Устройство для автоматического измерения характеристик аналогоцифровых преобразователей Советский патент 1978 года по МПК H03K13/17 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ИЗМЕРЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК АНАЛОГО-ЦИФРОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ дйнен с первым входом третьего элемента И и через последовательно соединенный со вторым преобразователем «код-напряжение дополнительный блок цифровой уставки - с выходом четвертого элемента И, а выход сумматора подключён ко второму входу второго элемента сравнения. Выходы обоих элементов сравнения подключены к соответствующим входам первого триггера, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И. Второй вход первого элемента И соединен со вторым входом третьего элемента И и с первым выходом второго триггера, а второй вход второго элемента И - со вторыми входами четвертого и пятого элементов И и со вторым выходом второго триггера, вход которого соединен со вторым выходом блока обработки кодов, третий выход последнего подключен к первому входу четвертого элемента И, выход которого соединен со входом дополнительного блока цифровой уставки, второй вход блока обработки кодов соединен с выходом третьего элемента И, а третий - с выходом пятого элемента И, первый вход которого соединен с выходом основного блока цифровой уставки. На чертеже приведена структурная электрическая схема устройства. Устройство состоит из генератора 1 линейно нарастающего напряжения, блоков 2 и 3 цифровой уставки, преобразователей 4 и 5 «коднапряжение, элементов сравнения 6 и 7, ключей 8 и 9, сумматора 10, триггеров 11 и 12, индикатора 13, блока обработки кодов 14, элементов И 15 -19, причем выход генератора 1 соединен с первыми выходами элементов сравнения 6 и 7 и с первым входом ключа 8. Второй вход ключа соединен с выходом элемента И 15, а выход соединен с выходом ключа 9 и подключается ко входу контролируемого преобразователя 20, выход преобразователя 4 соединен со вторым входом элемента сравнения 6, первым входом сумматора 0 и .первым входом ключа 9, второй вход которого соединен с выходом элемента И 16. Второй вход сумматора 10 соединеи с выходом преобразователя 5, вход которого соединен с первым входом элемента 18 и с выходом блока цифровой уставки 3, вход которого соединен с выходом элемента И 17. Выход сумматора 10 подключен ко второму входу элемента сравнения 7, выходы элементов сравнения 6 и 7 соединены с соответствующими входами триггера 11, выход которого соединен с первыми входами элементов И 15 и 16. Второй вход элемента И 15 соединен со вторым входом элемента И 18 и с первым выходом триггера 12, второй выход которого соединен со вторым входом элемента И 16 и со вторыми входами элементов И 17 и 19. Первый вход элемента И 19 соединен с выходом блока 2 цифровой уставки и входом преобразователя 4, первый вход блока обработки кодов 14 соединяется с выходом контролируемого преобразователя 20, второй и третий входы - с выходами элементов И 18 и 19 соответственно, первый выход блока обработки кодов 14 соединен со входом индикатора 13, второй выход - со входом триггера 12, а третий выход - с первым входом элемента И 17. Устройство работает следующим образом. В блоке 2 цифровой уставки записываются коды, соответствующие выбранным точкам диапазона измерения входно.го сигнала преобразователя 20. Записанный код первой точки (No) поступает в -преобразователь 4, где преобразуется в соответствующий уровень напряжения UQ. в исходном состоянии триггер 12 потенциалом одного выхода запрещает прохождение сигнала через элементы И 15 и 18, а потенциалом другого выхода разрещает прохождение сигнала через элементы И 16, 17 и 19. Код, записанный в блоке 2 цифровой уставки, через элемент И 19 переписывается в память блока обработки кодов 14, к другому входукоторого подключен выход контролируемого преобразователя 20. В блоке цифровой уставки записывается код, соответствующий разности уровней напряжения Uo-Ui, который преобразуется в напряжение преобразователем 5. С преобразователя 4 напряжение Uo поступает на элемент сравнения 6, ключ 9 и сумматор 10, где складывается с напряжением, поступающим с преобразователя 5, после чего поступает на один вход элемента сравнения 7. На другие входы элементов сравнения 6 и 7 поступает линейно нарастающее напряжение с генератора 1. В момент to равенства линейно нарастаюп-1,его напряжения и уровня напряжения Uo элемент сравнения 6 вырабатывает сигнал, перебрасывающий триггер 11. Этот сигнал, пройдя через элемент И 16, открывает ключ 9, и на контролируемый преобразователь 20 поступает образцовое напряжение с преобразователя 4. В момент ti линейно нарастающее напряже- ние становится равно Ui, элемент сравнения 7 возвращает триггер 11 в исходное состояние, и ключ 9 закрывается. В течение вре.мени ti - to контролируемый преобразователь 20 преобразует напряжение Uo в соответствующий ему код NXI , который поступает в блок обработки кодов 14 и запоминается, после чего процесс повторяется. Процесс продолжается m раз, достаточных для исключения случайной составляющей погрещности. После выполнения преобразователем 20 преобразований блок обработки кодов 14 определяет среднее значение Nc из m кодов NX и сравнивает его с кодом NO, соответствующим образцовому напряжению Uo. Если интервал времени ti-to меньше времени преобразования преобразователя 20, N оказывается меньще NO, и блок 14 выдает импульс несоответствия, который, пройдя через элемент И 17 и блок 3 цифровой уставки, увеличивает код уставки на заданную величину. Процесс измерения продолжается до тех пор, пока окажется .p.,. NO ±А, где Д - допуск на суммарную статическую погрещность преобразователя 20. В этом случае разность между Nap.,..