Способ калибровки линейности цифроаналогового преобразователя Советский патент 1993 года по МПК H03M1/10 

Изобретение относится к аналоговым средствам сопряжения вычислительной техники и к электронно-измерительной технике, и может найти широкое применение для создания высокоточных цифроаналоговых и аналого-цифровых преобразователей тока и напряжения, работающих в полевых и в неконтролируемых внешних условиях.

Цель изобретения - повышение точности калибровки величин разрядных весов ЦАП.

На чертеже представлена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ, Он содержит калибруемый цифроа- налоговый преобразователь (1), состоящий из цифроаналогового преобразователя п старших, калибруемых разрядных весов и цифроаналогового преобразователя N-n некалибруемых разрядных весов, первый и второй опорные цифроаналоговые преобразователи (4) и (5), два преобразователя тока в напряжение 6 и 7, дифференциальный

ю

АЦП 8 и коммутатор 9. подсоединенные к шине ввода-вывода.

Процесс калибровки осуществляется следующим образом. Измеряют величину doo. Для этого в калибруемый ЦАП 1 и в опорные ЦАПы 4 и 5 записывают нулевые коды. Разность напряжений с выходов преобразователей б и 7 измеряется АЦП 8 и полученный результат запоминается. Далее измеряют разность DI , для чего в калибруемый и в первый опорный ЦАП 4 записывают код И, соответствующий включению первого, самого старшего веса, во второй опорный ЦАП 5 - нулевой код. Затем измеряют разность Di2, для чего во второй опорный ЦАП 5 записывают код И, в первый опорный ЦАП 4 - нулевой код. Далее в опорные ЦАПы 4 и 5 записывают код И, в калибруемый ЦАП нулевой код, измеряют разность DI (4). При этом на вход - АЦП 8 через коммутатор 9 подают опорный потенциал V0.

Полученные результаты дают возможность вычислить величину самого старшего разрядного веса калибруемого ЦАП Vi (формула 10). Далее записывая в калибруемый и опорные ЦАПы необходимые коды измеряют все остальные разности и вычисляют значения остальных разрядных весов (формула 9). Для определения К-ro разрядного веса проводят измерения трех величин, Для этого записывают в калибруемый, первый опорный и второй опорный ЦАПы коды h,h несоответственно, и измеряют первую НС- тую разность Dk1. Затем в первый и второй опорные ЦАПы записывают соответственно коды Ј и Ik, и измеряют вторую К-тую разность Dk . Третью К-тую разность измеряют записав в калибруемый, первый и второй опорные ЦАПы соответственно коды Ik-1, Ik, Ik.

Можно показать, что ошибка определения разрядного веса VK оценивается так;

()dm

Сравнение последнего выражения с выражением (2) показывает, что заявляемое техническое решение позволяет получить большую точность, при снижении требований к погрешности АЦП,

Формула изобретения

Способ калибровки линейности цифро- аналогового преобразователя, заключающийся в том, что формируют К первых опорных уровней путем включения каждого i-ro старшего разрядного веса первого опорного цифроаналогового преобразователя, где , N - число разрядов калибруемого цифроаналогового преобразователя, К - число калибруемых разрядов, затем измеряют и запоминают К первых

разностей между соответствующими К-ми первыми опорными уровнями и соответствующими i-ми разрядными весами калибруемого цифроаналогового преобразователя,

после чего формируют К вторых опорных уровней, измеряют и запоминают К вторых разностей между К вторыми опорными уровнями и соответствующими i-ми разрядными весами калибруемого цифроаналогового преобразователя, формируют дополнительный опорный уровень, измеряют и запоминают дополнительную разность сформированного дополнительного опорного уровня и дополнительной наперед заданной аналоговой меры, осуществляют обработку запомненных результатов измерений, отличающийся тем, что. с целью повышения точности после измерения дополнительной разности, формируют нулевой опорный уровень путем суммирования выходных напряжений первого и второго опорных цифроаналоговых преобразователей при нулевых входных кодах, измеряют и запоминают нулевую разность нулевого

опорного уровня и выходного напряжения

калибруемого цифроаналогового преобразователя при нулевом входном коде, формируют К третьих опорных уровней путем включения каждого i-ro старшего-разрядного веса второго опорного цифроаналогового преобразователя, измеряют и запоминают К третьих разностей К третьих опорных уровней и соответствующих i-x разрядных весов калибруемого цифроаналогового преобразователя, причем К вторых опорных уровней формируют путем суммирования включенных (И)-х весовых разрядов первого и второго опорных цифроаналоговых преобразователей,, дополнительный опорный

уровень формируют путем суммирования включенного N-го разрядного веса в первом и втором опорных цифроаналоговых преобразователях, а величины К старших разрядных весов калибруемого цифроаналогового

преобразователя при обработке заполненных результатов измерений определяют по формулам

Vi (VM- Di1 - Di3 + Di2 + doo)/2 I. где Vi - величина 1-го разрядного веса калибруемого цифроаналогового преобразователя;

doo - результат измерения нулевой разности;

Di - результат измерения i-й первой

разности.

Di - результат измерения i-й второй разности;

DJ - результат измерения i-й третьей разности.

/

г

Изобретение относится к области информационно-измерительной техники и может быть использовано при создании многоразрядных прецизионных ЦАП и АЦП и осуществлении оперативной автоматической поддержки мх точности в процессе эксплуатации. Целью изобретения является повышение точности. Поставленная цель достигается тем, что в способе, заключающемся в том, что измеряют К разностей между соответствующими разрядными весами калибруемого и первого опорного ЦАП, измеряют разность между дополнительной аналоговой мерой и дополнительным опорным уровнем, измеряют К вторых разностей между вторыми дополнительными уровнями и соответствующими i-ми разрядными весами калибруемого ЦАП, дополнительно измеряют нулевую разность К третьих разностей между соответствующими разрядными весами второго опорного и калибруемого ЦАП, причем К вторых опорных уровней формируют путем включения и суммирования (И)-разрядными весами первого и второго опорного ЦАП, а дополнительный опорный уровень формируют путем суммирования включенных М-х разрядов первого и второго опорного ЦАП, результаты измерений запоминают и при их обработке вычисляют значения К разрядных весов калибруемого ЦАП по формуле, приведенной в описании изобретения,1 ил.