Устройство для измерения погрешности линейности цифро- аналогового преобразователя

Устройство для измерения погрешности линейности цифро- аналогового преобразователя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< >884123

Союз Советских

Социалистических

Республии (61 ) Д опол н и тел ьное к а вт. с вид-ву (22) Заявлено01.02.80 (2l) 2876517/18 21 с присоединением заявки № (23 ) П риоритет

Опубликовано 23.11.81. Бюллетень № 43

Дата опубликования описания 23,11.81 (53)M. Кл.

Н 03 К 13/02

Гооудоротееииый комитет

СССР по делом изобретеиий, и открытий (53) УДК 681.325 (088.8) Ю. Ф. Боровик, В. С, Данилов, В. A. Няпин и Г. М. Фогель (72) Авторы изобретения (7l) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОГРЕШНОСТИ

ЛИНЕЙНОСТИ БИФРОАНАЛОГОВОГО

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

Изобретение относится к импульсной и измерительной технике и предназначено для автоматической поверки цифроаналоговых преобразователей (IIAII).

Известно устройство для измерения по» грешности IIAII, основанное на методе

S сравнения выходных сигналов измеряемого и эталонного БАП, содержащее генератор счетных импульсов, два двоичных счетчика, выполняющих функцию задатчика кодов, эталонный БАП, блок сравнения кодов, элемент вычитания и усиления, выполняющий функцию сравнения, аналоговое запоминающее устройство и индикатор (11.

Недостатком этого устройства явля15 ются повышенные требования к точности установки уровней выходного сигнала эталонного IlAH,êîòîðàÿ для обеспечения необходимой точности измерений должна быть значительно выше, чем у измеряемого IIAH, что ограничивает точность измерения погрешности высокоразрядных БАП.

Известно также устройство для измерения погрешности цифроаналогового преоб разователя, содержащее генератор импуль- сов, счетчик, триггер, поверяемый цифроаналоговый преобразователь, генератор линейно нарастающего напряжения и компаратор, первый вход которого соединен с выходом генератора линейно нарастающего напряжения, а второй вход - с выходом поверяемого цифроаналогового преобразователя (2 j.

Недостатком известного устройства яв ляется ограниченная точность измерения погрешности линейности за счет смешения начального уровня выходной характеристики измеряемого БАП.

Бель изобретения - повышение точности измерения погрешности линейности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, для измерения погрешности линейности цифроаналогового преобразователя, содержащее генератор импульсов, счетчик, триггер, поверяемый цифроаналоговый преобразователь, генератор линейно нарастающего сигнала и компаратор, первый вход которого соединен с выходом

8841 23 генератора линейно нарастающего сигнала, а второй вход - с выходом поверяемого цифроаналогового преобразователя, введены датчик кодов, блок элементов И, индикатор, элемент И и арифметическое уст ройство, первый вход которого соединен с выходом датчика кодов и первым входом блока элементов И, второй вход подключен к выходу счетчика, выход арифметического устройства соединен с входом !О индикатора, второй вход блока элементов

И подключен к выходу триггера и первому входу элемента И, выход блока элементов И соединен с входом поверяемого цифроаналогового преобразователя, вход триггера подключен к выходу компарато ра, второй вход элемента И соединен с выходом генератора импульсов, выход элемента И подключен к входу счетчика.

На чертеже приведена структурная схема устройства.

Устройство состоит из датчика 1 кодов,компаратора 2, поверяемого LIAII 3, генератора 4 импульсов, счетчика 5, индикатора 6, генератора 7 линейно нарас» тающего сигнала, блока 8 элемента И, элемента И 9, триггера 10 и арифметического устройства 11. Кодовые выходы датчика 1 кодов соединены с первыми входами блока 8 эле ментов И.и первыми входами арифметического устройства 11, первый вход компаратора 2 соединен с выходом поверяемого ЦАП 3, второй входс выходом генератора 7 линейно нарастающего сигнала, а выход - с входом триггера 10, входы поверяемого ПАП 3 соедиЭ5 иены с выходами блока 8 элементов И, выход генератора 4 импульсов соединен с первым входом элемента И 9, вход счетчика 5 соединен с выходом элемен

40 та И 9, а кодовые выходы - с вторыми входами арифметического устройства 11, вход индикатора 6 соединен с выходом арифметического устройства 11, а вторые входы блока 8 элементов И соединены с прямым выходом триггера 10 и вторым