полученным с преобразователя 20, и кодом NO, определяемым блоком 14, представляет собой абсолютное значение статической погрещности преобразования контролируемого преобразователя 20 и индицируется в индикаторе 13. Кроме того, блок обработки кодов 14 выдает импульс соответствия, перебрасывающий триггер 12, который запрещает прохождение сигнала через элементы И 16, 17, 19 и разрещает прохождение сигнала через элементы И 15 и 18. Код разности уровней Un-Ui AU переписывается через элемент И 18 в блок 14 и умножается на код скорости нарастания линейного напряжения (tg «), записанный предварительно в память блока 14. В результате время преобразования в индикаторе 13 индицируется как tn, tg a-AU. Время to i-t.выбрано так, чтобы блоку обработки 14 было достаточно времени для вычислений. В .момент to 1 линейно нарастающее напряжение оказывается равны.м напряжению Uo, элемент сравнения 6 вырабатывает сигнал, перебрасывающий триггер 11. Этот сигнал, пройдя через элемент И 15, открывает ключ 8, и на преобразователь 20 поступает образгювое линейно нарастающее напряжение с генератора 1. Спустя время toi-in, равное времени преобразования, линейно нарастающее напряжение оказывается равным и„; элемент сравнения 7 возвращает триггер 11 в исходное состояние, и ключ 8 закрывается. Код с преобразователя 20 запоминается в блоке 14, и процесс повторяется. Процесс продолжается m раз. После выполнения преобразователем 20 преобразований блок 14 вычисляет среднее значение Ыс/..у.из m кодов и вычитает его из суммы кодов, записанных в блоках цифровых уставок 2 и 3. Эта сумма определяется блоком 14, в который при наличии разрешения от триггера 12 переписывается через элемент И 18 значения кода, хранимое в блоке 3, которое складывается с предварительно переписанным из блока 2 через элемент И 19 значением кода NQ. Разность между кодом, полученным на выходе преобразователя 20, и значением линейно нарастающего напряжения в конце вре.мени преобразования, представляет собой динамическую погрешность преобразователя, возникающую в результате изменения входного сигнала за время преобразования. Эта погрещность индицируется в индикаторе 13. Из.меняя скорость нарастания линейного напряжения, .можно определять динамическую погрешность при различных скоростях входного сигнала. После определения динамической погрешности все блоки возвращаются в исходное состояние. Из блока цифровой уставки 2 в преобразователь 4 поступает код, соответствующий точке диапазона входных сигналов, и процесс из.мерения, описанный выше, повторяется. Поверка преобразователя заканчивается после измерения характеристик преобразователя 20 во всех заданных точках. Формула изобретения Устройство для автоматического из.мерения характеристик аналого-цифровых преобразователей, содержащее последовательно соединенные основной блок цифровой уставки и первый преобразователь «код-напряжение, два элемента сравнения, второй преобразователь «код-напряжение, блок обработки кодов, первый вход которого подключается к выходу контролируемого аналого-цифрового нреобразователя, а первый выход соединен со входом инди-, катора, отличающееся те.м, что, с целью повышения точности из.мерения и обеспечения возможности автоматического измерения вре.мени преобразования, в него введены генератор ли-нейно нарастающего напряжения, два ключа, два триггера, пять эле.ментов И, сумматор и дополнительный блок цифровой уставки, причем выход генератора линейно нарастающего напряжения соединен с первыми входа.ми обоих элементов сравнения и с первым входом первого ключа, второй вход которого соединен с выходом первого эле.мента И, а выход соединен с выходом второго ключа и со входом контролируемого аналого-цифрового преобразователя, выход первого преобразователя «код-напряжение соединен со вторым входом первого элемента сравнения, первым входом сумматора и первым входом второго ключа, второй вход которого подключен к выходу второго элемента И, второй вход сумматора через второй преобразователь «код-напряжение соединен с первы.м входом третьего элемента И и через последовательно соединенный со вторым преобразователем «код-напряжение дополнительный блок цифровой уставки - с выходом четвертого элемента И, а выход сумматора подключен ко второму входу второго эле.мента сравнения, выходы обоих элементов сравнения подключены к соответствующи.м входам первого триггера, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И, причем второй вход первого элемента И соединен со вторым входом третьего элемента И и первым выходо.м второго триггера, а второй вход второго элемента И соедипен со вторыми входами четвертого и пятого элементов И и вторым выходом второго триггера, вход которого соединен со вторым выходом блока обработки кодов, третий выход которого подключен к первому входу четвертого элемента И, выход которого соединен со входом дополнительного блока цифровой уставки, второй вход блока обработки кодов соединен с выходом третьего элемента И, а третий - с выходом пятого элемента И, первый вход которого соединен с выходом основного блока цифровой уставки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Авторское свидетельство СССР № 319065, Н 03 К 13/02, 28.10.71. 2.Авторское свидетельство СССР № 399059, Н 03 К 13/02, 05.02.74.