Способ коррекции погрешностей аналого-цифрового преобразования Советский патент 1987 года по МПК H03M1/60 

Изобретение относится к автоматике, измерительной и вычислительной технике и может быть использовано в метрологическом обеспечении цифровых информационно-измерительных систем.

Цель изобретения - расширение диапазона и снижение приведенной погрешности аналого-цифрового преобразования о

Сущность способа заключается в следующем.

Весь процесс коррекции погрешностей аналого-цифрового преобразования состоит из трех тактов,

В первом такте производят аналого- цифровое преобразование исходного аналогового сигнала U,., Приведенная погрешность аналого-цифрового преобразования

, УМ Р и,

(О

где и - цена младшего разряда шкалы корректируемого аналого- цифрового преобразователя (АЦП);

U( - значение преобразуемого исходного сигналао Из уравнения (1) видно, что „р принимает наименьщее значение, когда и, принимает наибольшее значение. Чтобы снизить значение приведенной погрешности, преобразование нужно проводить при U|, близком к Ug - верхнему пределу преобразования вход ного аналогового сигналао Поэтому определяют отношение значений образцового кода YJ

и кода Y..

«0(КС {

Во втором такте производят аналого-цифровое преобразование исходного сигнала, увеличенного в , раз Аддитивная составляющая погрешности, определяемая сдвигом характеристики корректируемого АЦП, оказывает наименьшее влияние на результат аналого-цифрового преобразования на участке характеристики, близком к

«а КС

, поэтому ею можно пренебречьt

В третьем такте производят аналого-цифровое преобразование образцового аналогового сигнала, равного Ug. Дпя учета мультипликативной составляющей погрешности аналого-цифрового преобразования определяют поправочный коэффициент

KM

м а КС YI

(2)

мсикс

и корректируют результат преобразования, полученный во втором такте по формуле

YM Yd - KJ..

(3)

Чтобы получить скорректированный результат преобразования исходного 10 аналогового сигнала, значение кода Y уменьшают в Y. /Y, раз:

у Y --i

м V

макс

(4)

Из уравнений (2) - (4) определяют вьфажение для вычисления скорректированного результата исходного сигнала

Y - )

л - I(, -} .

-МОКСJ-MOKC

На чертеже приведена структурная схема измерительного вычислительного комплекса (ИВК) для реализации способа о

В состав ИВК входят АЦП 1, управ- вычислительный комплекс (УВК) 2, коммутатор 3 аналоговых сигналов, цифровой управляемый делитель 4 и источник 5 образцового сигнала

АЦП 1 производит преобразование исходного аналогового сигнала U , увеличенного в раз, и обратного сигнала, равного Ug, в цифровой код,

УВК 2 с помощью оперативного за- поминающего устройства (ОЗУ) запоминает значения кодов Y,, ,,c, вычисляет результат делелдая и округляет его до ближайшего меньшего значения согласно шкапе возможных коэффициентов передачи делителя 4, устанавливает коэффициент передачи делителя равным 1 и округленному результату деления Y,, /Y , управляет работой коммутатора 3, АЦП 1 и ис

точннка 5,

Коммутатор 3 подключает аналоговые сигналы с выхода делителя 4 к аналоговому входу АЦП 1, а образцовый аналоговый сигнал, равньй Ug, с выхода источника 5 - к аналоговоу входу АЦП 1

Делитель 4 устанавливает коэффициент передачи исходного аналогового сигнала по коду, поступающему с УВК 2.

