Устройство для автоматического определения динамических характеристик аналого-цифровых преобразователей

Устройство для автоматического определения динамических характеристик аналого-цифровых преобразователей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электроизмерительной и вычислительной технике и позволяет уменьшить время измерения динамических погрешностей аналого-цифровых преобразователей (АЦП), необходимое для постро.ения интегральной функции распределения этих погрешностей. Изобретение позволяет повысить быстродействие устройства, . содержащего шину 1 подачи преобразуемого сигнала, исследуемьм аналогоцифровой преобразователь 27, цифроаналоговый преобразователь 3, измерительный усилитель 4, аналоговый блок 5 сравнения, образцовый цифроаналоговый преобразователь 6, аналоговый коммутатор 7, одновибратор 8, счетчики 9-14, элементы И 15-19, триггеры 20-22, элемент 23 задержки, элемент ИЛИ-НЕ 24, генератор -25 импульсов , постоянное запоминающее устройство 26, арифметический блок 2. На выходе измерительного усилителя 4 Б виде напряжения вырабатьгоается погрешность аналого-цифрового преобразования. Для. измерения погреш ности и построения ее интегральной функции распределения служат элементь1 5-26 ус тройства о По интегральной функции распределения погрешности в арифметическом блоке 2 осуществляется вычисление математического ожидания , среднеквадратического отклонения , дисперсии и других статистических характеристик погрешностей АЦП. 2 ил. :- « (Л to 00 00 со о со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 Н 03 М 1/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К Д BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ 11 ОТНРЫТИЙ (21 ) 3885789/24-24 (22) 18.04.85 (46) 07.02.87. Бюл. у 5 (71) Ленинградский институт точной механики и оптики (72) В. С. Моисеев и А, А. Ожиганов (53) 681.325(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 684734, кл, Н 03 М 1/10, 1975.

Авторское свидетельство СССР

1Ф 940292, кл. Н 03 М 1/10, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО

ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК АНАЛОГО-ЦИФРОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ (57) Изобретение относится к электроизмерительной и вычислительной технике и позволяет уменьшить время измерения динамических погрешностей аналого-цифровых преобразователей (АЦП), необходимое для построения интегральной функции распределения этих погрешностей, Изобретение позволяет повысить быстродействие устройства, содержащего шину 1 подачи преобразу„„SU„„1288909 А1 емого сигнала, исследуемый аналогоцифровой преобразователь 27, цифроаналоговый преобразователь 3, измерительный усилитель 4, аналоговый блок 5 сравнения, образцовый цифро" аналоговый преобразователь 6, аналоговый коммутатор 7, одновибратор 8, счетчики 9-14, элементы И 15-19, триггеры 20-22, элемент 23 задержки, элемент ИЛИ-HE 24, генератор .25 импульсов, постоянное запоминающее устройство 26, арифметический блок

2. На выходе измерительного усилителя 4 в виде напряжения вырабатывается погрешность аналого-цифрового преобразования. Для измерения погрешности и построения ее интегральной функции распределения служат элементы 5-26 устройства. По интегральной функции распределения погрешности в арифметическом блоке 2 осуществляется вычисление математического ожидания, среднеквадратического отклонения, дисперсии и других статистических характеристик погрешностей АЦП.

2 ил.

1288909

Изобретение относится к электроизмерительной и вычислительной технике и предназначено для определения интегральной функции распределения случайных погрешностей аналого-цифровых преобразователей {АЦП) в динамическом режиме.

Целью изобретения является повышение быстродействия за счет уменьшения времени измерения динамических погрешностей аналого-цифровых преобразователей, требуемого для определения интегральной функции распределения этих погрешностей.

На фиг. l представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — измеряемая динамическая .погрешность АЦП в виде напряжения, вырабатываемого с выхода измерительного усилителя (a — измеряемая динамическая погрешность АЦП полностью находится выше уровня напряжения х,, где хо — напряжение, соответствуюшее шагу квантования образцового иифро-аналогового преобразователя; S — измеряемая динамическая погрешность АЦП полностью находится ниже уровня напряжения х ; о измеряемая динамическая погрешность

АЦП находится как выше, так и ниже уровня напряжения хо).

