Устройство для измерения спектральной плотности мощности шумов аналого-цифровых преобразователей Советский патент 1989 года по МПК H03M1/10 

шение точности измерении за счет устранения дополнительной погрешности квантования, характерной для измерительных схем с образцовым АЦП. В устройство, содержащее цифровой анализатор 13 спектра, вычитатель 10 и цифроаналоговый преобразователь 9. введены источник 1 сигнала произвольной формы, коммутатор 2, одновибра- тор 3, элемент ИЛИ 6 элемент 4 задержки, оперативное запоминающее устройство 7, счетчик 8 адреса, элемент И 11, генератор 12 тактовых импульсов. На первом этапе работы устройства происходит регистрация в ОЗУ 7 отсчетов х(пТ), соответствую- 1ЦИХ выборке значений напряжения x(t) на выходе источника 1 сигнала произвольной формы. После записи отсчетов на выходе старшего разряда счетчика 8 адреса устанавливается логическая 1. Вследствие этого вход исга тывае мого А1Щ 5 подключается через коммутатор 2 к выходу ПАП 9, блокируется распространение импульсов записи

- 312184

элементом 6, т.е. ОЗУ 7 находится в режиме чтения и деблокируется элементом И 11. Цифровые коды отсчетов АЦП 5, предварительно записанные в ОЗУ 7. поступают на вход ЦАП 9, где преобразовываются в аналоговую форму и подаются на вход АЦП 5. По окончании аналого-цифрового преобразования выполняется операция вычитания ме:вду результатами однократного и двукрат- ,ного преобразования отсечтов сигнала

д(пТ) х(пТ) - х/пТ). После перебора N адресов вычисляется дискретное преобразование Лурье для первых

10

15

20

N разностей S

./2 .

1 м й(пТ)е

1ьо

Одновременно происходит запись в ОЗУ 7 следующей реализации и процедура повторяется вновь. По выполнению М таким циклов производится усреднение полученных результатов В -ж

м

25 индикация. 2

ИЛ.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. Цель изобретения - расширение области применения устройств для измерения погрешности АЦП за счет обеспечения возможности измерения спектральной плотности мощности шумов АЦП при произвольном входном воздействии и повышение точности измерений за счет устранения дополнительной погрешности квантования, характерной для измерительных схем с образцовым АЦП. В устройство, содержащее цифровой анализатор 13 спектра, вычитатель 10 и цифроаналоговый преобразователь 9, введены источник 1 сигнала произвольной формы, коммутатор 2, одновибратор 3, элемент ИЛИ 6, элемент 4 задержки, оперативное запоминающее устройство 7, счетчик 8 адреса, элемент И 11, генератор 12 тактовых импульсов. На первом этапе работы устройства происходит регистрация в ОЗУ 7 отсчетов X(NT), соответствующий выборке значений напряжения X(T) на выходе источника сигнала произвольной формы 1. После записи отсчетов на выходе старшего разряда счетчика 8 адреса устанавливается логическая "1". Вследствие этого вход испытываемого АЦП 5 подключается через коммутатор 2 к выходу ЦАП 9, блокируется распространение импульсов записи элементом ИЛИ 6, т.е.ОЗУ 7 находится в режиме чтения и деблокируется элемент И 11. Цифровые коды отсчетов АЦП 5, предварительно записанные в ОЗУ 7, поступают на вход ЦАП 9, где преобразовываются в аналоговую форму и подаются на вход АЦП 5. По окончании аналого-цифрового преобразования выполняется операция вычитания между результатами однократного и двукратного преобразования отсчетов сигнала: Δ(NT)=X₂(NT)-X₁(NT). После перебора N адресов вычисляется дискретное преобразование Фурье для первых N разностей S_K=1/NΣ^N-1_N=0Δ(NT)L-J2φ/NK. Одновременно происходит запись в ОЗУ 7 следующей реализации и процедура повторяется вновь. По выполнению М таких циклов производится усреднение полученных результатов B(K)=1/MΣ^M_M=1/S_M(K)/² и их индикация. 2 ил.

Изобретение относится к. контроль- НС-измерительной технике и может быть использовано для экспериментальных исследований и контроля погрешности аналого-цифровых преобразователей (АЦП),

Цглью изобретения является повышение точности и расширение области применения.

На фиг. 1 представлена структур- ная схема предлагаемого устройства на фиг. 2 - временная диаграмма работы устройства.

Устройство содержит источник 1 сигнала произвольной формы (ИСПФ), коммутатор 2, одновибратор 3, элемен 4 задержки, проверяемый аналого-цифровой преобразователь 5, элемент ИЛИ 6, оперативное эапоьотающее устройство (ОЗУ) 7, счетчик 8 адреса, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 9, вычитатель 10, элемент И 11 генератор 12 тактовых импульсов (ГТИ цифровой анализатор 13 спектра (IIAC) информационную выходную шииу 14, выходную шину 15 управления, ;входную шину 16 управления, выходите информационные шины 17.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы соединяют информационный вход и вход ЗАПУСК проверяемого АЦП 5 соответственно с выходной информационной шиной и выходной шиной управления, а информационные выходы и выход Конец преобразования - соответственно с соот- ветствуюг(ими входными информационными шинами и входной ошной управления.

