Устройство для измерения случайных погрешностей аналого-цифровых преобразователей Советский патент 1979 года по МПК H03K13/02 

Изобретение отиоснтся к измерительной технике и предназначено для измерения начальных моментов первого и второго порядков функции распределения случайной погрешности аналогоцифровых преобразователей в заданной точке шкалы.

Известно устройство для нзмерення случайных погрешностей аналого-цифровых преобразователей, которое содержит блок сравнения кодов, источник образцового иапряжения и цифровое вычислительное устройство и позво- . ляет производить допусковый контроль аиалогОЦИфровых преобразователей (11.

Однако функциональные возможности устройства ограничены.

Известно также устройство для измерения случайных погрешностей аналого-цнфровых преобразователей, содержащее блок цифровой установки, выход которого соединен с входом образцового преобразователя код-иапряжение и с первым входом блока сравнения кодов, второй вход которого соедашен с выходом контролируемого аналого-цифрового преобразователя, реверсивный счетчик, суммирующий

b вычитающий, входы которого соединены с выходамн блока сравнения кодов, генератор нмпульсов, выход которого соёднНен с запускающим входом контролируемого аналогоцифрового преобразователя и с входом делителя частоты, первый выход которого соединен с первым входом ключевого злемента, выход которого соединен с суммнрующнм входом реверсивиого счетчика, а второй выход делителя частоты соединен с входом устройства управления, управляющие выходы которого соединены с управляющими входами генератора импульсов, ключевого элемента н реверсивного счетчика (2).

Однако описанное устройство не позволяет непосредственно измерять начальные моменты первого и второго порядков функции распределения случайиой погрешности аналого-цифровых преобразователей.