Предлагаемое устройство содержит шину 1 подачи преобразуемого сигнала, арифметический блок 2, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 3, измерительный усилитель 4, аналоговый блок

5 сравнения, образцовый IijGI 6, аналоговый коммутатор 7, одновибратор

8, счетчики 9-14, элементы И 15-19, триггеры 20-22, элемент 23 задержки, элемент ИЛИ-НЕ 24, генератор 25 импульсов и постоянное запоминающее устройство {ПЗУ) 26.

В предлагаемом устройстве точность определения динамических погрешностей аналого-цифровых преобразователей зависит от числа и результатов измерения динамических погрешностей АЦП при определении одной точки интегральной функции распределения этих погрешностей и числа определяемых точек m интегральной функции распределения {серий измерений).

В зависимости от числа и выбирается разрядность счетчиков 9 и 12, которая равна k = log n. В ПЗУ 26

2 предварительно записываются все и = к

= 2 значения вероятности от 0 до

При этом состояние счетчика 12 для постоянного запоминающего устройства

26 является адресом, по которому записаны соответствующие вероятности.

Например, состоянию счетчика 12—

000.,0 соответствует значение вероятности О, состоянию 000...1 — значение вероятности 2, состоянию 111...1 значение вероятности 1 и т.д, Число определяемых точек m интегральной функции (серий измерений) определяется разрядностью образцового ЦАП 6 и величиной динамической погрешности поверяемого АЦП. 27, снимаемой с выхода измерительного усилителя 4 ° Раз-. рядность образцового ЦАП 6 выбирается на 3-4 двоичных разряда больше, чем разрядность исследуемого АЦП 27.

Разрядности счетчиков 10, 13 и 14 должны быть равны разрядности образцового ЦАП 6, а разрядность счетчика

ll на один двоичный разряд больше по сравнению с разрядностью образцового ЦАП 6, Увеличение разрядности счетчика 11 на единицу по сравнению с разрядностью счетчиков 10, 13 и 14 обусловлено тем, что в счетчике 11 фиксируется общее число серий измерений образцового ЦАП 6 как при отрицательном, так и при положительном опорном напряжении, подаваемом на последний. С шины 1 динамический сигнал, который может быть любым, поступает на вход исследуемого АЦП 27

35 и на второй вход измерительного усилителя 4. На первый вход последнего поступает сигнал с выхода ЦАП 3, на вход которого подается двоичный код с выхода исследуемого АЦП 27 ° На выходе измерительного усилителя 4 измеряемая динамическая погрешность по всей шкале измерения АЦП 27 вырабатывается в виде разности между непрерывным по времени и уровню входI ным сигналом АЦП 27 и непрерывным по времени результатом аналого-цифрового преобразования, получаемым с выхода ЦАП 3. Динамическая погреш50 ность аналого-цифрового преобразования с выхода измерительного усилителя 4 в виде напряжения поступает на второй вход аналогового блока 5 сравнения, а на его первый вход поступа55 ет напряжение с выхода образцового

ЦАП 6. Знак выходного напряжения образцового ЦАП 6 зависит от подаваемого на его второй вход через аналоговый коммутатор 7 опорного напряжения

1288909 (-U „ +U,„ ), а величина напряжения зависит от значения двоичного кода, поступающего со счетчика 10 на первый вход образцового ЦАП 6. Если на вход аналогового коммутатора 7 с инверсного выхода триггера 22 подан, сигнал логической единицы, это обеспечивает подачу на второй вход образцового ЦАП 6 отрицательного опорного напряжения. Положительное опорное напряжение поступает на второй вход образцового ЦАП 6 в случае, если с инверсного выхода триггера 22 на вход аналогового коммутатора 7 подан сигнал логического нуля. С выхода аналогового блока 5 сравнения снимается сигнал логической единицы только в те промежутки времени, когда напряжение измеряемой динамической погрешности с выхода измерительного усилителя 4 по своему уровню выше, чем напряжение с выхода образцового

ЦАП 6.

