Устройство регистрации с автоматической калибровкой Советский патент 1989 года по МПК G01D7/00 

Swrod

00

|to

N)

31500827

1нобретеине. относится к радиоизме- рительнон технике, может быть использовано для автоматической, калибровки в цифровых приборах, например реги- 5 страторах и осциллографах, и является усовершенствованием устройства по авт. св. № 1384953.

Цель изобретения - повышение точности калибровки путем уменьшения 10 влияния шумов.

На фиг.1 изображена блок-схема устройства регистрации с автоматической калибровкой; на фиг.2 - временные диаграммы его работы. 15

Устройство .регистрации с автоматической калибровкой содержит входной коммутатор 1, усилитель 2, аналого- цифровой преобразователь (АЦП) 3|

соединен с входами компаратора 7 кодов и мультиплексора 8,

Устройство работает следующим образом.

В режиме Калибровка на вход усилителя 2 через входной коммутатор 1 подключается выход ЦАИ 5 и калибровочное напряжение подается на вход усилителя 2 и далее на АЦП 3, В реальных системах на калибровочный сигнал накладывается шум (см. фиг.2а). Однократное измерение калибровочного напряжения, например, в точке t имеет большую погрешность из-за шума. Устранить этот недостаток можно при многократном измерении калибровочного сигнала с последующим усреднением результата измерений. При этом по теозапоминающее устройство (ЗУ) 4, циф- 20 рии цифровой фильтрации мощность шума роаналоговый преобразователь (ЦАП) 5, коммутатор 6 частот, компаратор 7 кодов, мультиплексор 8, триггер 9 режима калибровки, запоминающее устройство (ЗУ) 10 калибровки, коммутатор 11, сумматор 12, регистр 13 суммы, делитель 14 кода, счетчик 15 суммы. Причем входной -коммутатор 1, усилитель 2 и АЦП 3 соединены последова25

уменьшается по отношению к мощности полезного сигнала в чМ раз, где N - число измерений.

В предлагаемом устройстве усреднение калибровочных коэффициентов реализуется следующим образом.

Код на входе ЦАП 5 изменяется с частотой fu,cin/W где N.- коэффициент пересчета счетчика 15 суммы, а на

тельно, выходы АЦП. 3 соединены с вхо,- 30 стробирующий вход АЦП 3 поступает

соединен с входами компаратора 7 кодов и мультиплексора 8,

Устройство работает следующим образом.

В режиме Калибровка на вход усилителя 2 через входной коммутатор 1 подключается выход ЦАИ 5 и калибровочное напряжение подается на вход усилителя 2 и далее на АЦП 3, В реальных системах на калибровочный сигнал накладывается шум (см. фиг.2а) Однократное измерение калибровочного напряжения, например, в точке t имеет большую погрешность из-за шума. Устранить этот недостаток можно при многократном измерении калибровочного сигнала с последующим усреднением результата измерений. При этом по теории цифровой фильтрации мощность шума

уменьшается по отношению к мощности полезного сигнала в чМ раз, где N - число измерений.

В предлагаемом устройстве усреднение калибровочных коэффициентов реализуется следующим образом.

Код на входе ЦАП 5 изменяется с частотой fu,cin/W где N.- коэффициент пересчета счетчика 15 суммы, а на

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для автоматической калибровки в цифровых приборах, например регистраторах и осциллографах. Изобретение позволяет повысить точность калибровки путем уменьшения влияния шумов. Калибровочный сигнал подвергается многократному преобразованию на АЦП 3, полученные коды суммируются с помощью сумматора 12 с кодами, поступающими из регистра суммы, и затем делятся на число суммирования в делителе 14. Полученный усредненный код записывается в ЗУ 10 калибровки. За счет статического накопления результатов измерений повышается точность калибровки без учета влияния шумов, а также устраняется влияние шума АЦП на точность калибровки.