В исходном состоянии на выходе НАС 13 присутствует логический О, счетчик 8 адреса обнуления. При этом выход источника 1 через коммутатор 2 подключен к информационному входу испытываемого АЦП 5. Функционирование устройства начинается с установки на выходе ЦАС 13 логической 1, что разрешает работу ГТИ 12, выраба- тьшающего последовательность импульсов дпя запуска АЦП.5 (г. 2, сиг- ;нал а), по окончании каждого преобразования АЦП 5 вндает сигнал Конец преобразования (фиг. 2, сигнал о ), инициирующий формирование одновибра- тором 3 импульса записи (фиг. 2, сигнал t), который через элемент ИЛИ 6 поступает на уйравляшций вход ОЗУ 7 (фиг. 2, сигнал f ).

51

Таким образом, происходит регистрация отсчетов х(пТ) напряжения x(t) на выходе ИСПФ 1. Адреса ячеек ОЗУ 7 генерирует счетчик 8 адреса, который переключается по положительному фронту импульсов, поступающих со второго выхода элемента 4 (фиг. 2, сигнал г). После записи N отсчетов на выходе старшего разряда счетчика 8 адреса устанавливается логическая 1 (фиг. 2, сигнал а). Вследствие этого информационный вход А1Щ 5 подключается через коммутатор 2 к выходу ЦАП 5 подключается через коммута- тор 2 к выходу ПАП 9, блокируется распространение импульсов записи элементом ИЛИ 6, т.е. ОЗУ 7 находится в режиме чтения и деблокируется элемент И 11. Счетчик 8 адреса последо- вательно формирует адреса ячеек ОЗУ 7, начиная с нулевого и цифровые коды отсчетов АЦП 5, предварительно записанные в ОЗУ, поступают на вход АЦП 9, где преобразовываются в ана- логовую форму и через коммутатор 2 подаются на информационный вход АЦП 5. По окончании аналого-цифрового преобразования на управляющий вход вычитателя 10 с первого выхода эле- мента 4 задержки через элемент И 11 поступает импульс (фиг. 2, сигнал) разрешающий провести операцию вычитания между результатами двукратного и однократного преобразования от счета сигнала источника 1.

д(пТ) « X г(пТ) - х,(пТ).

По положительному фронту этого импульса код разности (пТ) заносится в ЦАС 13. После перебора N адресов, нахождения соответствующих разностей и записи их в ЦАС 13 на выходе старшего разряда счетчика 8 адреса вновь устанавливается логический О, что инициирует вычисление дискретного преобразования Фурье для первьк N разностей

W-1

ПсО

d(nt)e

-.

Одновременно происходит запись в ОЗУ 7 следующей реализации с выхода источника 1 и процедура повторяется вновь. После выполнения М таких циклов на выходе НАС 13 появляется логический О, ЦАС 13 производит усреднение полученных результатов

B(k)

5 М ..

|s.(k)|

Q с 0 5 ,

0

5

0

5

и индицирует результаты.

Эффективность предлагаемого устройства по сравнению с известным определяется повышением точности измерений и расширением области изменения за счет устранения дополнительной погрешности квантования, характерной для измерительных схем с образцовым АЦП, обеспечения возможности сравнения в цифровой форме результатов аналог о-цифрового преобразования сигнала произвольной формы, используемых в качестве опорных значений, с результатами аналого-цифрового пре- образовяния сигнала, образованного путем цифроаналогового преобразования опорных значений и вычисления усредненного спектра разностей этих результатов.

Формула изобретения

Устройство для измерения спектральной плотности мощности шумов аналого- цифровых преобразователей, содержащее цифровой анализатор спектра, вы- читатель и цифроаналоговый преобразователь, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и расширения области применения, в него введены коммутатор, одновибра- тор, элемент ИЛИ, элемент задержки, оперативное запоминающее устройство, счетчик адреса, элемент И, генератор тактовых импульсов, источник сигнала произвольной формы, выход которого подключен к первому информационному входу коммутатора, выход которого является выходной информационной шиной, второй информационный вход коммута- тора соединен с вькодом цифроаналогового преобразователя, а управляющий вход объединен с первым входом элемента ИЛИ, первым входом элемента И, первым управляющим входом цифрового анализатора спектра и подключен к выходу старшего разряда счетчика адреса, вход установки в О которого объединен с входом генератора тактовых импульсов и подключен к выходу цифрового анализатора спектра, второй управляющий вход которого объединен с управляюр{им входом вычитателя и подключен к выходу элемента И, второй вход которого соединен с первьм

выходом элемента задержки, второй выход которого подключен к счетному входу счетчика адреса, информационные выходы которого соединены с соответствующими адресными входами оперативного запоминающего устройства, ин; формациокные входы которого объединены с соответствующими первыми информационными входами вычитателя и являются входной информационной шиной, вторые информационные входы вычитателя объединены с соответствующими входами цифроаналогового преоб.JUU

п 1

OJ

П1

ппппг

разователя и подключены к соответствующим выходам оперативного запоминающего устройства, управляющий вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, второй вход которого объединен с входом элемента задержки и подключен к выходу одновибратора, вход которого является входной щиной управления, выходы вычитателя соединены с соответствующими информационными входами цифрового анализатора спектра, выход генератора тактовых импульсов является выходной шиной управления.

1JUL

I 1ПГ

гппг

1

тт

Фиг.2