Устройство контроля аналого-цифровых преобразователей Советский патент 1988 года по МПК H03M1/10 

4

со tsd

ч

4j

Изобретение относится к измерительной технике и является усовершенствованием известного устройства, описанного в авт. св. № 1287285. Изобретение позволяет увеличить бину контроля путем возможности дополнительного измерения среднеквадратичной ошибки и дисперсии профиля кванта за счет того, что в устройство, содержащее генератор 1 измерительного сигнала, цифровой вольтметр 2, проверяемый аналого-цифровой пре-. образователь 3, цифровой компаратор 4, формирователь 5 эталонного кода, синхронизатор 6, блок 7 управления генератором измерительного сигнала, элемент ИЛИ 8, реверсивный счетчик 9, блок 10 управления цифровым вольтметром, блок И регистрации, блок 12 управления циклами р:змерения, введены дополнительно коммутатор 1.3 сигнала изменения эталонного кода, коммутатор 14 сигнала запуска, коммутатор 15 сигнала управления, блок 16 нормирования числа измерений, формирователь 17 сигнала управления. 1 3.п. ф-лы, 3 ил. чэ (Л

1Ч

1

: Изобретение относится к измери- ;тельной технике и является усовершенствованием известного устройства по авт. св. № 1287285.

Целью изобретения яв яется увеличение глубины контроля за счет возможности измерения среднеквадратичной ошибки и дисперсии профиля кванта.

На фиг.1 нриведена структурная схема устройства; на фиг.2 функциональная схема формирователя сигнала управления; на фнг.З - временные .диаграммы работы устройства.

Устройство содержит генератор измерительного-сигнала, цифровой вольтметр 2, проверяемый 3, циф ровой компаратор , формирователь 5 эталонного кода, синхронизатор 6, блок 7 управлеьшя генератором измерительного сигнала, элемент ИЛИ 8, реверсивный счетчик 9, блок 10 управления цифровым вольтметром, блок 11 регистрации, блок 12 управления циклами измерения, коммутатор 13 сигнала изменения эталонного кода, коммутатор 14 сигнала запуска, коммутатор 15 сигнала управления, блок 46 нормирования числа измерений, формирователь 17 сигнала управления. Формировтель 17 сигнала управления содержит триггер 18, одновибратор 19, элементы И 20 и ИЛИ 2I.

Устройство контроля АЦП (фиг.1) ра ботает следугацим образом,.

При работе в режиме измерения статической характеристики преобразования (сигнал на шину Профиль кванта не подан), нормируемой по значениям усредненной оценки реального порогового уровня квантования, производится оперативная оценка средних значений реальных уровней квантования АЩТ

однако при этом нет возможности провести измерение таких характеристик профиля кванта, как среднеквадрати- ческая ошибка квантования и дисперсия квантования.

Способ измерения статических характеристик, например, i-ro профиля кванта АЦП, заключается в следукщем.

На вход исследуемого АЦП 3 многократно подается измерительный сигнал при котором АЦП вырабатывает код А, равный эталонному коду В. При .этом цифровым вольтметром 2 производится измерение значений измерительного сигнала, которые фиксируются блоком

10

15

,,

20

25

30

40

45

50

55

1 I регистрации ренин строится измерительного

327702

Из результатон шстограмма значений сигнала д,пя i-ro профиля кванта, из которой foгyт быть определены закон распределепня i-ro порогового уровня ЛИП, его средне- квадратическое значение и дисперсия флюктуацией. Число измерений для каждого порогового уровня определяется требовш.шем к необходимой достоверности полученнь х оценок измеряемых параметров.

После получения необходимой статистики для i-ro порогового уровня АЦП аналогично проводятся измерения для (i-+-l)ro порогового уровня и т.д. Устройство, реализующее этот способ, работает следующим образом.

Для перевода устройства в режим измерения статических характеристик профиля кванта на его вход подается сигнал Профи.пь кванта, который поступает на третий вход комм-утатора 13 сигнала изменения этапонного кода В, первый вход коммутатора 14 сигнала запуска и третий вход коммутатора 15 сигнала управления. Коммутаторы могут быть реализованы использованием электромагнитных реле с одной контактной группой, на обмотку управления которых подается сигнал по ши- не Профиль кванта, а контактные группы осуществляют коммутацию вход- нык сигналов.

В результате коммутатор 13 сигнала изменения эталонного кода В производит подачу, на второй вход формирователя 5 эталонного кода сигнала с выхода блока 16 формирования числа измерений вместо сигнала с второго выхода блока 12 управления циклами измерений.

Коммутатор 14 сигнала заггуска производит подачу на второй вход блока 10 управления цифровым вольтметром сигнала с выхода элемента ИЛИ 8 вместо сигнала с первого выхода реверсивного счетчика 9.