Исходное состояние элементов устройства: триггеры 20-22 находятся в состоянии "0", счетчики 9, 11, 12, 13 и 14 обнулены, в счетчик 10 занесена единица, с выхода образцового

ЦАП 6 на первый вход аналогового блока 5 сравнения поступает положительное напряжение, соответствующее значению двоичного кода, поданного на первый вход образцового ЦАП 6 с выхода счетчика 10, на второй вход аналогового блока 5 сравнения с вы- 35 хода измерительного усилителя 4 в виде напряжения поступает динамическая погрешность аналого-цифрового преобразования.

В случае, когда измеряемая дина- 40 ,мическая погрешность находится полностью выше уровня напряжения х (фиг. 2a), устройство работает следующим образом.

На первый вход образцового ЦАП 6 со счетчика 10 подается код, соответствующий двоичной единице, на второй вход образцового ЦАП 6 подается отрицательное опорное напряжение. Этим обе-50 спечивается подача на первый вход аналогового блока 5 сравнения с выхода образцового ЦАП 6 положительного напряжения х, соответствующего шагу квантования образцового ЦАП 6. Так как разность между напряжением, поступающим на второй вход аналогового блока 5 сравнения, и напряжением х поступающим на его первый вход, больше нуля, то с выхода последнего снимается сигнал логической единицы, который подается на первый вход элемента И 15. По сигналу "Пуск" триггер

20 устанавливается в единичное состояние и сигнал логической единицы с его прямого выхода подается.на второй вход элемента И 15 и первый вход элемента И 16, Это обеспечивает прохождение импульсов с генератора 25 импульсов через элементы И 16 и 15 на входы счетчиков 9 и 12. К концу первой серии измерения в счетчиках

9 и 12 зафиксировано число импульсов с генератора 25 импульсов, равное и. Равенство значений счетчиков

9 и 12 свидетельствует о том, что вероятность превьппения измеряемой динамической погрешностью АЦП 27 уровня х при определении одной точки о интегральной функции распределения этой погрешности равна 1. По импульсу переполнения с второго выхода счетчика 12 триггер 21 устанавливается в единичное состояние и сигнал логической единицы с его прямого выхода подается на первый вход элемента

И 19 и второй вход элемента И 17, По импульсу переполнения с.выхода счетчика 9, поступившему на управ ляющий вход арифметического блока 2, вероятность из ПЗУ 26, адресом для которого является состояние счетчика 12, переписывается в арифметический блок 2, По тому же импульсу переполнения с выхода счетчика 9 в счетчиках 11 и 13 фиксируются значения, равные единице, состояние счетчика

10 также увеличивается на единицу, а счетчик 12 через время, определяемое элементом 23 задержки, обнуляется.

На этом первая серия измерения динамическоч погрешности АЦП 27 закончена, о чем свидетельствует состояние счетчика ll равное единице.

Во второй серии измерения измеряемая динамическая погрешность сравнивается аналоговым блоком 5 сравнения с выходным напряжением образцового ЦАП 6, равным " х . Если эа время серии измерения измеряемая динамическая погрешность находится по уровню напряжения вьппе, чем 2 х, то, как и в предыдущей серии, по импульсу переполнения с выхода счетчика 9 иэ ПЗУ 26 в арифметический блок 2 переписывается вероятность, равная

88909 6

5 12 еринице, состояния счетчиков 10, 11 и 13 увеличиваются на единицу, счетчик 12 обнулен, состояние триггера

21 не изменяется. С выхода образцового ЦАП 6 снимается напряжение, равное 3 х, Начинается новая серия измерения.