Целью изобретения является непосредственное измерение начальных моментов первого и второго порядков функции распределения случайной погрешности аналого-цифровых преоб разователей. Указанная цель достигается тем, что в устройство для измерения случайных погрешностей аналого-цифровых преобразователей, содержащее блок цифровой установки, образцовый преобразователь код-напряжение, блок сравнения кодов, контролируемый аналого-цифровой преобразователь, реверсивный счетчик, делитель . частоты, ключевой элемент, устройство управления, генератор импульсов, введены генератор (шума с равномерным законом распределения, нелинейный элемент, коммутатор, регистр и блок сложения напрях ений, пртем выход генератора шума соединен с первым входом ком мутатора и входом нелинейного.элемента, выход которого соединен с вторым входом коммутатора , выход которого соединен с первым входом блока сложения напряжения, второй вход которого соединен с выходом образцового преобразователя код-напрйжение, а выход - с измерительным входом контролируемого аналого-цифрового преобразователя, управляющий вход коммутатора соединен с первым вхо дом устройства зшравпения, второй выход которого соединен с управляющим входом регистра, выход которого соединен с установочным входом реверсивного счетчика, а вход - с выходом реверсивного счетчика. Структурная электрическая схема устройства приведена на чертеже. Устройство содержит блок 1 цифровой уста новки, образцовый преобразователь 2 коднапряжетше, блок 3 сложения напряжения, нелинейный элемент 4, коммутатор 5, генератор 6 шума, контролируемый аналого-цифровой преобразователь 7, генератор 8 импульсов, устройство 9 утфавления, блок 10 сравнения кодов, делитель И частоты, регистр 12, реверсивный счетчик 13 и ключевой элемент 14. Блок 1, определяюацш точку ищалы контролируемого аналого-цифрового преобразователя 7, соёгршен с входом образцового преобра.зователя i и входом блока 10. На блок 3 сум мируются напряжение с выхода образцового Преобразователя 2 и шумовой сигнал с выхода коммутатора 5, входы которого соединены с нелинейным элементом 4 и генератором шума 6, выход которого соединен также с нелинейным элементом 4. Вход контролируемого аналого-цифрового преобразователя 7 соединен с выходом блока 3, а выход - с вторым вхо дом блока 10, выходы которого соединены с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика 13, выход которого соединен со входом регистра 12, а установочный вход - с выходом регистра 12. Генератор 8 соединен с запу каю1цим входом .контролируемого аналого-цифрового преобразователя 7 и входом делителя 11, выход которого с коэффициентом деления 2 .соединен с ключевым элементом 14, а выход с коэффициентом деления К (К объем выборки) соединен со входом устройства управления 9, выходы которого соещшены с коммутатором 5, генератором 8, регистром 12, реверсивным счетчиком 13 и ключевым элементом 14, выход которого соединен со вторым суммирующим входом реверсивного счетчика 13. Регистр 12 соединен с установочНЫм входой peBeiwKBHoro счетчика 13 таким образом, что при передаче числа знак его меняется на противоподожш 1й. Блок 10 выдает импульс на суммирующий вход реверсивного счетчика 13, если коя с выхода контролируемого аналого-цифрового преобразователя 7 больше кода в блоке I, и на вычитающий вход в противном случае. В исходном состоянии устройства регистр 12 к реверсивный счетчик 13 установлены в нулевое состояние, генератор 8 заблокирован, на блоке 1 набран необходимый код номера точки щкалш 1Еонтролируемрг.о аналого-цифрового преобразователя 7. При подаче сигнала пуск устройство 9 выдает сигнал на коммутатор 5, который го этому сигнал людключает генератор б к входу блока 3, где щумовой сигнал складываетея с потенциалом, поступагощюй с образцового преобразователя 2. Одновременно запускается генератор 8, по сигналам которого коитрошфуемый аналого-цифровой пр бра оватепь 7 щюшводвт измерение напряжения, поступающего с выхода блока 3. Полученный на вь1ходв коя шшруембго аналого-цифрового преобраз&ватедя 7 код сравнения с кодом, заданным в блоке 7, и результат {Сравнения в виде шявульса поступает на сум-. мирующий или вычигадащй входы реверсив Ного счетчика 13. При этстм на второй сумми.рующий вход ревфсившго счетчика 13 имjnynbcbi не проходят, так как разрешающий сигнал с выхода устройства 9 не поступает на второй вход ключевого элемента 14. Через :интервал времени, 01феделяемый делителем II, в выхода.последнего вьвдается импульс в устройство 9, которое по этому сигналу блокирует работу генератора 8, вьодает команду в регистр 12 на прием кода из реверсивного счетчака 13 и затем команду в реверсивный счетчик 13 для приема кода из регистра 12. Одновременно устройство 9 выдает в коммутатор 5 сигнал, по которому выход нелинейного элемента 4 подключается к блоку 3, а выход генератора 6 отключается от него. В это же время подается разрешающий сигнал на второй вход ключевого элемента 14. После выполнения этих всяомогательных операций заканчивается первый цикл измерений и устртйство 9 вновь запускает генератор 8. Далее измерение происходит аналогично изложенному выше до тех пор пока с делителя И не поступит импульс конца второго цикла измерения, по которому блокируется работа генератора импульсов 8 и заканчивается измерение. С момента поступления сигнала пуск до первого импульса с делителя 11 происходит измерение момента первого порядка mi (математического О5ювдания), в следующий период до второго импульса с делителя 11 измеряется начальный момент второго порядка mj, при этом предварительно, после первого цикла измерения, в реверсивный счетчик 13 засылается код, соответствуюцхий mi со зйаком минус, так как иначе в реверсивном счетчике 13 было бы получено число, соответстаую1цее сумме IT12 Кроме того, во втором щвсле JB реверсивный счетчик 13 прибавляется через второй суммирующий бХод К/2 импульсов. Объем выборки в цикле, определяемый делиteneM частоты 11, в размах напряжения V с выхода генератора 6 подбираются так, чтобы в регистре 12 и реверсивном счетчике 13 можJHO бьшо получить непосредственное значение 1 и та. Использование устройства позволит рокраWTb время контроля и наладки аналого-цифровых преобразователей, & также улуашпь ик качество и зксппуатационные характерисгаки. Формула изобретения Устройство для измерения случадных погрешностей аналого-цифровых преобразователей содержащее блок цифровой установки, выход которого соединен с входом образцового 1фе6 разователя код-напряжение и с первым входом блока сравнения кодов, второй вход которого соединен с выходом контролируемого аналогоцифрового преобразователя, реверсивный счетчик, суммирзпющий и вычитающий входа которого соединены с выходами блока сравнения кодов, генератор импульсов, выход которого соединен с запускающим входом контролируемого аналого-цифрового преобразователя и с входом делителя частоты, первый выход которого соединен с первым входом ключевого элемента, выход которого соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика, а второй выход делителя частоты соединен с входом устройства управления, управляюище :выходы; которого соединены с управляющими входами ;генератора импульсов, ключевого элемента н реверсивного счетчика, отличающеес я тем, что, с целью непосредственного измерения начальных моментов первого и второго порядков фуН1сцйт распределения случайной погрешности аналого-цифровых преобразователей, введены генератор lujMa с равномерным |законом рйспределеиия, нелинейный элемент, коммутатор, регистр и блок сложения напряжений, причем выход генератора шума соединен с первым входом коммутатора и входом нелинейного элемента, выход которого соединен с вторым входом ком йутатора, выход которого соединен с первым входом блока сложегам напряжения, второй вход которого соединен с выходом образцового преобразователя коднапряжение, а выход - с измерительньпч входом контролируемого аналого-цифрового преобразователя, управляюощй вход коммутатора {Соединен с первым выходом устройства упраз;лешш, второй выход которого соединен е |управляю1ЦИ входом регистра, выход которого соединен с установочным входом реверсивного счетчика, а вход - с выходом рев| рсив,ного счетчика. Источники информадаи, принятые во внлмааке при экскертязе 1. Авторское свидетельство СССР N 399059, кл. Н 03 К 13/02, 1971. 2. Авторское жидетельстао СССР №319065, кл. Н 03 К 13/02, 1970 (прототип)