Устройство для контроля цифроаналоговых преобразователей Советский патент 1982 года по МПК H03K13/02 

I

Изобретение относится к аналогоцифровой Технике и может быть использовано для контроля линейности цифроаналоговых преобразователей (ЦАП) как при производстве, так и в процессе эксплуатации.

Известно устройство для измерения погрешности цифроаналогового преобразователя, содержащее генератор импульсов, первый двоичный сметчик, измеряемый ЦАП, второй двоичный сметчик, эталонный ПАП, блок сравнения кодов, элемент вычитания и усиления, аналоговое :запоминающее устройство и индикатор 1 .

Недостатком устройства является ограниченная точность и сложность функциональной схемы применения эталонного ЦАП.

Известно также устройство для контроля цифроаналоговых преобразователей, содержащее генератор счетных импульсов, двоичный счетчик, ЦАП, входы которого соединены с вы-;

ходами счетчика, генератор пилообразного напряжения, индикатор и блок сравнения, первый вход которого соединен с выходом ЦАП, второй вход блока сравнения подключен к выходу генератора пилообразного напряжения 2 .

Однако устройство имеет ограниченную точность контроля Линейности ЦАП,. обусловленную неточностью совмещения характеристик ЦАП и генератора пилообразного напряжения, как при начальной установке , так и вследствие их временного и температурного дрейфа.

Цель изоборетения - повышение точности контроля линейности ЦАП.

Поставленная цель достигается тем,что в устройстве для контроля ЦАП,содержащем генератор счетных импульсов, двоичный счетчик, ЦАП, входы которого соединены с выходами счетчика, генератор пилообразного напряжения, индикатор и блок сравКения, первый вход которого соединен с выходом ЦАП, второй вход блока сравнения подключен к выходу генератора пилообразного напряжения, выход генератора пилообразного напряжения соединен с первым входом индикатора, второй вход которого подключен к выходу старшего разряда двоичного счетчика , выход генератора счетных импульсов соединен с третьим входом блока сравне ния, выход которого подключен к выходу двоичного счетчика. Кроме, того, блок сравнения содержит два компаратора , источник постоянного-напряжения и элемен И, причем первый вход блока сравнения соединен с неинвертирующим вход первого компаратора и положительным полюсом источника постоянного напря жения, отрицательный полюс которого подключен к инвертирующему вхо второго компаратора, инвертирующий вход первого и неинвертирующий вход второго компаратора соединены с вто рым входом блока сравнения, выходы к параторов подключены к первым входам элемента И, третий вход которог соединен с третьим входом блока сравнения, выход которого подключен к выходу элемента И, На фиг.1 представлена функциональная схема устройства для контроля ЦАП; на фиг. -2 - временные диа1- раммы работы устройства. Устройство для контроля ЦАП содержит ЦАП 1,. двоичный счетчик 2, блок 3 сравнения, генератор k счетных импульсов, генератор 5 пилообра ного напряжения, индикатор 6, Блок 3 сравнения состоит из источника 7 постоянного напряжения, первого компаратора 8, второго компаратора 9 и элемента И 10. Выходной си|- нал генератора 4 счетных импульсов представляет собой последовательность импульсов с большой скважностьЮс В качестве индикатора 6 мож быть использован либо частотомер,ра ботающий в режиме измерения отношения частот двух сигналов, либо другое аналогичное устройство, .способное контролировать отношение час тот двух сигналов. Устройство работает следующим об разом. ЦАП 1 преобразует выходной цифровой сигнал двоичного счетчика в аналоговый сигнал, поступающий на первый вход блока 3 сравнения, на второй вход которого поступает сигнал 11 (фиг, 2) с выхода генератора 5 пилообразного напряжения, причем асе возможные значения уровней напряжения выходного сигнала 12 ЦАП 1 (с учетом их допустимых изменений) находятся в пределах от минимального до максимального значений уровней напряжения сигнала 11. В то время, когда напряжение сигнала 11 находится в пределах от (U)- Е) до Uj, где напряжение сигнала 12, соответствующее текущему состоянию двоичного счетчика 2, Е - напряжение между выходами источника 7 постоянного напряжения, блок 3 сравнения при поступлении на его управляющий вход импульсного сигнала от генератора счетных импульсов формирует на своем выходе сигнал совпадения. Сигнал с выхода блока 3 сравнения поступает на вход двоично-fo счетчика 2 и добавляет единицу к его состоянию, ЦАП 1 преобразует новый выходной сигнал двоичного счетчика 2 в аналоговый сигнал с напг ряжением U. причем когда напряжение сигнала 11, изменяющегося ди f f -г со скоростью тг т период -следования импульсов на выходе генератора счетных импульсов), будет находиться в пределах от ( Е) до , на выходе блока 3 сравнения появится следующий сигнал совпадения. При переключении двоичного счетчика 2 ЦАП 1 формирует на своем выходе пилообразный ступенчатый сигнал 12 с периодом, равным периоду сигнала 11. Равенство периода 13 переключения триггера старшего разряда двоичного счетчика 2 и периода сигнала 11 регистрируется индикатором 6. Если хотя бы один из уровней выходного сигнала ЦАП 1 будет сформирован с ошибкой, превышающей величину () , где ЙПР величина наименьшего шага преобразования, то на характеристике преобразования ЦАП 1 встретится нарушение монотонности вида ) или Ц,5 :ицоц ;причем /и +Цощ- к itH -fcoiu после формирования ЦАП 1, Например, сигнала 14 двоичный счетчик 2 не будет переключаться в течение периода , сигнала 11. Период 15 переключения триггера старшего разряда двоичного счетчика будет в этом случае больше периода сигнала 11. Отличие отношения периода 15 и периода сигнала 11 от едини цы регистрируется индикатором 6, фор мирующим в этом случае сигнал о появ лении нарушений в работе ЦАП Г. Таким образом, в процессе работы устройства контролируется монотонность характеристики преобразования ЦАП 1, чем и достигается независимость результатов контроля от неточ ности совмещения характеристик ЦАП 1 и генератора пилообразного напряжения 5. Формула изобретения 1. Устройство для контроля цифроаналоговых преобразователей, содержащее генератор счетных импульсов, двоичный счетчик, цифроаналоговый преобразователь, входы которого сое динены с выходами счетчика, генератор пилообразного напряжения, инди катор и блок сравнения, первый вход которого соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, второй вход блока сравнения подключен к выходу генератора пилообразного напг от-личающееся ряжения .тем, что, с целью повышения точности контроля цифроаналогового преобразователя, выход генератора пилообразного напряжения соединен с первым входом индикатора, второй . вход которого подключен к выходу старшего разряда двоичного счетчика, выход генератора счетных импульсов соединен с третьим входом блока сравнения, выход которого подключен к входу двоичного счетчика. 2. Устройство по п. 1, о т л и чающееся тем, что блок сравнения выполнен на двух компараторах, источнике постоянного напряжения и элементе И, причем первый вход блока сравнения соединен с неинвертирующим входом первого ком паратора и положительным полюсом источника постоянного напряжения, от рицательный полюс которого подключен к инвертирующему входу второго компаратора , инвертирующий вход первого и неинвертирующий вход второго компараторов соединены с вторым входом блока сравнения, выходы компараторов подключены к первым двум входам элемента И, третий вход которого соединен с третьим входом блока сравнения, выход которого подключен к выходу элемента И. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 600719, кл, Н 03 К 13/02, 01.07.7. 2. Авторское свидетельство СССР по заявке N 280 093/l8r2t , кл. Н 03 К 13/03, 23.07.79 (прототип).

i.

I/