Устройство для поверки цифроаналоговых преобразователей Советский патент 1990 года по МПК H03M1/66 

L±O

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для измерения дифференциальной нелинейности цисЬроаналоговых преобразователей

Цель изобретения - повышение точности измерения„

На фиг 1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиго 2 временные диаграммы, пояс няющие работу устройства „

Устройство для поверки цифроанало- говых преобразователей содержит аналоговый вычитатель 1s цифроаналоговый преобразователь 25 компаратор 3, генератор 4 кодов, выполненный на регистре 5 последовательного приближения, генератор 6 импульсов, счетчике 7 и

дешифраторе 8, арифметический блок 9. выполненный на регистре 10 и цифровом вычитателе 115 аналого-цифровой преобразователь 12, преобразователь 13 ток- напряжение,, ключ 14 и измеряемый цифроаналоговый преобразователь 15,

Устройство для поверки цифроанало- говых преобразователей (ЦАП) работает следующим образомо

В исходном состоянии ключ 14 разомкнут, а счетчик 7 находится в нулевом состоянии На управляющие входы измеряемого ЦАП 15 с выходов старших раэ- оядов счетчика 7 поступает нулевой код (фиго2,б)3 в регистр 10 арифметического блока 9 записан нулевой код„

При включении генератора 6 импульсов импульсы с его выхода (,а) поступают на тактовые входы регистра 5 последовательного приближения (РГШ) и счетчика 7 , код с выхода которого поступает на информационные входы дешифратора 8„ На третьем выходе дешифратора 8 формируется сигнал (фиго25г) удерживающий ключ1 14 в разомкнутом состоянии о Через некоторое время tg, необходимое для окончания переходного процесса в измеряемом ЦАП 15 На вход запуска РПП 5 с четвертого выхода дешифратора 8 поступает импульс запуска (фиг„2,в)о В результате на выходе РПП 5 начинает меняться код3 вызывающий соответствующее изменение сигнала 12 на выходе ЦАП 2f Этот сигнал поступает на вход аналогового вычитателя 1, на выходе которого формируется ток.

равный разности 115 г Де на выходе измеряемого ЦАП 15„ Сигнал с выхода аналогового вычитателя 1 сравнивается на компараторе 3 с сигналом нулевого уровня.Выходной сигнал компаратора 3 управляет формированием кода на выходе РПП 5„ Совокупность блоков 1,2,3,5 и 6 реализует контур уравновешивания выходного сигнала измеряемого ЦАП 15. По окончании процесса уравновешивания на выходе вычитателя 1 сигнал равен

Д0 л,+ Д205

где Д , - аддитивная погрешность вычитателя 1 ; &2о ошибка уравновешивания, обусловленная неидентичностью выходных сигналов ЦАП 2 и 15, I

По окончании процесса уравновешивания, через время Ц после запуска РПП 5, замыкается ключ 14 (фиг„2,г), а через время Ч;г (необходимое для окончания переходного процесса в преобразователе 13 ток-напряжение) с второго выхода дешифратора 8 осуществляется запуск (фиг„2,д) аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 12. который преобразует сигнал с выхода блока 13 в цифровой код, пропорциональный сигналу

К(А, + AZO ) + Ai3 ,

5

0

0

5

где К, Д19 - коэффициент преобразования и погрешность блока 13 соответственно о При этом на выходе АЦП 12 формируется код N0 NQ + Д N,z , где и, погрешность АЦП 12С Полученный код через время t& (время преобразования АЦП 12) по команде с первого выхода дешифратора 8 заносится в регистр 10 (фиг 2,е), при этом на выходе цифрового вычитателя 11 формируется нулевой код, поскольку на обоих его входах присутствуют одинаковые коды. Затем на измеряемый ЦАП 15 поступает с блока 4 код 00 „о „01 (.фиг „2, б), а через время t7, необходимое для окончания переходных процессов в блоках и 13, осуществляется запуск АЦП 12 (фиг025д)., на выходе которого через время t6 формируется код N, + Nq.( , где N - код, пропорциональный приращению напряжения на выходе измеряемого ЦАП 15„ В результате вычитания из кода N, кода NO} на выходе цифрового вычитателя 11 получаем код N(, пропорциональный изменению выходного сигнала ЦАП 15 на один квант, при изменении входного кода с 00.„„О

