Устройство для контроля цифроаналогового преобразователя

Устройство для контроля цифроаналогового преобразователя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к автоматике и измерительной технике и может быть использовано для контроля цифроаналоговых преобразователей. Цель изобретения - повышение точности контроля. Устройство для контроля цифроаналогового преобразователя содержит двоичный счетчик 1, индикатор 2, генератор 3 пилообразного напряжения , задающий генератор 4, блок 5 сравнения аналоговых сигналов, аналоговьш сумматор 6 и цифроаналоговьй преобразователь 7. Введение в устройство одноразрядного цифроаналогового преобразователя 7 и аналогового сумматора 6 с соответствующими связями позволяет повысить точность контроля линейности цифроаналоговых преобразователей. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИОТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ÄÄSUÄÄ 14102?8 А1 (5D48 ОЗ.М 1 66

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ю

М 3

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4032808/24-24 (22) 04.03.86 (46) 1$.07.88. Бюл. Р 26 (72) Б.А.Беланков (53) 581. 325 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 600?19, кл. Н 03 M 1/66, 1974.

Авторское свидетельство СССР

В 919075, кл. Н 03 М 1/66, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ. КОНТРОЛЯ ЦИФРОАНАЛОГОВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к автоматике и измерительной технике и может быть использовано для контроля цифроаналоговых преобразователей. Цель изобретения — повышение точности контроля. Устройство для контроля цифроаналогового преобразователя содержит двоичный счетчик 1, индикатор

2, генератор 3 пилообразного напряжения, задающий генератор 4, блок 5 сравнения аналоговых сигналов, аналоговый сумматор 6 и цифроаналоговый преобразователь 7. Введение в устройство одноразрядного цифроаналогового преобразователя 7 и аналогового сумматора 6 с соответствующими связями позволяет повысить точность контроля линейности цифроаналоговых преобразователей. 2 ил.

1 >1 0278

Изобретение относится к автоматике и измерительной технике и предназначено для контроля цифроаналоговых преобразователей как при производстlee, так и в процессе эксплуатации.

Цель из обре те ни я — повыше ние точности контроля цифроаналогового преобразователя ЦАП. путем обеспечения регистрации отклонения линейности характеристики меньших, чем наименьший шаг преобразования.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2— временные диаграммы, поясняющие ра- 15 боту устройства.

Устройство для контроля ЦАП (фиг. I содержит двоичный счетчик i индикатор 2, генератор 3 пилообразного напряжения, задающий генератор (, 20 блок 5 сравнения аналоговых сигналов, аналоговый сум((атор 6 и одноразрядный цифроаналоговый преобразователь!7.

Устройство работает следующим образом. 25

Контролируемый ЦАП 8 преобразует выходные сигналы (кроме младшего разряда) двоичного счетчика 1 в аналоговый сигнал, поступающий на второй вход аналогового сумматора 6, на вы- 30 ходе которого формируется сигнал 10 (фиг. 2), представляющий собой сумму ,сигнала 11 на выводе контролируемого

ЦАП 8 и сигнала 12 на выходе генератора 3 пилообразного напряжения

ГПН с коэффициентами суммирования

К и К(соответственно. Изменяя амплитуду сигнала 10 при изменении сигнала 1 1 на выходе контролируемого ЦАП 8 вследствие увеличения содеряжмого двоичного счетчика 1 на единицу не превь((ает величины Кg dnp где — минимальный шаг преобразопр вания контролируемого ЦАП 8. Указанное условие выполняется, если при совпадении направления изменения сигнала на выходе ГПН 3 с направлением изменения сигнала контролируемого ЦАП 8 при переключении двоичного счетчика 1 коэффициенты К(и К

50 противоположны по знаку (т.е. происходит вычитание сигналов), а при несовпадении — коэффициенты К„ и К> совпадают по знаку (т.е. происходит суммирование сигналов). Диапазон изменения сигнала на выходе аналогового сумматора 6 при максимальном и минимальном уровнях сигнала на выходе ГПН 3 перекрывает диапазон из-менения того же сигнала (на выходе аналогового сумматора 6) эа счет изменения сигнала на выходе контролируемого ЦАП 8. Указанное соответствует тому, что в общем случае коэффициенть(K и К 2 posr b(удав((етво рять условиям:

К1 мин Г((и К7Пм («и4П

К(Пммкс (пи> КгПмин цдп

p((((гпи Чниицщ Чещс (пи Uea c цд(( минимальные и максимальные значения уровней напряжения выходных сигналов контролируемого ЦАП 8 и ГПН 3, причем эти условия должны выполняться при всех возможных в процессе работы устройства изменениях сигналов на выходах контролируемого ЦАП 8 и ГПН 3, возникающих вследствие температурного и временного дрейфа, чем и обеспечивается независимость результатов контроля от изменения нулевого уровня на выходе контролируемого ЦАП 8.

На фиг. 2 приведены временные диаграммы работы устройства ёри К(= K =

1. С выхода аналогового сумматора 6 сигнал 10 поступает на первый вход блока 5 сравнения аналоговых сигналов, на второй вход которого поступает сигнал 9 с выхода одноразрядного ЦАП ". Уровни U< и OZ сигнала 9 удовлетворяют условиям. K„U,,((гпту+

+ KgUe acö(ï U„° U, C K,U««<((((+

+ K UìинцАп, т.е, уРовни сигнала 9 должны находиться внутри диапазона изменения сигнала 10.