Во время i-й серии измерения измеряемая динамическая погрешность

АЦП 27 может оказаться как вьппе, так и ниже i x уровня напряжения, о снимаемого с выхода образцового

ЦАП 6. 3а время измерения в счетчике 12 зафиксировано меньшее число импульсов, чем в счетчике 9 (в счетчике 9 зафиксировано и импульсов).

По импульсу переполнения с выхода счетчика 9 вероятность, соответствующая состоянию счетчика 12 из ПЗУ 26

) переписывается в арифметический блок

2. По этому же импульсу переполнения с выхода счетчика 9 содержимое счетчиков 10, 11 и 13 увеличивается на единицу, счетчик 12 обнулен, состояние триггера 21 не изменяется. После

i-й серии измерения с выхода образцового UAII 6 снимается напряжение (i+1) х

Наконец, при т-й серии измерения напряжение с выхода образцового ЦАП

6 равно m x и по уровню во время о всей серии измерения превышает напряжение измеряемой динамической погрешности, В этом случае с выхода аналогового блока 5 сравнения во время m-й серии измерения на первый вход элемента И 15 подается сигнал логического нуля. Это не позволяет импульсам с генератора 25 импульсов проходить через элемент И 15 на вход счетчика 12. Поэтому к концу m-й се— рии измерения в счетчике 12 зафиксировано 0 импульсов, а в счетчике 9 и импульсов. По импульсу переполнения с выхода счетчика 9 вероятность, соответствующая состоянию счетчика

12 (она равна 0), из ПЗУ 26 переписывается в арифметический блок 2, По этому же импульсу переполнения с выхода счетчика 9 содержимое счетчиков 10, 11 и 13 увеличивается на единицу, состояние триггера 21 не изменяется. Импульс переполнения с выхода счетчика 9, имеющий уровень напряжения логического нуля, поступает также на первый вход элемента

ИЛИ-НЕ 24, на второй вход которого подаются сигналы с первого выхода

55 счетчика 12, Так как по окончании

m-й серии измерения содержимое счетчика 12 равно нулю, то на время действия импульса переполнения на выходе элемента ИЛИ-HE 24 сформирован сигнал логической единицы. Этот сигнал, поданный на установочный вход триггера 22, переключает его в единичное состояние, После переключения триггера 22 сигнал логической единицы с его прямого выхода подается на вторые входы элементов И 18 и 19.

При подаче на второй вход элемента

И 19 сигнала логической единицы на его выходе также формируется сигнал логической единицы. Этот сигнал с выхода элемента И 19, будучи поданным на управляющий вход арифметического блока 2, позволяет зафиксировать в нем содержимое счетчиков 11, 13 и 14. Выходной сигнал с элемента

И 19 поступает также на обнуляющий вход триггера 20 и переключает его в нулевое состояние. На этом процесс измерения заканчивается.

После цикла измерения динамической погрешности аналого-цифрового преобразователя 27 в арифметический блок 2 записано m точек интегральной функции распределения этой погрешности. Равенство содержимого счетчиков

11 и 13 значению m, a также равенство содержимого счетчика 14 нулю свидетельствует о том, что измеряемая динамическая погрешность по всей шкале измерения полностью находится вьппе уровня напряжения хо.

В случае, когда измеряемая динамическая погрешность находится полностью ниже уровня напряжения хд (фиг, 2 ), устройство работает следующим образом.

На первый вход образцового ЦАП 6 со счетчика 10 подается код, соответ1 ствующий двоичной единице, на второй вход образцового ЦАП 6 подается отрицательное опорное напряжение.

Этим обеспечивается подача на вход аналогового блока 5 сравнения с выхода образцового ЦАП 6 положительного напряжения х, соответствующего шагу квантования образцового ЦАП 6.

Поскольку разность между напряжением, поступающим на входы аналогового . блока 5 сравнения, меньше нуля, то с его выхода на вход элемента И 15 подается сигнал логического нуля.

