Способ измерения нелинейности цифроаналогового преобразователя и устройство для его осуществления Советский патент 1991 года по МПК H03M1/10 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения нелинейности цифроаналоговых преобразователей (ЦАП).

Цель изобретения - повышение быстродействия.

На фиг.1 представлены характеристики преобразования эталонного источника, поясняющие способ измерения нелинейности испытуемого ЦАП , на фиг. 2 схема устройства для измерения нелинейности ЦАП, реализующего способ.

Способ измерения нелинейности ЦАП заключается в том, что сначала измеряют смещение нуля характеристики преобразования испытуемого ЦАП (О О, фиг.1), подавая на ЦАП нулевой код, и запоминают полученное значение. Затем находят абсолютную разность в конечных точках характеристик преобразования испытуемого ЦАП и управляемого делителя напряжения (АВ, фиг.1), подавая на ЦАП максимальный код, и запоминают полученное значение. Затем в испытуемой точке, подавая на

о со

i ю

со

АП и управляемый делитель напряжения од N|, измеряют абсолютную разность Nj запоминают ее и вычисляют Оц; елинейность ЦАП (KN , фиг.1), как тклонение от аппроксимирующей пряой по формуле

Л -йЬ чЧ-ы. (о

Лмакс

10

Ј

Hi

де GO - смещение нуля испытуемого

11АП, измеренное вольтметром} Д, - абсолютная разность напряжений в конечных точках характеристики образцового эта- лонного источника и испытуемого ЦАП;

Д.; - абсолютная разность напряжений текущих точек характеристики эталонного источ- JQ пика и испытуемого ЦАП1, Мддакс- максимальное значение преобразуемого кодаЈ

N - текущее значение преобразуемого кода в исследуемой точ- 25 ке преобразования, - локальное значение нелинейности в исследуемой точке, h - ступень квантования. Устройство (фиг. 2) содержит ис- ,Q точник 1,11 опорного напряжения, управляемый делитель 2 напряжения, трех- позиционный переключатель 3, отсчет-- но-регистрирующий блок 4, клеммы 5,6 подключения испытуемого ЦАП, блок 7 управления, дифференциальный милливольтметр 8, испытуемый ПАП 9,9 ..

Устройство работает следующим образом.

Измерение нелинейности ЦАП в одной .д (i-й) точке осуществляется за 4 такта работы блока 7 управления. В первом такте выход трехпозиционного переключателя замыкается на шину нулевого потенциала (нижнее положение), а г на выходе блока 4 формируется нулевой код. Дифференциальный милливольтметр 8 измеряет разность потенциалов, присутствующую на его входах, которая соответствует смещению нуля ЦАП о0, и соответствующий ей код записывается в блок 4. Во втором такте работы выход трехпозиционного переключателя 3 замыкается с выходом управляемого делителя 2 (среднее положение). При этом, на управляемом делителе 2 выставлен коэффициент деления, соответствующий поверяемой точке. Код, соответствующий этой точке, через блок

0

Q

5 ,Q

.д г ,

4, где он запоминается, поступает на испытуемый ЦАП 9. Дифференциальный милливольтметр 8 измерит нескорректированную разность напряжений управляемого делителя 2 и напряжения на выходе испытуемого ЦАП в i-й точке его характеристики, и код, соответствующий измеренной разности, запоминается блоком 4. В третьем такте работы выход трехпозиционного переключателя замыкается к активному полюсу источника 1 опорного напряжения, а на входе ЦАП формируется максимальный для данного ЦАП код. Здесь также измеряется разность напряжений на входе милливольтметра 8, и в блок 4 записывается соответствующий код. В четвертом такте работы осуществляется вычисление блоком 4 значения о н локальной нелинейности в i-й точке характеристики преобразования по формуле (1). Нахождением максимального значения из всех вычисленных по шкале О jзаканчивается процесс измерения нелинейности испытуемого ЦАП 9. Используя в качестве делителя 2 кодоуиравляемый делитель, процесс можно полностью автоматизировать, формируя коды для i-й точки блоком 7 управления (на фиг.2 связь пунктиром между блоками 2 и 7).

Формула изобретения

1. Способ измерения нелинейности цифроаналогового преобразователя, основанный на задании эталонного линейного напряжения, измерений разности между выходным напряжением испытуемого цифроаналогового преобразователя и эталонным линейным напряжением, котглые соответствуют значению нулевого кода испытуемого цифро- аналогового преобразователя, и определении нелинейности характеристики испытуемого цифроаналогового преобразователя как отклонение от аппроксимирующей прямой, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, разность между выходным напряжением испытуемого цифроаналогового преобразователя и эталонным линейным напряжением измеряют при максимальном и промежуточном значениях кода испытуемого цифроаналогового преобразователя, а. не- 1 линейность й и; его характеристики вычисляют по формуле

де

О HJ $л :А-(А;Ч)-5 -е-с4Д-н),

значение разности напряжений при нулевом коде испытуемого цифроаналогового преобразователя значения разности напряжений соответственно при промежуточном N и максимальном

N

макс

кодах испытуемого цифроаналогового преобразователя ;

h - ступень квантования испытуемого цифроаналогового преобразователя .

2. Устройство для измерения нелинейности цифроаналогового преобразователя, содержащее дифференциальный милливольтметр, первый вход которого является первым входом устройства, второй вход которого объединен с первым входом управляемого делителя напряжения и первым информационным входом трехпозиционного переключателя и соединен с шиной нулевого потенциала, второй информационный вход

м

631723

трехпозиционного переключателя подключен к первому выводу источника опорного напряжения, второй вывод 5 которого соединен с шиной нулевого потенциала , отличающееся

тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введены блок управления и отсчетно-регист

рирующий блок, первая, вторая и третья группы входов которого подключены к выходам соответственно дифференциального милливольтметра, блока управления и группе выходов управляемого делителя напряжения, а выходы являются выходной шиной устройства, третий информационный вход трехпозиционного переключателя под- кпючен к выходу управляемого делителя напряжения, второй вход которого соединен с первым выводом источника опорного напряжения, управляющие входы трехпозиционного переключателя подключены к соответствующим выхо- дам блока управления, а выход соединен с вторым входом дифференциального милливольтметра.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения нелинейности цифроаналоговых преобразователей (ЦАП). Цель изобретения - повышение быстродействия. Для достижения поставленной цели измеряют разность напряжений между выходами эталонного источника с линейной характеристикой и испытуемого ЦАП в трех точках: нулевой, максимальной и промежуточной, затем вычисляют нелинейность характеристики о ц как отклонение от аппроксимирующей прямой по формуле OH, (Д,1 - 00) N; NMdKC ( uk- $fl - h), где Дк , u, , . „,- -V 00 - разность выходных напряжений испытуемого ЦАП и эталонного источника соответственно при максимальном коде NMQKC,, промежуточном коде и нулевом коде на входе ЦАП; h - ступень квантования ЦАП. В устройство, реализующее способ, содержащее дифференциальный вольтметр, управляемый делитель напряжения, эталонный источник, трехпозиционный переключатель введены блок управления и от- счетно-регисгрирующий блок. 2 с.п. ф-лы, 2 ил. S (Л

О

Фиг.1