Кроме того, Е (U -П„(Е + К Л р где Š— напряжение порога срабатывания блока 5 сравнения аналоговых

t сигналов. Блок 5 сравнения аналоговых сигналов может быть реализован на двух кампараторах, источнике опорного напряжения Е и элементе ЗИКогда напряжение сигнала 10 будет находиться между уровнями У и П + Е, то в момент поступления на вход стробирования блока 5 сравнения аналоговых сигналов импульса сигнала 14 с выхода задающего генератора Й (момент t„)((a выходе блока 5 сравнения аналоговых сигналов формируется импульс сигнала 15, переключающий младший разряд двоичного счетчика 1, выходной сигнал 16 которого переключает передним фронтом следующий разг

Ряд двоичнага счетчика 1, и сигнал

10 изменяется на величину К и по .

Одновременно одноразрядный Ц. П 7, Устройство для контроля цифроаналогового преобразователя, содержащее двоичный счетчик, выходы которого, кроме выхода младшего разряда, являются выходной шиной, генератор пилообразного напряжения, выход которого подключен к первому входу индикатора, второй вход которого сое1 динен с выходом старшего разряда двоичного счетчика, счетный вход которого подключен к выходу блока сравнения аналоговых. сигналов, вход стробирования которого соединен с выходом задающего генератора, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля, в него введены одноразрядный цифро". аналоговый преобразователь и аналоговый сумматор, первый вход которого является входной шиной, второй вход соединен с выходом генератора пило3 141027 управляемый выходным сигналом младшего разряда двоичного счетчика 1, измеряет сигнал 9 на своем выходе до уровня Б, . Если уровень сигнала

10 после момента t находится между уровнями Б„ и U + Е, то в момент t прихода следующего импульса сигнала

14 младший разряд двоичного счетчика1 переключится и уровень сигнала 10

9 снова примет значение U<.Чтобы указанное переключение было возможным, необходимо,:чтобы уровень сигнала 10 в момент t превышал уровень

U, сигнала 9, из чего следует усло. — 15 вие для скорости изменения сигнала

12 на выходе ГПН 3:

2АПщи К /Т С E + К дар-(Uq Ul) где Т вЂ” период сигнала 14;

40 д — величина изменения сигнала 20

12 за время Т .

Уровень U< поддерживается на выходе одноразрядного ЦАП 7 до момента t, затем процесс повторяется.

Если в момент t1 уровень сигнала 10 будет меньше Б (сигнал 17), то напряжение Б„ на выходе одноразрядного

ЦАП 7 не изменяется (сигнал 13) и переключения двоичного счетчика 1 прекращаются на период Т сигнала 12 30 на выходе ГПН 3. Таким образом, в процессе работы устройство производит сравнение всех шагов сигнала 10 (которые соответствуют шагам сигнала 11 на выходе контролируемого ЦАП 8) З5 с уровнем U„ сигнала 9, т.е. осуществляет контроль характеристики

ЦАП 8. После того, как в течение одного периода Т сигнала 1 2 контролируемый ЦАП 8 безошибочно сформирует 40 все уровни выходного сигнала 11, двоичный счетчик 1 за счет переполнения перейдет в начальное состояние и в следующем периоде Т сигнала 12 цикл контроля повторяется. Равенство пери- д5 одов переключения старшего разряда двоичного счетчика 1 и сигнала 12 на выходе ГПН 3 регистрируется индикатором 2, что свидетельствует об отсутствии ошибок в формировании сиг- 50 нала контролируемым ЦАП 8. Если хотя бы один из уровней сигнала 11 сформирован с ошибкой, переключение двоичного счетчика 1 прекращается на время Т и период переключения старшего разряда двоичного счетчика 1 не совпадает с периодом сигнала на выходе ГПН 3, что регистрируется индикатором 2 и свидетельствует о наличии нарушений монотонности или линейности характеристики контролируемого ЦАП 8. Величина ошибки формирования одного из уровней сигнала 11 определяется превьппением сигналом 9 уровня сигнала 10 в момент t и удовлетворяет условию о 4

ГПИ

Е+(я -д )K+ — Л-К СЦ -V

0 g Т! 1 1

1 откуда Л 7 — — "„Е+К д — (U -U )+ ош K - 2 ар

4 "гпц

+ — — — -к1

Т!

Как видно из приведенного соотношения, величина ошибки формирования шага преобразования, регистрируемой в устройстве, не ограничена величиной шага преобразования как в прототипе, и может быть уменьшена при соответствующем выборе параметров элементов . B частности при Е +

+ К Д„ = U U точность устройства определяется только скоростью изменения сигнала 12 на выходе ГПН 3 и коэффициентами суммирования К1 и К в аналоговом сумматоре 6, т.е. не зависит от величины напряжения порога срабатывания Е в устройстве 5 сравнения аналоговый сигналов и величины шага преобразования 4д контролируемого ЦАП 8, чем обеспечивается повышение точности контроля.

Формула изобретения

0278 и

И и

Составитель Н. Капитанов

Техред Л. Сердюкова Корректор С.Черни

) едактор Н.Горват

Тираж 928 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5. аказ 3495/57

-! Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектна оектная 4!

5 141

< áðàçíîãî напряжения, а выход подклю eн к первому информационному входу лока сравнения аналоговых сигналов, торой информационный вход которого соединен с выходом одноразрядного цифроаналогового преобразователя, вход которого соединен с выходом младzего разряда двоичного счетчика.