По сигналу "Пуск" триггер 20 уста1288909 навливается в единичное состояние и сигнал логической единицы с его прямого выхода подается на второй вход элемента И 15 и вход элемента И 16, В этом случае импульсы с генератора

25 импульсов через элемент И 16 на-, чинают поступать на вход счетчика 9.

Наличие сигнала логического нуля на первом входе элемента И 15 запрещает прохождение импульсов с генератора . 10

25 через этот элемент на вход счетчика 12, К концу первой серии измерения в счетчике 12 зафиксировано О импульсов, а в счетчике 9 — n импульсов. Это говорит о том, что вероятность превышения измеряемой динамической погрешностью АЦП 27 уровня х при определении одной точки интегральной функции распределения этой погрешности равна О. Выходные сигна — 20 лы, имеющие уровни напряжений логического нуля, с первого выхода счетчика 12 подаются на второй вход элемента ИЛИ-НЕ 24 и на вход ПЗУ 26.

На первый вход элемента ИЛИ-НЕ 24 поступает импульс переполнения с выхода счетчика 9, который имеет уровень напряжения логического нуля.

За время действия импульса переполнения на выходе элемента ИЛИ-НЕ 24 формируется сигнал логической единицы. Этот сигнал, поданный на установочный вход триггера 22, переключает его в единичное состояние. После переключения триггера 22 сигнал ло- 35 гической единицы с его прямого выхода подается на вторые входы элементов

И 18 и 19, а сигнал логического нуля с его инверсного выхода — на вход аналогового коммутатора 7 и вход 40 одновибратора 8, Наличие на входе аналогового коммутатора 7 сигнала логического нуля обеспечивает подачу на второй вход образцового ЦАЛ 6 положительного опорного напряжения.

По импульсу переполнения с выхода счетчика 9 вероятность, соответствующая состоянию счетчика 12 (она равна О), из ПЗУ 26 переписывается в блок.2. По этому импульсу перепол- 50 нения содержимое счетчиков 10, 11 и

14 увеличивается на единицу, счетчик

12 обнулен, При переключении триггера

22 одновибратор 8 выдает одиночный импульс, который при подаче на вто1 рой вход счетчика 10 обнуляет этот счетчик. После первой серии измерения с выхода образцового ЦАП 6 снимается напряжение, равное нулю. Во второй серии измерения значение измеряемой динамической погрешности сравнивается в аналоговом блоке 5 сравнения с выходным напряжением образцового ЦАП 6, равным нулю. Если за время всей серии измерения измеряемая динамическая погрешность находится ниже нулевого уровня напряжения, то по импульсу переполнения с выхода счетчика 9 из ПЗУ 26 в арифметический блок 2 переписывается вероятность, равная нулю, значение счетчиков 10, 11 и 14 увеличивается на единицу, счетчик 12 обнулен, состояние триггера 22 не изменяется. С выхода образцового ЦАП 6 снимается напряжение (-х ), Начинается новая серия измерения.

Во время i-й серии измерения измеряемая динамическая погрешность АЦП

27 может оказаться как выше, так и ниже (-i õ ) уровня напряжения, снимаемого с выхода образцового ЦАП 6.

В этом случае эа время измерения в счетчике 12 зафиксировано меньшее чи- сло импульсов, чем в счетчике 9.

По импульсу переполнения с выхода счетчика 9 вероятность, соответствующая состоянию счетчика 12, из ПЗУ 26 переписывается в арифметический блок 2, По этому же импульсу переполнения содержимое счетчиков 10, 11 и

