Способ измерения погрешностей цифро-аналогового преобразования Советский патент 1980 года по МПК G01R31/3167 H03M1/10 

Изобретени1е относится к технике поверки преобразователей цифро-аналоговых устройств.

Известен способ измерения частотной характеристики цифро-аналогового преобразователя (ЦАП), в котором на вход любого разряда ЦАП подают гармоническое колебание переменной частоты, а на выходе ЦАП анализируют размах аналогового сигнала в зависимости от частоты исходного гармонического колебания 1.

Недостатками этого способа являются ограниченные функциональные возможности, обсуловленные измерением только частотой характеристики ЦАП, недостаточная точность измерений, обусловленная коммутацией не всех разрядов ЦАП, а только одного.

Известен способ измерения искажений сигналов ЦАП, в котором на овходы ЦАП подают такие последовательности кодовых групп цифровых сигналов, пр|И которых кодовые элементы младших разрядов чередуют с частотой, дробно-кратной частоте дискретизации, а с помощью кодовых элементов старших разрядов обеспечивают перемещение последовательности выходных импульсов в пределах диапазона амплитуд выходных сигналов преобразователя, причем регистрируют изменения амплитуды и фазы

гармонической составляющей частоты чередования кодовых элементов младших разрядов 2.

Иедостатком его являются низкая точность измеревий из-за того, что динамические свойства ЦАП проверяются не по всем разрядам, а по группе коммутируемых младших разрядов, и ограниченные функциональные возможности, обусловленные

10 оценкой динамических свойств ЦАП только по испытательным сигналам, а не в процессе работы по реальному информационному сигналу.

Целью изобретения является повышение

15 точности измерения и расширение функциональных возможностей.

Цель достигается тем, что задерживают последовательности кодовых групп цифрового сигнала на временной интервал, а затем коммутируют их поочередно с соответствующими исходными кодовыми группами цифрового сигнала на входы всех разрядов ЦАП, причем, частоту гармонической состазляОщей сигнала на выходе ЦАП регулируют частотой коммутации, а размах - величиной задержки последовательности кодовых групп цифрового сигнала.

Па фиг. 1 изображена схема устройств;: реализующего способ измерения погрешносTCii цифро-аналогового преобразования, а нл фнг. 2 - временные диаграммы.

Клемма входных управляющих импульсов соединена соответственно со входом ЦАП 1 через регулируемый генератор 2 со входом коммутатора 5 и со входом датчика 1.иф1;0вых сигналов 4. Выходы разрядов датчика 4 подключены ко входам коммутатора 5 непосредственно и через регулируемую задержку 5. Выходы разрядов коммутатора 3 через ЦАП 1 соединены со входом сэлектнвного прибора 6.

Устройство работает следующим образом.

Входные управляющие импульсы подаются на датчик цифровых сигналов 4, который формирует последовательность двоичных кодовых групп, соответствующих, например, пилообразному аналоговому испытательному сигналу. Эта последовательность поступает на коммутатор 3 непосредственно и через регулируемую задержку 5. Таким образом, цифровые сигналы на выходах датчика 4 и регулируемой задержки 5 соответствуют взаимно сдвинутым во времени аналоговым пилообразным испытательным сигналам. Коммутатор 3 производит поочередное подключение кодовых групп от датчика 4 или р1егулируемой задержки 5 ко входам ЦАП /. Частота коммутации задается регулируемым генератором 2, на вход которого подаются входные управляющие импульсы. Аналоговый сигнал на выходе ЦАП / нредаствляет собой пилообразное напряжение с насадкой в виде меандра, амплитуда которого определяется величиной регулируемой задержки, а частота - частотой регулируемого генератора. Аналоговый сигнал с выхода ЦАП / анализируется селективным прибором 6.

Такое устройство позволяет определить такие параметры ЦАП как, например, характеристики дифференциальной фазы и дифференциального усиления, причем с высакой точностью и в любой точке динамического диапазона ЦАП /. Аналогично опред&тяется амплитудно-частотная характеристика ЦАП.

Рассмотренное в качестве примера устройство не является единственно возможной реализацией предлагаемого способа и не охватывает всех функциональных возможностей, заложенных в предлагаемом способе. В частности, датчик цифрового сигнала 4 может формировать цифровой сигнал, соответствующий щирокому классу аналоговых испытательных сигналов. В предельном случае датчик 4 может быть заменен аналого-цифровым преобразователем

(А.ЦП). На вход АЦП можно подавать щирокий класс информационных сигналов.

Тогда размах гармонической составляющей на выходе ЦАП будет пропорционален крутизне аналогового информационного сигнала, а фаза гармонической составляющей будет нести информацию о знаке .крутизны. Па фиг. 2а представлена осциллограмма

аналогового сигнала, соответствующего цифровому сигналу на выходе датчика 4. Па фиг. 26 - осциллограмма выходного напряжения ЦАП. Па фиг. 2е - осциллограмма гармонической сотавляющей выходного

сигнала ЦАП, выделяемой в селективном приборе 6. Изменение фазы на 180° будет происходить в экстремальных точках сигнала. Результаты анализа иределов изменения крутизны аналогового сигнала в селективном приборе 6, включенном на выходе ЦАП, нозволяет непрерывно контролировать динамические погрешности ЦАП без перерыва передачи реального информационного сигнала, что существенно расшлряет

функциональные возможности известного способа.

Фо(рмула изобретения

Способ измерения погрешностей цифроаналогового преобразования, основанный на анализе выходного аналогового сигнала, при котором на цифро-аналоговый преобразователь нодают последовательности кодовых груип цифрового сигнала, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повыщения точности измерения и расширения функциональных возможностей, задерживают последовательности кодовых групп цифрового сигнала на временной интервал, а затем коммутируют их поочередно с соответствующими исходными кодовыми группами цифрового сигнала на входы всех разрядов цифро-аналогового преобразователя, причем частоту гармонической составляющей сигнала на выходе цифро-аналогового преобразователя регулируют частотой коммутации, а размах - величиной задержки последовательности кодовых групп цифрового сигнала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 416636, кл. G 01 R 31/28, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР № 465734, кл. П 03 К 13/34, 1972 (прототип). :

I Csm-muSn,A roucop I

Регулируемая

Kdes K o

комнутотор

П

.

ffomiJuK -

HUIflpoSblX

OUiHOJJOS

ЦАП

i 8ход

CSlit.f