероятность, соответствзтощая состоянию выходов счетчика 12, из ПЗУ 26 переписьгоается в арифметический блок 2, состояния счетчиков 10, 11 и 14 увеличиваются на единицу, счетчик 12 обнулен, состояние триггера 22 не изменяется, С выхода образцового ЦАП 6 снимается напряжение .(-X,).

В следующей серии измерения значение напряжения измеряемой динамической погрешности сравнивается с выходным напряжением образцового ЦАП 6, равным (-XQ) и т,д. Во время т-йхсег рии измерения значение напряжения измеряемой динамической погрешности больше значения напряжения (-т/х).

Ю

8890912

В этом случае на выходе аналогового блока 5 сравнения присутствует сигнал логической единицы, который при подаче на первьй вход элемента И 15 открьгеает его для прохождения импульсов с выхода генератора 25 на вход счетчика 12, По окончании т-й серии измерения в счетчиках 12 и 9 будет зафиксировано число импульсов, равное п. По импульсу переполнения с выхода счетчика 9 вероятность, соответствующая состоянию выходов счетчика 12 (она равна единице), и ПЗУ 26 переписьшается в арифметический блок 2. По этому же импульсу содержимое счетчиков 10, 11 и 14 увеличивается на единицу, состояние триггера 22 не изменяется. По импульсу переполнения с второго выхода счетчика 12 триггер 21 устанавливается в единичное состояние и сигнал логической единицы с его прямого выхода подается на первый вход элемента И 19, При подаче на первый вход элемента И 19 сигнала логической единицы на его выходе также формируется сигнал логической единицы. Этот сигнал с выхода элемента И 19 при подаче на второй управляющий вход арифметического блока 2 поз15

20

25

Ооляет зафиксировать в нем содержимое

35

40

счетчиков 11, 13 и 14, Выходной сигнал с элемента И 19 поступает также на обнуляющий вход триггера 20 и переключает его в нулевое состояние. На этом процесс измерения заканчивается.

После цикла измерения динамической погрешности в арифметическом

блоке 2 зафиксировано m точек (значений вероятностей) интегральной функции распределения этой погрешности. Значение содержимого счетчика 11 равно т, значение содержимого

45 счетчика 14 равно (m-k), значение счетчика 13 равно нулю. Подобное соотношение между значениями содержимого счетчиков свидетельствует о том, что измеряемая динамическая погрет-

50 ность АЦП 27 находится как вьш1е, так и ниже уровня напряжения х, а также о том, как она расположена относительно этого уровня.

55

Записанная в арифметическом блоке 2 информация о динамических погрешностях аналого-цифровых преобразователей в виде интегральной функции распределения этих погрешностей позволяет осуществить по известным алгоритмам вычисление математического ожидания, среднеквадратического отклонения, дисперсии и других статистических характеристик погрешностей АЦП.

Формула изобретения

Устройство для автоматического определения динамических характеристик аналого-цифровых преобразователей, содержащее последовательно соединенные образцовый цифроаналоговый преобразователь, аналоговый блок сравнения и первы элемент И, арифметический блок, отличающееся тем, что, с целью повьшения быстродействия, в него введены цифро аналоговый преобразователь, измерительный усилитель, одновибратор, аналоговый коммутатор, щесть счетчиков, четыре элемента И., элемент задержки, элемент ИПИ-НЕ, генератор импульсов, три триггера, постоянное запоминающее устройство, первый вход измерительного усилителя соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, второй вход является первой входной шиной и выходной щиной 5 выход подключен к второму входу аналогового блока сравнения, второй вход первого элемента И объединен с первым входом второго элемента И и соединен с прямым выходом первого триггера, второй вход второго элемента И подключен к выходу генератора импульсов, а выход соединен с третьим входом первого элемента И и входом первого счетчика, выход которого соединен с первым входом второго счетчика, входом третьего счетчика, первыми входами третьего и четвертого элементов И, первым управляющим входом арифметического блока, входом элемента задержки, первым входом

элемента ИЛИ-НЕ, вторые входы которого объединены с входами постоянного запоминающего устройства и соединены с первыми выходами четвертого счетчика, первый вход которого подключен к выходу первого элемента И, второй вход - к выходу элемента задержки, а второй выход соединен с . входом установки в единицу второго

триггера, прямой выход которого подключен к первому входу пятого элемента И и второму входу третьего элемента И, выход которого через пятый счетчик соединен с первыми информационными входами арифметического

блока, выход элемента ИЛИ-НЕ подключен к входу установки в единицу трег тьего триггера, инверсный выход которого соединен с входом одновибра

тора и управляющим входом аналогового

коммутатора, выход которого подключен к первому входу образцового цифро- аналогового преобразователя, вторые входы которого соединены с выходами второго счетчика, второй вход которого подключен к выходу одновибрато- ра, прямой выход третьего триггера соединен с вторыми входами пятого и четвертого элементов И, выход последнего из которых.через шестой счетчик соединен с вторыми информационными входами арифметического блока, третьи информационные входы - с выходами третьего счетчика, четвертые информационные входы - с вьгходами постоянного запоминающего устройства, а второй управляющий вход объединен с входом установки в ноль первого . триггера и подключен к выходу пятого элемента И, вход установки в единицу первого триггера является щиной Пуск, информационные входы анАло- гового коммутатора являются шинами опорного Напряжения, а входы цифроаналогового преобразователя являются вторыми входными щинами.

тко

iXo

/о О

б

/о О

-Хо -iXo -тхо б

//о

Хо

I

Y

-/7%

Составитель И. Романова Редактор 0. Юрковецкая Техред Л.Сердюкова Корректор Л. Пилипенко

7823/38

Тираж 922Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

uz.2

Изобретение относится к электроизмерительной и вычислительной технике и позволяет уменьшить время измерения динамических погрешностей аналого-цифровых преобразователей (АЦП), необходимое для постро.ения интегральной функции распределения этих погрешностей. Изобретение позволяет повысить быстродействие устройства, . содержащего шину 1 подачи преобразуемого сигнала, исследуемьм аналого- цифровой преобразователь 27, цифро- аналоговый преобразователь 3, измерительный усилитель 4, аналоговый блок 5 сравнения, образцовый цифро- аналоговый преобразователь 6, аналоговый коммутатор 7, одновибратор 8, счетчики 9-14, элементы И 15-19, триггеры 20-22, элемент 23 задержки, элемент ИЛИ-НЕ 24, генератор -25 импульсов, постоянное запоминающее устройство 26, арифметический блок 2. На выходе измерительного усилителя 4 Б виде напряжения вырабатьгоает- ся погрешность аналого-цифрового преобразования. Для. измерения погреш ности и построения ее интегральной функции распределения служат элемен- ть1 5-26 ус тройства о По интегральной функции распределения погрешности в арифметическом блоке 2 осуществляется вычисление математического ожидания, среднеквадратического отклонения, дисперсии и других статистических характеристик погрешностей АЦП. 2 ил. :- « (Л to 00 00 со о со