14 увеличивается на единицу, счетчик

12 обнулен, состояние триггера 22 не изменяется. После i-й серии измерения с выхода образцового ЦАП 6 снимается напряжение -(i+1) х . Наконец, при

m-й серии измерения напряжение на выходе образцового ЦАП 6 (-m х ) меньше напряжения измеряемой динамической погрешности. В этом случае с выхода аналогового блока 5 сравнения на первый вход элемента И 15 подается сигнал логической единицы, который открывает элемент И 15 для прохождения импульсов с генератора 25 на вход счетчика 12. По окончании m-й серии измерения в счетчиках 9 и 12 находится число импульсов, равное и, По импульсу переполнения с выхода счетчика 9 вероятность, соответствующая состоянию выходов счетчика 12 (она равна 1), из ПЗУ 26 переписывается в арифметический блок 2, По этому же импульсу переполнения содержи1 I мое счетчиков 10, 11 и 14 увеличи10

1288909

50

55 вается на единицу, состояние триггера 22 не изменяется, По импульсу переполнения с второго выхода счетчика 12 триггер 21 устанавливается в единичное состояние, и сигнал логической единицы с его прямого выхода подается на первый вход элемента И 19 и второй вход элемента И 17. При подаче на первый вход элемента И 19 сигнала логической единицы на его выходе также формируется сигнал логической единицы.

Этот сигнал с выхода элемента И 19 при подаче на управляющий вход арифметического блока 2 позволяет зафиксировать в нем содержимое счетчиков

11, 13 и 14. Выходной сигнал с элемента И 19 поступает также на обнуляющий вход триггера 20 и переключает его в нулевое состояние. На этом процесс измерения заканчивается.

После цикла измерения динамической погрешности АЦП 27 в арифметический блок 2 записано m точек (значений вероятностей) интегральной функции распределения этой погрешности. Равенство содержимого счетчиков 11 и

14 числу m, а также равенство содержимого счетчика 13 нулю свидетельствует о том, что измеряемая динамичеСкая погрешность от всей шкалы измерения полностью находится ниже уровня напряжения хо.

В случае, когда измеряемая динамическая погрешность находится как вьшее, так и ниже уровня напряжения х (фиг. 26), устройство работает следующим образом.

На первый вход образцового ЦАП 6 со счетчика 10 подается код, соответствующий двоичной единице, на второй вход — отрицательное опорное напряжение. Этим обеспечивается подача на первый вход аналогового блока .5 сравнения с выхода образцового

ЦАП 6 положительного напряжения х соответствующего шагу квантования образцового ЦАП 6, Разность между напряжением измеряемой динамической погрешности, поступающим на второй вход аналогового блока 5 сравнения, и напряжением хо, поступающим на

его первый вход, за время серии измерения может быть как больше, так и меньше нуля. В те интервалы времени, когда эта разность больше нуля, с выхода аналогового блока 5 сравнения снимается сигнал логичес10

40 кой единицы, а когда разность меньше нуля — сигнал логического нуля. Сигнал с выхода аналогового блока 5 сравнения поступает на первый вход элемента И 15, По сигналу "Пуск" триггер 20 устанавливается в единичное состояние, и сигнал логической единицы с его прямого выхода подается на второй вход элемента И 15 и первый вход элемента И 16, Это обеспечивает прохождение импульсов с генератора 25 через элементы И 15 и 16 на вход счетчиков 12 и 9. Поскольку элемент

И 15 пропускает импульсы на вход счетчика 12 только в те интервалы времени, когда на его первом входе присутствует сигнал логической единицы, то в конце серии измерения в счетчике 12 зафиксировано меньшее число импульсов, чем в счетчике 9 (в счетчике 9 зафиксировано и импульсов). По импульсу переполнения с выхода счетчика 9 вероятность, соответствующая состоянию выходов счетчика 12, из ПЗУ 26 переписывается в арифметический блок 2, По этому же импульсу переполнения содержимое счетчиков 10 и 11 увеличивается на единицу, счетчик 12 через время, определяемое элементом 23 задержки обнуляется, на этом первая серия измерения закончена, Во второй серии измерения значение напряжения измеряемой динамической погрешности сравнивается с выходным напряжением образцового ЦАП

