Устройство для измерения функции распределения случайной погрешности аналого-цифровых преобразоваелей Советский патент 1981 года по МПК H03K13/02 

Такое устройство позволяет измерить функцию распределения погрешности АЦП при наличии вариации с меньшей погрешностью.

На фиг.1 приведена функциональная схема устройства; на фиг.2 диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство содержит источник 1 образцового Напряжения, соединенный через узел 2 сложения напряжений с входом контролируемого АЦП 3, выход которого подключен к входу элемента 4 сравнения кодов, а второй вход последнего соединен с клеммой опорного кода. Прямой выход элемента 4 сравнения кодов подключен к входу коммутатора 5, выходы которого соединены с соответствуклцими входами блока 6 памяти, и с вычитающим входом реверсивного счетчика 7. Инверсный выход элемента 4 сравнения кодов подключён к суммирукицему входу реверсивного счетчика 1, выход которого последовательно через сумматор 8 и преобразователь 9 код-напряжение соединен с вторым входом узла 2 сложения напряжений. Кроме того, устройство содержит управляемый генератор 10, выход которого подключен к входу Запуск контролируемого АЦП 3 и к счетному .входу второго реверсивного счетчика 11, выход переполнения которого соединен с входами пересчетного блрка 12 и триггера 13. Выход второго реверсивного счетчика 11 соединен с вторым входом сумматора 8 и управляющим входом коммутатора 5, а выход пересчетного блока 12 подключен к ,входу Стоп управляемого генератора 10. Прямой и инверсный выходы триггера 13 соответственно соединены с суммируквдим и вычитающим входами реверсивного счетчика 11.

Устройство работает следующим образом.

С выхода источника 1 образцового напряжения через узел 2 сложений напряжений на вход контролируемого АЦП 3 подается напряжение, соответствующее номинальному значению границы между N-ым и N+1-ым квантами. По сигналу Пуск начинает работать управляемый генератор 10, который осуществляет запуск АЦП 3. В силу наличия случайной погрешности на вьЕсоде АЦП 3 появляются коды, соотверствуквдие М-ому или N+1-ому квантам. Элемент 4 сравнения кодов сравнивает код, поступающий с ДДП с опорным кодом N+1, и выдает на своем прямом выходе сигнал логической единицы в случае совпадения кодов и сигнал логического нуля - в противном случае.

Далее сигнал с выхода элемента 4 сравнения кодов одновременно поступает на коммутатор 5, где используется для построения функции распределения и на вход реверсивного счетчика 7,

где используется для определения текущих значений математического ожидания. Если среднее значение напряжения на выходе АЦП 3, равное номинальному значению границы между N-ым и N+1-ым квантами, не соответствует действительному значению границы, то вероятности появления кодов N-oro и N+1-ого квантов не равны между собой что вызывает преобладание счетных сигналов либо на суммирующем, либо на вычитающем входах реверсивного счетчика 7. В счетчике накапливаются либо положительный, либр отрицательный коды, старшие разряды которого через сумматор 8 управляют работой преобразователя 9 код - напряжение. Напряжение с выхода преобразователя 9 код - напряжение суммируется узлом 2 сложения напряжений с сигналом источника 1 образцового напряжения таким образом, чтобы вероятность появления кодов N-oro и N+1-ого стала бы одинаковой.

Одновременно с этим, каждый импульс с выхода управляемого генератора 10 поступает на счетный вход реверсивного счетчика 11. Так как первоначально триггер 13 находится в единичном состоянии, то импульсы суммируются в реверсивном счетчике 11. Его код суммируется с кодом реверсивного счетчика 7, и сумма на вход преобразователя 9 код напряжение. С выхода преобразователя 9 поступает напряжение, равное сумме текущего значения математического ожидания и ступенчатого напряжения развертки. Напряжение на входе АЦП 3 равно сумме напряжения с выхода источника образцового напряжения 1, напряжениям равного текущему значению оценки математического ожидания инструментальной погрешности и ступенчатого напряжения уровней анализа (фиг.2). После переполнения реверсивного счетчика в момент времени t триггер 13 изменит свое состояние и импульсы в счетчике 11 вычитаются, т.е. напряжение развертки уменьшается. Необходимое число подобных циклов определяется емкостью пересчетного блока 12.

таким образом, уровни анализа, задаваемые симметрично относительно математического ожидания инструментальной погрешности в каждом цикле, как возрастают, тик и убывают, это позволяет учесть явление гистерезиса при портроении функции инструментальной погрешности.

Формула изобретения

Устройство для измерения функции распределения случайной погрешности аналого-цифровых преобразователей по авт.св. 683015, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности Измерения, в него введен триггер, а счетчик выполнен реверсивным, суммирующий и вычитаклций входы которого соединены соответственно с прямым и инверсным выходами триггера, а выход переполнения подключен к счетному входу триггера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 683015, кл. Н 03 К 13/02, 1976 (прототип).