дами ЗУ 4 и, через последовательно соединенные сумматор 12,.регистр 13 суммы и делитель 14 кода - с входами компаратора 7 кодов и мультиплексора 8, второй вход которого соединен с 35 выходом ЗУ 4, а управляющий вход соединен с выходом триггера 9 режима . калибровки, входами ЗУ 10 калибровки, коммутатора 11 и входного коммутатора 1, третий вход которого соединен с . 40 выходом ЦАП 5, второй выход которого соединен с входами данных ЗУ 10 калибровки, второй вход ЦАП 5 соединен с входами триггера 9 режима калибровчастота fu,c(ri Ь результате за вр емя от О до tj-, (фиг.26) на выходе АЦП 3 формируются N кодов для одного и того же. значения калибровочного напряжения. Эти коды поступают на первьй вход сумматора 12. На второй вход сумматора 12.поступает код суммы из регистра 13 суммы. Эти два кода складываются в сумматоре 12 и записываются с частотой в регистр 13 суммы. Последний каждым импульсом fu,an/N сбрасывается в ноль. Таким образом, в регистре 13 суммы через каждые N импульсов часки, ЗУ 4 и коммутатора 6 частот, вы-( 45 тоты формируется сумма U- мгновенных значений преобразованного ка,- либровочного напряжения одного уровня. Поделив полученную сумму на N в делителе 14 кода, получим усредненный код для данного калибровочного напряжения, который далее записывается в ЗУ 10 калибровки, Процесс заполнения ЗУ 10 калибровки продолжается до тех пор, пока на выходе делителя

ход которого соединен с тактовым входом ЗУ 4, другой вход триггера 9 режима калибровки соединен с выходом компаратора 7 кодов, выход мультиплексора 8 соединен с входом ЗУ 10 калибровки, другой вход которого со-, единен с выходом коммутатора 11, первый вход которого соединен с пефвым

венных значений преобразованного ка,- либровочного напряжения одного уровня. Поделив полученную сумму на N в делителе 14 кода, получим усредненный код для данного калибровочного напряжения, который далее записывается в ЗУ 10 калибровки, Процесс заполнения ЗУ 10 калибровки продолжается до тех пор, пока на выходе делителя

входом ЦАП 5, входом сброса регистру 13 cyMMJii и выходом счетчика 15 суммы, °Д появится код, соответствующий вход которого соединен с входной ли- верхней границе его диапазона. При иней тактовой частоты ЦАП 3, тактовыми входя .щ AIUI 3 н регистра 13 суммы, а др-Л1-гтеля 14 кода

появлении этого кода срабатывает компаратор 7 кодов, сбрасываюп(ий триггер 9 режима калибровки, что перечастота fu,c(ri Ь результате за вр емя от О до tj-, (фиг.26) на выходе АЦП 3 формируются N кодов для одного и того же. значения калибровочного напряжения. Эти коды поступают на первьй вход сумматора 12. На второй вход сумматора 12.поступает код суммы из регистра 13 суммы. Эти два кода складываются в сумматоре 12 и записываются с частотой в регистр 13 суммы. Последний каждым импульсом fu,an/N сбрасывается в ноль. Таким образом, в регистре 13 суммы через каждые N импульсов час

венных значений преобразованного ка,- либровочного напряжения одного уровня. Поделив полученную сумму на N в делителе 14 кода, получим усредненный код для данного калибровочного напряжения, который далее записывается в ЗУ 10 калибровки, Процесс заполнения ЗУ 10 калибровки продолжается до тех пор, пока на выходе делителя

°Д появится код, соответствующий верхней границе его диапазона. При

°Д появится код, соответствующий верхней границе его диапазона. При

появлении этого кода срабатывает компаратор 7 кодов, сбрасываюп(ий триггер 9 режима калибровки, что переI I I И И I И I I I I I I I I I I I I II I И М I И I I И I

SJ

Фиг. Z