Устройство для измерения функции распределения случайной погрешности аналого-цифровых преобразоваелей

Устройство для измерения функции распределения случайной погрешности аналого-цифровых преобразоваелей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

Союз Соаетскмх

Соцналистическнх

Республик ф( ф, К АВТОРСКОМУ СВМ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву М 683015 (22) Заявлено 18. 12. 79 (21) 2854542/18-21 р )м. кл. с присоединением заявки ¹â€”

Н 03 К 13/02

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 15.0981. Бюллетень Ио 34

Дата опубликования описания 15.0981 (53) УДК 681. 325 (088. 8) (72) Авторы изобретения

С.Б.Кутыркин, В.В.Регеда, Г.П.Шлыко и В.М.Шляндин

Пензенский политехнический институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО,ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ФУНКЦИИ

РАСПРЕДЕЛЕНИЯ СЛУЧАЙНОЙ ПОГРЕШНОСТИ

АНАЛОГО-ЦИФРОВЫХ „ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для экспериментальных исследований и контроля точности цифровых вольтметровеи аналого-цифровых преобразователей напряжения (АЦП). ,.По основному авт.св. 9 683015 известно устройство для измерения функций распределения случайной погрешности: АЦП, содержащее источник образцового напряжения, соединенный через узел сложения напряжений со входом. контролируемого АЦП, выход которого соединен со входом, элемента сравнения кодов, другой вход которого соединен с клеммой опорного кода, а выходы соединены соответственно прямой - с входом коммутатора и вычитающим входом реверсивного счетчика, инверсный — с суммирующим входом реверсивного счетчика, выход котороro соединен с входом сумматора, второй вход которого подключен к выходу счетчика и управляющему входу коммутатора, выходы последнего соединены с соответст= вующими входами блока памяти, а выхрд сумматора через преобразователь код-напряжение соединен с вторым входом узла сложения напряжений, управляемый генератор, выход которого подключен к входу "Запуск" контролируе- . мого АЦП и к входу счетчика, выход переполнения которого подключен к входу пересчетного блока, а выход последнего соединен с входом "Стоп" управляемого генератора (1).

Недостаток устройства заключается в том., что при наличии вариации (гистерезиса) в показаниях контролируемого АЦП, если последний следящего типа, это явление не будет замечено, что в конечном итоге приведет к возникновению значительной погрешности в измерении функции распределения инструментальной погрешности АЦП.

Целью изобретения является повышение точности измерения функции распределения случайной погрешности сле.дящих АЦП.

Цель достигается тем, что в устройство для измерения функции распределения случайной погрешности аналого-цифровых преобразователей введен триггер, а счетчик выполнен реверсивным, суммирующий и вычитающий входы которого соединены соответственно с- прямым и инверсным выходами триггера, а выход переполнения подключен к счетному входу триггезо

864550

Такое устройство позволяет измерить функцию распределения погрешности АЦП при наличии вариации с меньшей погрешностью.

На фиг.1 приведена функциональная схема устройства, на фиг.2 диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство содержит источник 1 образцового напряжения, соединенный через узел 2 сложения напряжений с входом контролируемого АЦП 3, выход которого подключен к входу элемента

4 сравнения кодов, а втерой вход последнего соединен с клеммой опорного кода. Прямой выход элемента 4 сравнения кодов подключен к входу коммутатора 5, выходы которого соединены с соответствующими входами блока б памяти, и с вычитающим входом реверсивного счетчика 7. Инверсный выход элемента 4 сравнения кодов подключен к суммирующему входу реверсив- 20 ного счетчика 7, выход которого последовательно через сумматор 8 и преобразователь 9 код-напряжение соединен с вторым входом узла 2 сложения напряжений. Кроме того, уст- g5 ройство содержит управляемый генератор 10, выход которого подключен к входу "Запуск" контролируемого АЦП 3 и к счетному входу второго реверсивного счетчика 11, выход переполнения которого соединен с входами пересчетного блока 12 и триггера 13. Выход второго реверсивного счетчика 11 соединен с вторым входом сумматора 8 и управляющим входом коммутатора 5, а выход пересчетного блока 12 подключен к .входу "Стоп" управляемого генератора 10. Прямой и инверсный выходы триггера 13 соответственно соединены с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика 11. 40

Устройство работает следующим образом.

