Способ коррекции погрешностей аналого-цифрового преобразователя

Способ коррекции погрешностей аналого-цифрового преобразователя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для метрологического обеспечения прецизионных цифровых информационно-измерительных систем и комплексов, использующих преобразование аналоговых сигналов в цифровой код, которые предусматривают исключение влияния на результат измерения погрешности нелинейности и погрешностей, связанных с изменением параметров функции преобразования измерительного устройства. Цель изобретения - повышение быстродействия. Поставленная цель достигается тем, что в способе коррекции погрешностей аналого-цифрового преобразования, включающем прямое преобразование исходного сигнала, обратное и прямое преобразование промежуточных сигналов с корректировкой их в процессе преобразования на величину образцового сигнала, а также осуществляют обратное преобразование результата прямого преобразования исходного сигнала, последующее прямое преобразование полученного сигнала, затем суммирование полученного сигнала с образцовым сигналом и прямое преобразование полученной суммы сигналов, после чего первый скорректированный результат преобразования исходного сигнала определяют по формулеX =КY!j-Y2(Y1-Y2 +Y^-Y2 КYl)где YI - результат аналого-цифрового преобразования исходного сигнала; Ya - результат аналого-цифрового преобразования значения цифроаналогового преобразования величины YI; Y2 - результат аналогоцифрового преобразования суммы значения цифроаналогового преобразования величины YI и значения К; К - величина образцового сигнала, затем осуществляют прямое преобразование полученного скорректированного результата, а также суммирование полученного результата с образцовым сигналом и прямое преобразование суммы этих сигналов, после чего вычисляют следующий скорректированный результат преобразования исходного сигнала по указанной формуле, в которой Y2 - результат аналого-цифрового преобразования предыдущей скорректированной величины; Y2 - результат аналого-цифрового преобразования суммы значений предыдущей скорректированной величины и образцового сигнала, и так далее до получения результата преобразования исходного сигнала с заданной точностью. 2 ил.^^ 00о00>&

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (Ф Ц (я)з Н 03 M 1/10

ГОСУДАРСТВЕННО КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4728683/24 (22) 08.08.89 (46) 23.02.92. Бюл. t4 7 (71) Уфимский авиационный институт и м. Серго Орджоникидзе (72) А.В,Шаронов, О.М.Мугаллимова, Ф.А.Шаймарданов и Л,П.Андрианова (53) 681.325 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 984030, кл. Н 03 М 1/06, 1982.

Алиев Т.М. и др. Автоматическая коррекция погрешностей цифровых измерительных приборов. — М.: Энергия, 1975, с.

66-67. (54) СПОСОБ КОРРЕКЦИИ ПОГРЕШНОСТЕЙ АНАЛОГО-ЦИФРОВОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для метрологического обеспечения прецизионных цифровых информационно-измерительных систем и комплексов, использующих преобразование аналоговых сигналов в цифровой код, которые предусматривают исключение влияния на результат измерения погрешности нелинейности и погрешностей, связанных с изменением параметров функции преобразования измерительного устройства. Цель изобретения - повышение быстродействия. Поставленная цель достигается тем, что в способе коррекции погрешностей аналого-цифрового преобразования, включающем прямое преобразование исходного сигнала, обратное и прямое преобразование промежуточных сигналов с корректировкой их в процессе преобразования на величину образцового сигнала, а также оеуществляют обратное преобразование результата прямого преобразования исходного сигнала, последующее прямое преобразование полученного сигнала, затем суммирование полученного сигнала с образцовым сигналом и прямое преобразование полученной суммы сигналов, после чего первый скорректированный результат преобразования исходного сигнала определяют по формуле х—

К (У1 — Уг +

Уг — Уг

Y1) / 6 — Уг

К где У1 — результат аналого-цифрового преобразования исходного сигнала; Уг — результат аналого-цифрового преобразования значения цифроаналогового преобразования величины У1; Уг — результат аналогоцифрового преобразования суммы значения цифроаналогового преобразования величины У1 и значения К; К вЂ” величина образцового сигнала, затем осуществляют прямое преобразование полученного скорректированного результата, а также суммирование полученного результата с образцовым сигналом и прямое преобразование суммы этих сигналов, после чего вычисляют следующий скорректированный результат преобразования исходного сигнала по укаэанной формуле, в которой Уг— результат аналого-цифрового преобразования предыдущей скорректированной величины; Уг — результат аналого-цифрового преобразования суммы значений предыдущей скорректированной величины и образцового сигнала, и так далее до получения результата преобразования исходного сигнала с заданной точностью. 2 ил.

1714808

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для метрологического обеспечения прецизионных цифровых информационно-измерительных систем и комплексов, использующих преобразование аналоговых сигналов в цифровой код, которые предусматривают исключение влияния на результат измерения погрешности нелинейности и погрешностей, связанных с изменением параметров функции преобразования измерительного устройства, Целью изобретения является повышение быстродействия, На фиг.1 приведена блок-схема устройсгва, реализующего предлагаемый способ коррекции погрешностей аналого-цифровоto преобразования; на фиг.2 — иллюстрация предлагаемого способа коррекции погреш. ностей аналого-цифрового преобразования.

Устройство, реализующее способ. содержит управляющий вычислительный комплекс с оперативным запоминающим устройством (YE(A), магистраль 2 типа "общая шина", аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 3, входной коммутатор 4 аналоговых сигналов, сумматор 5 аналоговых сигналов, задатчик 6 аналогового образцового сигнала, точный цифроаналоговый преобразователь (ЦАП)

7, сточник 8 измеряемого сигнала. Управление измерительными преобразователями 3 — 7 осуществляется от УВК 1 через магистраль 2, обмен информацией между

УБК1 и измерительными преобразователями 3 и 7 также осуществляется через магистраль 2.