на код 00.„„01„ На этом заканчивается первый цикл измерения„

Второй и последующие циклы работы устройства начинаются с момента размыкания ключа 14 (фиг о 2,г)о Через время tj (фиго2,е) информация из АЦП 12, полученная в предыдущем цикпе измерения, переписывается в регистр 10, при этом на выходе вычитателя 11 фик- сируется нулевое значение кода Через время tg (фиго2,в) осуществляется запуск РПП 5 и выполняется компенсация выходного сигнала ЦАП 15, после чего ключ 14 замыкается, на входе ЦАП 15 код изменяется с 00о„„01 на код 00„о„010„ Через время (tr + tg) запускается АЦП 12Ч (здесь, tg - время срабатывания ключа 14). В результате на выходе АЦП 12 .формируется код (N0(+ +И л ) , причем код N0, отличается от значения N0 вследствие изменения ошибки уравновешивания (Д21 вместо й)- В этом случае на выходе вычитателя 11 получаем код, равный

нв + ы - ы0 - N (

где N. погрешность измерения,обус 1 ловленная наличием ошибки

уравновешивания В последующих циклах измерения на выходе устройства формируются коды

N; (We),;- Nq(;.( + Hij,-,), чередуюшие- |ся с нулевыми значениями кодов.

По полученным результатам вычис- ляют дифференциальную погрешность измеряемого ЦАП 15 как разность измеренного значения кванта и его номинального значения о При этом погрешность измерения обусловлена только ошибкой уравновешивания. Для повышения точности измерения ЦАП 2 должен иметь лучшую разрешающую способность (тово иметь большую разрядность), по сравнению с измеряемым ЦАП.

На точнасть измерения параметров ЦАП 15 точность и линейность характеристики ЦАП 2 не оказывает влияния При этом даже немонотонность характеристики ЦАП 2 не приводит к увеличе- ниго погрешности измерения, если максимальный уровень выходного сигнала ЦАП 2 превышает уровень максимального сиг-нала измеряемого ЦАП0

;

Формула изобретения

1. Устройство для поверки цифро- аналоговых преобразователей, содержа

д |j20 5

30

-

35 0

5

55

щее генератор кодов, первая группа выходов которого является первой выходной шиной, а первый выход соединен с управляющим входом арифметического блока, выходы которого являются второй выходной шиной, а информационные входы соединены с соответствующими выходами аналого-цифрового преобразователя, цифроаналоговый преобразователь, выход которого соединен с первым входом аналогового вычитателя, второй вход которого является входной шиной, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введены компаратор, ключ и преобразователь ток - напряжение, выход которого соединен с информационным входом аналого-цифрового преобразователя, управляющий вход которого подключен к второму выходу генератора кодов, третий выход которого соединен с управляющим входом ключа, выход которого соединен с входом преобразователя ток - напряжение, а информационный вход объединен с первым входом компаратора и подключен к выходу аналогового вычитателя, второй вход компаратора является шиной нулевого потенциала,- а выход подключен к входу генератора кодов, выходы второй группы выходов которого соединены с соответствующими входами цифроаналогового преобразователя„

2 „ Устройство по По 1, отличающееся тем, что генератор кодов выполнен в виде регист ра последовательного приближения, генератора импульсов, счетчика и дешифратора, первый, второй и третий выходы которого являются соответственно первым, вторым и третьим выходами генератора кодов, а четвертый выход соединен с входом запуска регистра последовательного приближения, тактовый вход которого объединен с тактовым входом счетчика и соединен с выходом генератора импульсов, а информационный вход и выходы регистра последовательного приближения являются соответственно входом и второй группой выходов генератора кодов, выходы счетчика соединены с соответствующими входами дешифратора, а выходы старших разрядов являются первой группой выходов генератора кодово

30 Устройство по По 1, отличающееся тем,что арифметический блок выполнен в виде регистра и .цифрового вычитателя, выходы которого являются выходами блока, а первые входы подключены к соответствуюторого является управляющим входом блока, а информационные входы объединены с соответствующими вторыми входами цифрового вычитателя и являются

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для измерения дифференциальной нелинейности цифроаналоговых преобразователей. Цель изобретения - повышение точности измерения. Устройство для поверки цифроаналоговых преобразователей содержит аналоговый вычитатель 1, цифроаналоговый преобразователь 2, компаратор 3, генератор 4 кодов, выполненный на регистре 5 последовательного приближения, генераторе 6 импульсов, счетчике 7 и дешифраторе 8, арифметический блок 9, выполненный на регистре 10 и цифровом вычитателе 11, аналого-цифровой преобразователь 12, преобразователь 13 ток-напряжение, ключ 14 и измеряемый цифроаналоговый преобразователь 15. Введение компаратора 3, преобразователя 13 ток-напряжение и ключа 14 с соответствующими связями позволило повысить точность измерения за счет исключения аддитивных погрешностей вычитателя 1 и преобразователей 12 и 13, а также за счет исключения влияния на точность измерения неидентичности параметров цифроаналоговых преобразователей 2 и 15. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

щим выходам регистра, вход записи ко- информационными входами блока.