Источник 5 вырабатывает образцовый аналоговый сигнал, равный Uj,

Работа ИВК при реализации предлагаемого способа коррекции погрешностей аналого-цифрового преобразования заключается в следующем

В первом такте на управляемый вход делителя 4 с управляющего выхода УБК 2 подают код, устанавливающий коэффициент передачи делителя 4 равным 1 о На аналоговый вход делителя 4 подают исходньй сигнал. От УВК

2воздействуют на управляе ый вход коммутатора 3, С помощью коммутатора

3подключают исходный аналоговый сигнал с выхода делителя 4 к входу преобразователя 1 о От УВК 2 воздействуют на управляемый вход преобразователя 1 о С помощью преобразователя i преобразуют исходный аналоговый сигнал в цифровой код Y, о Код Y( передают в ОЗУ УВК 2, В УВК 2 вычисляют и округляют результат деления

и подают с управляющего выхода на управляемый вход делителя 4 код, устанавливающий коэффициент передачи делителя равным округленному результату деления ,.(. /Y, . Во втором такте воздействуют от УВК 2 уа управляемый вход коммутатора 3, С помощью коммутатора 3 подключают исходный аналоговый сигнал, увеличенный в voinc ) Рзз, к входу АЦП 1о От УВК 2 воздействуют на управляемый вход АЦП- 1, в результате чего последний преобразует аналоговый сигнал, увеличенный в , раз, в цифровой код YO Код Y передают в ОЗУ УВК 2. В третьем такте воздействуют от УВК 2 на источник 5 и на управляемый вход коммутатора 3, С помощью коммутатора 3 с выхода источника 5 подключают образцовый сигнал, равный Ug, к входу АЦП 1 о От УВК 2 воздействуют на управляемый вход АЦП 1, в котором осуществляется преобразование образ- цового аналогового сигнала в цифровой код Y . Код Y передают в ОЗУ УВК 2. По окончании третьего такта преобразования в процессоре УВК 2 вычисляется скорректированный результат аналого-цифрового преобразования.

0

5

Формула изобретения

Способ коррекции погрешностей аналого-цифрового преобразования, включающий три такта аналого-цифрового преобразования, в первом,из которых осуществляют аналого-цифровое преобразование исходного аналогового сигнала и определяют значе- iffle скорректированного аналогового сигнала, во втором такте осуществляют аналого-цифровое преобразование скорректированного аналогового сигнала, а в третьем такте определяют скорректированный результат преобразования , отличающийся тем, что, с целью расщирения диапазона и снижения приведенной погрешности аналого-цифрового преобразования, в первом такте аналого-цифрового преобразования значение скорректированного аналогового сигнала определяют путем увеличения исходного аналогового сигнала пропорционально 5 отнощению кода,соответствующего верхнему пределу преобразования, и результата аналого-цифрового преобразования исходного аналогового сигнала, а в третьем такте до определения скорректированного результата гфеоб- разования осуществляют формироваьше образцового аналогового сигнала, равного верхнему пределу преобразования и его аналого-цифровое преобразование, а скорректированный результат преобразования определяют по формуле

YI,„ Y

0

0

5

X

Y (2 - ±-),

ijunKrit.

макс «акс

0 где YI - результат аналого-цифрового преобразования исходного аналогового сигнала; Y - результат аналого-цифрового преобразования образцо- 5вого сигнала, равного верхнему пределу преобразования;

макс код, соответствующий верхнему пределу преобразова- 0™я;

Y - результат аналого-цифрового преобразования скорректированного -аналогового сигнала о

Изобретение относится к автоматике, измерительной и вычислительной технике и может быть использовано в метрологическом обеспечении цифровых информационно-измерительных систем. Целью изобретения является расширение диапазона и снижение приведенной погрешности аналого-цифрового преобразования. Процесс коррекции погрешности состоит из трех тактов. В первом такте производят аналого- цифровое преобразование исходного аналогового сигнала п определяют значение скорректированного аналогового сигналаспутем умножения исходного сигнала на отношение кода, соответствующего верхнему пределу преобразования, и результата аналого-цифрового преобразования исходного риг- нала Во втором такте производят аналого-цифровое преобразование скорректированного аналогового сигналаj а в третьем такте до определения скорректированного результата преобразования осуществляют формирование образцового аналогового сигнала, равного верхнему пределу преобразования, и его аналого-цифровое преобразование, а скорректированный результат определяют по формуле. 1 ил. SS (Л с 4 о

Редактор А.Огар

Составитель В,Войтов Техред Л.Сердюкова.

6380/54

Тираж 900Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035s Москва, Ж-35, Раушская наб., До4/5

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

Корректор СсШекмар