С выхода источника 1 образцового напряжения через узел 2 сложений напряжений на вход контролируемого

АЦП 3 подается напряжение, соответствующее номинальному значению границы между й-ым и й+1-ым квантами.

По сигналу "Пуск" начинает работать управляемый генератор 10, который g0 осуществляет запуск АЦП 3. В силу наличия случайной погрешности на выходе АЦП 3 появляются коды, соотверствующие й-ому или й+1-ому квантам. Элемент 4 сравнения кодов сравнивает код, поступающий с ЯЩП с опор- 5 ным кодом И+1, и выдает на своем прямом выходе сигнал логической единицы в случае совпадения кодов и сигнал логического нуля — в противном случае. 60

Далее сигнал с выхода элемента 4 сравнения кодов одновременно поступает на коммутатор 5, где используется для построения функции распределения, и на вход реверсивного счетчика 7, где используется для определения текущих значений математического ожидания. Если среднее значение напряжения на выходе MIII 3, равное номинальному значению границы между N-ым и

N+1-ым квантами, не соответствует действительному значению границы, то вероятности появления кодов N-ого и

N+1-îãî квантов не равны между собой, что вызывает преобладание счетных сигналов либо на суммирующем, либо на вычитающем входах реверсивного счетчика 7. В счетчике накапливаются либо положительный, либо отрицательный коды, старшие разряды которого через сумматор 8 управляют работой преобразователя 9 код — напряжение.

Напряжение с выхода преобразователя

9 код — напряжение суммируется узлом

2 сложения напряжений с сигналом источника 1 образцового напряжения таким образом, чтобы вероятность появления кодов й-ого и й+1-ого стала бы одинаковой.

Одновременно с этим, каждый импульс с выхода управляемого генератора 10 поступает на счетный вход реверсивного счетчика 11. Так как первоначально триггер 13 находится в единичном состоянии, то импульсы суммируются в реверсивном-счетчике

11. Его код суммируется с кодом реверсивного счетчика 7, и сумма поступает на вход преобразователя 9 код напряжение. С выхода преобразователя 9 поступает напряжение, равное сумме текущего значения математического ожидания и ступенчатого напряжения развертки. Напряжение на входе

АЦП 3 равно сумме напряжения с выхода источнйка образцового напряжения 1, напряжения равного текущему значению оценки математического ожидания инструментальной-погрешности и ступенчатого напряжения уровней анализа (фиг.2}. После переполнения реверсивного счетчика в момент времени t триггер 13 изменит свое состояние и импульсы в счетчике 11 вычитаются, т.е. напряжение развертки уменьшается, Необходимое число подобных циклов определяется емкостью пересчетного блока 12.

Таким образом уровни анализа, задаваемые симметрично относительно математического ожидания инструментальной погрешности в каждом цикле, как возрастают, так и убывают, это позволяет учесть явление гистерезиса при поСтроении функции инструментальной погрешности.

Формула изобретения

Устройство для измерения функции . распределения случайной погрешности аналого-цифровых преобразователей по авт.св. Р 683015, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введен триггер, а счетчик выполнен реверси8.64550

Риз.l

ВНИИПИ Заказ 7831/85 Тираж 991 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 вным, суммирующий и вычитающий входы которого соединены соответственно с прямым и инверсным выходами триггера, а выход переполнения подключен к счетному входу триггера.

Источники информации, принятые во внимание при экспсртиэе 1. Авторское свиде-сльство СССР

9 683015, кл. Н 03 K 13/02, 1976 (прототип).