6, равным 2 х,, в третьей серии— с выходным напряжением образцового

ЦАП, равным 3 ° х„, и т.д. Во время

k-й серии измерения напряжение измеряемой динамической погрешности находится по уровню ниже уровня напряжения k х . В этом случае на выходе аналогового блока 5 сравнения вырабатывается сигнал логического нуля, который при подаче на первый вход элемента И 15 закрывает его для прохождения импульсов с генератора 25 на вход счетчика 12, По окончании

k-й серии измерения в счетчике 12 зафиксировано число импульсов, равное нулю, а в счетчике 9 — число импульсов, равное и. Выходные сигналы, имеющие уровни напряжений логического нуля, с первого выхода счетчика

12 подаются на второй вход элемента

ИЛИ-НЕ 24.и на вход ПЗУ 26. При по1288909 12

B этом случае на выходе аналогового блока 5 сравнения присутствует сигь нал логической единицы, который при подаче на первый вход элемента И 15 открывает его для прохождения импульсов с выхода генератора 25 на вход счетчика 12. По окончании m-й серии измерения в счетчиках 12 и 9 будет зафиксировано число импульсов, рав10 ное и. По импульсу переполнения с выхода счетчика 9 вероятность, соответствующая состоянию выходов счетчика 12 (она равна единице), и ПЗУ 26 переписывается в арифметический блок

15 2. По этому же импульсу содержимое счетчиков 10, 11 и 14 увеличивается на единицу, состояние триггера 22 не изменяется. По импульсу переполнения с второго выхода счетчика 12 триггер

20 21 устанавливается в единичное состояние и сигнал логической единицы с его прямого выхода подается на первый вход элемента И 19. При подаче на первый вход элемента И 19 сигнала логической единицы на его выходе также формируется сигнал логической единицы. Этот сигнал с выхода элемента

И 19 при подаче на второй управляющий вход арифметического блока 2 поз» З0 йоляет зафиксировать в нем содержимое счетчиков 11, )3 и 14. Выходной сигнал с элемента И 19 поступает также на обнуляющий вход триггера 20 и переключает его в нулевое состояние.

35 На этом процесс измерения заканчивается. ступлении с выхода счетчика 9 на первый вход элемента ИЛИ-НЕ 24 импульса переполнения, имеющего уровен напряжения логического нуля, на выхо де элемента ИЛИ-НЕ 24 формируется сигнал логической единицы. Этот сигнал при подаче на установочный вход триггера 22 переключает его в единичное состояние, После переключения триггера 22 сигнал логической единицы с его прямого выхода подается на вторые входы элементов И 18 и 19, а сигнал ло.гического нуля — с его инверсного выхода на вход аналогового коммутатора 7 и вход одновибратора 8. Наличие на входе аналогового коммутатора

7 сигнала логического нуля обеспечивает подачу на второй вход образцового ПАП 6 положительного опорного напряжения. По импульсу переполнения с выхода счетчика 9 вероятность, соответствующая состоянию выходов счет чика 12 (она равна нулю), из ПЗУ 26 переписывается в арифметический блок

2. По этому же импульсу содержимое счетчиков 10, 11 и 14 увеличивается на единицу, счетчик 12 обнулен. При переключении триггера 22 одновибратор 8 выдает одиночный импульс, кото рый при подаче его на второй вход счетчика 10 обнуляет этот счетчик.

После k-й серии измерения с выхода образцового ЦАП 6 снимается напряжение, равное нулю.

В (k+I)-й серии измерения измеряемая динамическая погрешность сравнивается с выходным напряжением образцового ЦАП 6, равным нулю. По окончании этой серии изменения по импульсу переполнения с выхода счетчика 9 вероятность, соответствующая состоянию выходов счетчика 12, из

ПЗУ 26 переписывается в арифметический блок 2, состояния счетчиков 10, 45

ll и 14 увеличиваются на единицу, счетчик 12 обнулен, состояние триггера 22 не изменяется. С выхода образцового ПАП 6 снимается напряжение (-х ), 50

В следующей серии измерения значение напряжения измеряемой динамической погрешности сравнивается с выходным напряжением образцового ЦАП 6, равным (-хо) и т.д. Во время m-й се-. рии измерения значение напряжения измеряемой динамической погрешности больше значения напряжения (m x )..

