Устройство для контроля погрешностицифРОАНАлОгОВыХ пРЕОбРАзОВАТЕлЕй Советский патент 1981 года по МПК H03K13/02 

(54)УСТР(ШСТВО для КОНТРОЛЯ ПОГРЕШНОСТИ ЦИФРОАНАЛОГОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ 38 ные элементы (резистивные сетки R-2R точные переключатели на электромагнитных коммутаторах. Быстродействие обраэцовых ЦАП ограничено быстродействием коммутирующих элементов, паразитными емкостными и индуктившлми параметрами резистивных сеток R-2R, что снижает точность контроля погррешности в динамическом режиме. Цель изобретения - упрощение устройства и повышение точности контроля в динамическом режиме. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля погрешности 1Ц1фроаналоговых преобразователей, содержащее генератор импульсов, источник опорного напряжения, вычитаюший усилитель, дифференциальш 1й дискриминатор, источник напряжения смещения, контролируемый цфироаналоговый преобразователь и счетчик вход которого соединен с выходом генератора импульсов, первые выходы счетчика подключены к цифровым входам KOHTpoJtopyeMoro цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен .с первым входом вычитающего усилителя, выход которого подключен к дифференциальному дискримннатору, введены интегратор, аналоговый.запоминакщий элачент и триггер, вход которого соединен со вторым выходом счетчика, выход триггера подключен к первым входам аналогового запоминающего элемента и интегратора, второй вход которого соединен с выходом источникг опорного напряжения, а третий вход подключен к выходу источник напряжения смещения, выход интеграто ра соединен со вторым входом вычитаю щего усилителя и через аналоговый запоминающий элемент с аналоговьм вх дом контролируемого цифроаналогового преобразователя. На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 временная диаграмма его работы. Устройство для контроля погрешнос ти цифроаналоговых преобразователей содержит генератор 1 импульсов, счет чик 2, источники 3 и 4 опорного напряжения и напряжения смещения соответственно, вычитающий усилитель 5, дифференциальный дискриминатор 6, контролируемый ЦАП 7, триггер 8, интегратор 9 и аналоговый запоминающий элемент 10. , Предлагаемое устройство работает следующим образом. Генератор 1 импульсов запускает счетчик 2, выходы разрядов которого соединены с рйзрядньми входами контролируемого ЦАП 7. Одновременно со счетчиком 2 запускается интегратор 9, который начинает интегрировать опорное напряжение источника 3( фиг.2). 8момейт Т, ,/i) iAe период следования импульсов генератора 1; П - число разрядов контролируемого ЦАП 7 , интегратор 9 сигналом триггера 8 переводится в режим памяти. Вход аналогового запоминающего элемента 10 подключен к выходу интегратора 9. Таким образом.на выходе аналогового запоминакщего элемента 10 возникает напряжение UQ,,. «которое и является опорным напряжением контролируемого ЦАЛ 7. При этом ступенчатое напряжение контролируемого ЦАЙ 7, формируемого при подаче на вход счетчика 2 импульсов генератора 1,и пилообразное напряжение интегратора 9оказываются совмещенными по масштабу (фиг.2), т. е. пилообразное напряжение интегратора 9 привяза- . но к Ступенчатому напряжению ЦАП 7. Вследствие того, что линейность выходного напряжения интегратора может быть достаточно высокой, разность выходных напряжений ЦАП 7 и интегратора 9 может характеризовать погрешность контролируемого ЦАП 7. Коэффициент усиления современных операционных усилителей Ю позволяет обеспечить линейность.выходного напряжения Интегратора до 0,0050,001%. Напряжения с контролируемого ЦАП 7 и интегратора 9 подаются на входы вычитающего усилителя 5, с помощью которого производится оценка разности напряжений контролируемого ЦАП 7 и интегратора 9. Путем регулировки смещения характеристики интегратора 9 с помощью источника 4 напряжения смещения добиваются минимальной разности контролируемого ЦАП 7 и интегратора 9. Общая величина погрешности, определяемая дифференциальным дискриминатором б, содержит погрешностьД U ЦАП 7 и величину напряжения квантования (фиг.З) Поэтому, погрешность контролируемого ЦДЛ 7 определяется в соответствии с |Лли.о1п +|- гцач1 «а: (3) где ицо,п - положительная составляющая погрешности ЦАП, опре j eлйeйaя как разность напряжения : и QJJJ кон ройируемого ЦАП 7 и напряжения интегратора tl Дгцап Цдп и рицательная составляющай погрешности ЦАП 7 (фйг.З). Применение изобретения позволяет упростить устройство для контроля погрёшноста ЦАП, так как вместо высокоТОЧНОГО- образцового ЦАП используется интегратор и аналоговый запоминающий элемент, которые могут быть реализованы на 1-2 интегральных схег мах. -, , . . , , , . . Высокая линейность выходного напряжения интегратора, используемого в качестве выходного напряжения об раэцового ЦАП, и отсутствие режимов переключения при смене кодов позволяет производить оценку динамических характерИстак контролируемого ЦАП .без учета влияния на них характеристики образцового ЦАП. (. . . Формула изобретения Устройство для контроля погрешйбсти цифроаналоговых преобразователей, содержащее генератор импульсов, ис-. точник опорного напряжения, вычитающий усилитель,дифференциальный диск риминатор, источник напряжения смеконтролируемый цифроаналоговый щения,

гт f

Фиг.1 06 преобразователь и счетчик, вход которого соединен с выходом генератора импульсов, первые выходы счетчика подключены к цифровьм входам контролируемого цифроанадогового преобразователя, выход которого соединен с первым входом вычитающего усилителя, выход которого подключен к дифференциальному дискриминатору, о т л ич а ю щ е ее я тем, что, с целью повышения точности контроля в динамическом режиме и упрощения устройства, в него в ведены интегратор, аналоговый запомйнакяций элемент и триггер, вход которого соединен со вторым выходом счетчика, выход триггера подключен к первым входам аналогового запоминающего элемента и интегратора, второй вхоя которого соединен с выходом источника опорного напряжегия, а третий вхвд подключен к выходу источни-ка напряжения смещения,рыход интегратора соединен со вторым входом вычитающего усилителя и через аналоговьш запоминающий элемент с аналоговым входом контролируемого цифрраналогового преобразователя. Источники информации, принятые во внимание при эксперт1;1зе 1.Авторское.свидетельство СССР № 469212, Кл. Ч 03 К 3/17, 30.04.75. 2.Нормирование и определение метрологических характеристик измерительных преобразователей кода в постоянное напряжение и ток. Госкомитет СССР по стандартам. Всесоюзный научно-исследовательский институт метрологии измерительных и управляющих систем. Львов, 1978, с.10, Р.- 2. 2 (прототип).

Фиг.2