Коммутатор 15 сигнала управления производит подачу на вход генератора 1 измерительного сигнала с выхода формирователя 17 сигнала управления вместо сигнала управления с выхода блока 7 управления генератором измерительного сигнала.

После установки устройства в режим измерения статистических характеристик профиля кванта подается сиг31/

нал на шнну Пуск. При этом обнуляется блок 16 нормирования числа измерений и запускается формирователь 17 сигнала управления.

Блок 16 нормирования числа измерений представляет собой счетчик импульсов, который работает на переполнение и может быть реализован, например, использованием микросхемы типа 533ИЕ7.

Счетчик 16 осуществляет подсчет числа поступаюпщх на его вход 2 сигналов окончания процессов измерения, формируемых цифровым вольтметром 2. Сигнал переполнения счетчика 16 через контактную группу комтчутатора 13 сигнала изменения эталонного кода В подается на второй вход формирователя 5 эталонного кода, для изменения его значения на единицу, после набора необходимого числа статистических измерений для построения гистограммы распределения уровней срабатывания АЦП для измеряемого кванта. Разрядность счетчика определяется априорно заданным числом необходимых статистических данных.

Одновременно по сигналу Пуск осуществляют запуск, формирователя 17 сигнала управления.

Взаимодействие элементов устройства (фиг.З) происходит следующим образом.

По сигналу Пуск (точка на фиг.За) формирователь 17 сигнала управления вырабатывает сигнал управления генератором измерительного сигнала (фиг.36), который через контактную группу коммутатора 15 сигнала управления подается на вход генератора 1 измерительного сигнала. В этом случае полярность и длительность сигнала управления генератором измерительного сигнала таковы, что измерительный сигнал устанавливается в исходное состояние. После окончания длительности сигнала управления этой полярности формирователь 17 сигнала управления вырабатывает сигнал управленьш противоположной полярности, под воздействием которого генератор 1 измерительного сигнала формирует линейно возрастающий измерительный сигнал (фиг.За).

При достижении измерительным сигналом значения, при котором исследуемый АЦП вырабатывает код А, равный коду В, по сигналу Код А код В (фиг.Зп), поступающему на третий вход

327:

0

5

0

5

0

5

0

5

формирователя 17 сигнала управления с. выхода элемента ИЛИ .8, формирователь 17 сигнала управления вырабатывает нулевое значение сигнала управления. В результате изменение измерительного сигнала прекращается. Одновременно, по сигналу Код В, поступакицему на второй вход блока 10 управления цифровым вольтметром с выхода элемента ИЛИ 8, блок 10 управления цифровым вольтметром формирует сигнал запуска цифрового вольтметра 2, который поступает на его второй вход. Происходит процесс измерения значения измерительного сигнала (фиг.За), по завершению которого цифровой вольтметр 2 вырабатывает сигнал окончания процесса измерения (фиг.Зг), поступающий на второй вход формирователя 17 сигнала управления и на второй вход блока 16 нормирова- шя числа измерений.

По сигналу окончания процесса измерения (фиг.Зг) формирователь 17 сигнала управления формирует сигнал управления, имеющий полярность и длительность, обеспечивающие возврат измерительного сигнала (фиг.За) в исходное состояние.

По окончании этого сигнала управления процесс измерения повторяется до переполнеш1Я блока 16 нормирования числа измерений, который при этом вырабатывает сигнал изменения кода В на единицу (фиг.Зз), поступающий на второй вход формирователя 5 эталонного кода. В результате значение эталонного кода В изменяется на единицу.

Далее процесс измерения повторяется для уровня квантования АЦП, соответствующего коду АТ и т.д.

Из накопленной в блоке 11 регистрации информации могут быть получены гистограммы значений измерительных сигналов для всех профилей квантов проверяемого АЦП.

Формула изобретения

Риг.г

с вторым входом коммутатора сигнала запуска и соединен с выходом элемента ИЛИ, выход коммутатора сигнала запуска подключен к второму входу блока управления цифровым вольтметром, а третий вход соединен с первым вько- дом реверсивного счетчика, выход коммутатора сигнала изменения эталонного кода соединен с вторым входом формирователя эталонного кода.

21

КоЭЛ

область

У ;,opo ffiuc- P.jj:/ п

тика закона распреаея ния ypoo ячч

область ACi

Область AfL-tJ

ttlnycK)

Сигнал управп

нив ггнеротороп

utKepufTiRttHoto

сигма/ а ,

l6)

Сигнал

Кода в

Стнал oHMvoHoA процкса ,

UiHtptHUtf (t) L

(8-fo3aM}

Сигнал uvnpt- i пая, таяонн1Я Л KOffa я на КЗ) I

trr- вреня измгречи

{/(oSs-foSaChf}