После цикла измерения динамической погрешности в арифметическом блоке 2 зафиксировано m точек (значений вероятностей) интегральной функции распределения этой погрешности. Значение содержимого счетчика

ll равно m, значение содержимогосчетчика 14 равно (m-k), значение счетчика 13 равно нулю. Подобное соотношение между значениями содержимого счетчиков свидетельствует о том, что измеряемая динамическая погрешность АЦП 27 находится как вьппе, так и ниже уровня напряжения х, а также о том, как îíà расположена относительно этого уровня.

Записанная в арифметическом блоке

2 информация о динамических погрешностях аналого-цифровых преобразователей в виде интегральной функции распределения этих погрешностей поз!

288909!

4 воляет осуществить по известным алгоритмам вычисление математического ожидания, среднеквадратического отклонения, дисперсии и других статистических характеристик погрешностей

АЦП.

Формула изобретения

Устройство для автоматического оп- IO ределения динамических характеристик аналого-цифровых преобразователей, содержащее последовательно соединенные образцовый цифроаналоговый преобразователь, аналоговый блок срав- !5 нения и первый элемент И, арифметический блок, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены цифроаналоговый преобразователь, измери- 20 тельный усилитель, одновибратор, аналоговый коммутатор, шесть счетчиков, четыре элемента И, элемент задержки, элемент ИЛИ-НЕ, генератор импульсов, три триггера, постоянное запоминающее устройство, первый вход измерительного усилителя соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, второй вход является первой

BXOPHOH IIIHHOH H BbIXOPHOH IHHHOHg BbI 30 ход подключен к второму входу аналогового блока сравнения, второй вход первого элемента M объединен с первым входом второго элемента И и соединен с прямым выходом первого триг- 35 гера, второй вхоц второго элемента

И подключен к выходу генератора импульсов, а выход соединен с третьим входом первого элемента И и входом первого счетчика, выход которого 40 соединен с первым входом второго счетчика, входом третьего счетчика, первыми входами третьего и четвертого элементов И, первым управляющим входом арифметического блока, входом элемента задержки, первым входом элемента ИЛИ-НЕ, вторые входы которого объединены с входами постоянного запоминающего устройства и соединены с первыми выходами четвертого счетчика, первый вход которого подключен к выходу первого элемента

И, второй вход — к выходу элемента задержки, а второй выход соединен с . входом установки в единицу второго триггера, прямой выход которого подключен к первому входу пятого элемента И и второму входу третьего элемента И, выход которого через пятый счетчик соединен с первыми информационными входами арифметического блока, выход элемента ИЛИ-НЕ подключен к входу установки в единицу третьего триггера, инверсный выход которого соединен с входом одновибратора и управляющим входом аналогового коммутатора, выход которого подключен к первому входу образцового цифроаналогового преобразователя, вторые входы которого соединены с выходами второго счетчика, второй вход которого подключен к выходу одновибратора, прямой выход третьего триггера соединен с вторыми входами пятого и четвертого элементов И, выход последнего из которых через шестой счетчик соединен с вторыми информационными входами арифметического блока, третьи информационные входы — с выходами третьего счетчика, четвертые информационные входы — с выходами постоянного запоминающего устройства, а второй управляющий вход объединен с входом установки в ноль первого триггера и подключен к выходу пятого элемента И, вход установки в единицу первого триггера является шиной

Пуск", информационные входы аналогового коммутатора являются шинами опорного напряжения, а входы цифроаналогового преобразователя являются вторыми входными шинами.

1288909

mxo

Составитель И, Романова

Редактор О. Юрковецкая Техред Л.Сердокова Корректор Л. Пилипенко

Заказ 7823/38

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Clo

Хо

О

Ю бо

-Jg тираж 922 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 .