Сущность способа заключается в следующем.

Первоначально производят аналогоцифровое преобразование исходного сигнала хнст, в результате чего получают выходной код у1, который путем цифроаналогового преобразования, полагаемого идеальным, преобразуют в аналоговый сигнал.

Оа = F (y1) у1. ЗатЕМ ПОЛуЧЕННЫй СИГНаЛ

-1 каталан суммируют с образцовым сигналом

К и осуществляют аналого-цифровое преобразование сигналов Оаталон и (0зталон + К) с получением выходных сигналов соответственно у2 и у2 . Первый скорректированный результат находится на пересечении линии решений у = у1 и прямой (ВВ ). Уравнение прямой, проходящей через две точки В (х1, I у1) v В (x2, у2), имеет вид

5 Учитывая, что х2 — х1 - Е, х1 = у1, для первого скорректированного результата имеем

Полученный результат, а также сумма

15 (x«p+ Е) вновь подвергаются аналого-цифровому преобразованию, в итоге которого получаются выходные сигналы уз и уз соответственно. Второй скорректированный результат ищется на пересечении линии

20 решений у - у1 и прямой (DD ).

По аналогии с (3) имеем

Е (Ъь Мз Ч Ч E «(4)

Для и-го скорректированного результата

Гдв уп+1, уп+1 - рЕзуЛЬтатЫ аНаЛОГО-цИфрОВО35 го преобразования (n-1)-го скорректированного результата хкор и суммы (хкор + К) и-1 и-1 соответственно, Очевидно, что при достаточно малом значении Е предлагаемый способ реализует

40 метод Ньютона. Погрешность нахождения истинного значения преобразуемой величины хнст, не превышает в и-м такте полуразности двух последних скорректированных результатов

45 хко õî

n n — 1 п

2 и может быть сведена к сколь угодно малой величине за конечное число тактов. На практике в подавляющем большинстве случаев удовлетворительная точность достигается на 3-5-м шаге коррекции результата преобразования.

Укаэанная в предлагаемом решении совокупность признаков является новой.

Устройство, реализующее предлагаемый способ, работает следующим образом.

1714808

В конце каждого цикла, начиная с второго, УВК 1 производит проверку точности результата согласно выражению (6), и в случае достижения требуемой точности YBK 1 прекращает итеративную процедуру и выдает последний скорректированный результат х ор" в качестве окончательного.

Для пояснения фиг.2, иллюстрирующей предлагаемый способ, укажем, что прямые (BB ), (D0 ), (GG )-это секущие реальной функции преобразования, точки С, Е, Н вЂ” это соответственно точки пересечения этих секущих с линией решения у = у1, абсциссы которых xgpp, х ор и хкор представляют

1 2 Э собой последовательность скорректированных результатов преобразования сигнала хист. Точка А(хинт и у1) отображает истинное аналого-цифровое преобразование, 40

50

В 1ервом цикле измерений исходная аналоговая величина хист от источника 8 через коммутатор 4 подается на вход АЦП 3, который производит цифровое измерение исходной аналоговой величины хист и выда- . 5 ет в магистраль 2 код результата у1, который запоминается в ОЗУ УВК 1, а также поступает на вход ЦАП 7, который осуществляет обратное преобразование поступившего кода в аналоговый сигнал U np, Этот сиг- 10 нал поступает на вход сумматора 5, где суммируется с аналоговым образцовым сигналом К, генерируемым задатчиком 6.

Затем на вход АЦП 3 через коммутатор 4 поочередно подаются сигналы Осталов с вы- 15 хода ЦАП 7 и (Оэталон+ К) с выхода сумматора 5, результаты преобразований которых у2 и yz через магистраль 2 поступают в УВК

1, где происходит вычисление первого скорректированного результата измерений в 20 цифровой форме х ор по выражению(5). На этом первый цикл, измерений заканчивается, Второй, а также все последующие циклы измерений производятся аналогично 25 первому с той лишь разницей, что на вход

ЦАП 7 поступает сигнал xgppп ", полученный в предыдущем цикле, Формула изобретения

Способ коррекции погрешностей аналого-цифрового преобразования, заключающийся в формировании кода, пропорционального входному аналоговому сигналу, с последующим его запоминанием, осуществлении и-циклов коррекции, в первом из которых формируют первый промежуточный аналоговый сигнал, пропорциональный запомненному коду, с последующим формированием кода, пропорционального первому промежуточному аналоговому сигналу, и его запоминанием. вычиСляют скорректированный код по кодам, пропорциональным входному аналоговому сигналу и первому промежуточному аналоговому сигналу, запоминают его u сравнивают скорректированный код с наперед заданным кодом. в случае превышения последнего над скорректированным кодом формируют выходной код, равный скорректированному коду, в противном случае, осуществляют последующий цикл коррекции, в котором первый промежуточный аналоговый сигнал формируют пропорциональным запомненному в предыдущем цикле коррекции скорректированному коду, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения быстродействия, после формирования первого промежуточного аналогового сигнала формируют второй промежуточный аналоговый сигнал путем добавления к первому промежуточному аналоговому сигналу образцового сигнала с последующим формированием кода, пропорционального второму промежуточному аналоговому сигналу, а скорректированный код вычисляют по формуле (У1 У2+ K . У1) к Й вЂ” и.

Yi У2 где y> — код, пропорциональный входному аналоговому сигналу;

yz — код, пропорциональный первому промежуточному аналоговому сигналу; уг" — код, пропорциональный второму промежуточному аналоговому сигналу;

К вЂ” код величины образцового сигнала; х — скорректированный код.

1714808