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

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НЕЛИНЕЙНОСТИ ЦИФРОАНАЛОГОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

1

Устройство относится к измерительной технике и может быть использовано при поверке цифроаналоговых преобразователей (ЦАП).

Известны устройства для измерения нелинейности ЦАП, содержащие генератор импульсов, двоичный счетчик, образцовый ЦАП или генератор пилообразного сигнала (ГПС), вычитающий усилитель и осциллограф 1.

Недостатком известных устройств является невозможность минимизации значений погрешности линейности Дл поверяемого ЦАП.

Известно также устройство для измерения нелинейности цифроаналоговых преобразователей, содержащее счетчик импульсов, генератор пилообразного напряжения, поверяемый цифроаналоговый преобразователь, аналого-цифровой преобразователь, блок управления и дифференциальный усилитель, первый вход которого соединен с выходом, проверяемого цифроаналогового преобразователя, второй вход дифференциального усилителя подключен к выходу генератора пилообразного напряжения, выход дифференциального усилителя соединен с

выходом аналого-цифрового преобразователя, выход счетчика импульсов подключен к входу проверяемого цифроаналогового преобразователя, вход генератора пилообразного напряжения соединен с первым выхо5 дом блока управления 2.

К недостаткам данного устройства можно отнести ограниченную точность, обусловленную дополнительной погрешностью, вносимой в результаты измерения аналоговыми

,0 блоками самого устройства измерения нелинейности ЦАП.

Цель изобретения - повышение точности измерения нелинейности ЦАП.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения нелинейности

15 цифроаналоговых преобразователей, содержащее счетчик импульсов, генератор пилообразного напряжения, проверяемый цифроаналоговый преобразователь, аналогоцифровой преобразователь, блок управления

20 и дифференциальный усилитель, первый вход которого соединен с выходом проверяемого цифроаналогового преобразователя, второй вход дифференциального усилителя подключен к выходу генератора пилообразного напряжения, выход дифференциального усилителя соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, выход счетчика нмпульсов подключен к входу проверяемого цифроаналогового преобразователя, вход генератора пилообразного напряжения соединен с первым выходом блока управления, введены генератор подстраиваемой частоты, блок задержки и арифметический блок, вход которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, выход арифметического блока подключен к входу блока управления, второй выход которого соединен с входом генератора подстраиваемой частоты, выход которого соединен с входом счетчика импульсов и блока задержки, выход которого подключен ко второму входу аналогоцифрового преобразователя.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - график зависимости значений погрешности линейности от частоты тактирования.

Устройство содержит счетчик t импульсов, блок 2 задержки, дифференциальный усилитель 3, АЦП 4, генератор 5 подстраиваемой частоты (ГПЧ), ГПС 6, арифметический блок 7 и блок 8 управления. На схеме представлен также проверяемый ЦАП 9.

Устройство работает следующим образом.

Сигналы генератора 5 с начальной частотой заполняют счетчик 1, выходной код которого подается на поверяемый ЦАП. Выходной сигнал Yx(t) ЦАП, пропорциональный Y(N), где N - выходной код, поступает на дифференциальный усилитель 3. На второй вход усилителя поступает сигнал Y(t) от ГПС. После каждого изменения кода на входе ЦАП 9 и спустя время установления ty сигнала -(i) до уровня статической погрешности АЦП 4 измеряет разность значений Ух (t)-YTi(t). Работа АЦП синхронизируется импульсами с выхода ГПЧ 5, поступаюш ими через блок 2 задержки. Результаты измерений поступают в арифметический блок 7, где фиксируются только экстремальные (наибольшее и наименьшее) значения за полный диапазон изменения входных кодов ЦАГЪс- Разность значений ,(t)-Yn(t)lmax- S( rt)-Yn.(t) определяет наибольшее по диапазону ЦАП значение погрешности Д . Значение Дд зависит от взаимного расположения Y () и Yf5(N), а минимизация Дл достигается путем изменения наклона характеристики ЦАП (фиг. 2). В схеме на фиг. 1 такая минимизация осуществляется изменением наклона

характеристики YX (N) ЦАП путем изменения частоты тактирования f (фиг. 2). Изменение частоты f осуществляется таким образом, чтобы оно вызывало уменьшение максимального по диапазону значения погрешности Ал. Изменение 4, вызванное изменением f, происходит монотонно и контролируется арифметическим блоком. Если очередное приращение частоты вызывает увеличение Л, то процесс

измерения прекраAJI фикщается, а предпоследнее значение погрешсируется как минимизированная ность линейности Дл.

Формула изобретения

Устройство для измерения нелинейности цифроаналоговых преобразователей, содержащее счетчик импульсов, генератор пилообразного напряжения, проверяемый цифроаналоговый преобразователь, аналого-цифровой преобразователь, блок управления и дифференциальный усилитель, первый вход которого соединен с выходом проверяемого цифроаналогового преобразователя, второй вход дифференциального усилителя подключен к выходу генератора пилообразного напряжения, выход дифференциального усилителя соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, выход счетчика импульсов подключен к входу проверяемого цифроаналогового преобразователя, вход генератора пилообразного напряжения соединен с первым выходом блока управления, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения нелинейности, в него введены генератор подстраиваемой частоты, блок задержки и арифметический блок, вход которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, выход арифметического блока подключен к входу блока управления, второй выход которого соединен с входом генератора подстраиваемой частоты, выход которого соединен с входом счетчика импульсов и блока задержки, выход которого подключен ко второму входу аналого-цифрового преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.«Вопросы радиоэлектроники. Сер. ТПС, вып. 1, 1975, с. 74, рис. 1.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 731584, кл. Н 03 К 13/34, 30.04.80 (прототип).

/

/

5

/

/

/

J

7

Фиг. /

N

5