45 входом элемента И 9.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии на выходе датчика 1 кодов формируется код N „„ соот50 ветствуюший полной шкале измеряемого

UAII 3. Триггер 10 находится в выключенном состоянии и сигналом "0 с своего прямого выхода запрещает прохождение импульсов счета от генератора импульсов 55

4 через элемент И 9 на вход счетчика 5 и подачу кода через блок 8 элемента И на поверяемый ПАП 3. На вход поверяемо.го UAII 3 поступает код No соответствующий нулю его шкалы, а на первый вход аналогового компаратора 2 поступает сигнал "0" с выхода поверяемого Е(АП 3. На второй вход компаратора 2 с выхода генератора 7 нарастающего сигнала поступает начальный уровень, который по величине меньше сигнала "0" с выхода поверяемого HAIL 3.

Процесс измерения погрешности линей ности поверяемого UAfl 3 состоит из 4+% тактов, из которых в первом такте производится определение величины младшего значащего разряда (МЗР) его шкалы, а в последующих - определение погрешности нелинейности в заданных Уп точках.

В первом такте работы устройства производится запуск генератора 7, с выхода которого нарастающее напряжение поступает на второй вход компаратора. B момент достижения этим сигналом начального уровня выходного напряжения поверяемого UAII 3 аналоговый компаратор 2 срабатывает и включает триггер 10, который сигналом "1" со своего прямого выхода через блок 8 элементов И разрешает подачу кода Я„на входы поверяемого ЦАП 3, при этом сигнал, соответствующий коду М с выхода поверяемого

UAII 3 поступает на первый вход компаратора 2, который возвращается в исходное состояние. Одновременно триггер

10 разрешает прохождение импульсов счета от генератора 4 через элемент И 9 на счетчик 5.

По достижении нарастающим напряжением с выхода генератора 7 линейно нарастающего сигнала уровня нового опорного сигнала компаратора 2, соответствующего сигналу полной шкалы измеряемого ЦАП 3, компаратор 2 срабатывает вторично и выключает триггер 10, который запрещает дальнейшее прохождение импуль-. сов счета от генератора 4 через элемент И .9 на счетчик 5 и подачу кода

N „íà входы поверяемого КАП 3, после чего генератор 7 линейно нарастающего сигнала возвращается в исходное состояние. Таким образом, в счетчике 5 оказывается записанным количество импульсов, пропорциональное разности максимального выходного напряжения сиг нала (полной шкалы) и минимального выходного напряжения (сигнала "0") поверяемого ЦАП 3.

При этом устраняется впияние начального выходного сигнала "0" поверяемого ЦАП

3 на точность измерения погрешности линейности. Записанное и счетчике 5 количество импульсов B видг кода поступает

884123 на вторые входы арифмотн l . cêÎÃÎ устрой» ства 11, где производится вычисление веса единицы МЗР шкалы измеряемого ЦАП в единицах счетных импульсов

0nm м М< о) \Ю

40 где у — количество импульсов счета, за I писанное в счетчик 5 на 1 -ом такте.

Значение И„„записывается в опера(МО) тивную память арифметического устройства 11, после чего производится вычисление значения погрешности линейности в

1 -ой точке шкалы измеряемого 0АП 3. «М . (О),„C)O)

М 1,ИЪМ

so где Я - десятичный код заданной .на

1 -ом такте точки шкалы поаеряемого ЦАП 3.

Результат вычисления значения подает- ся на индикатор 6.

Измерение заканчивается после определения значения погрешности линейности где И„количество импульсов счета, записанное в счетчике 5 на первом такте; (10)

Я - десятичный код полной шкалы пап измеряемого 11АП 3.

По окончании вычислений счетчик 5 обнуляется, а значение Им р записывается . в оперативную память арифметического устройства 11.

В последующих тактах работы устройства на выходе датчика 1 кодов формиру ется код й1 соответствующий заданной для данного такта точке шкалы преобразования измеряемого ЦАП 3. Работа устройства происходит аналогично первому такту и отличается лишь производимыми вычислениями, 2s

В конце каждого такта в счетчике 5 оказывается записанным количество им-. пульсов И1 пропорциональное разности выходного сигнала заданной для 4 -ro такта точки шкалы и выходного сигнала Зп нуля измеряемого ЦАП 3. По окончании преобразования выходного сигнала поверяемого UAII 3 в количество импульсов }ч„в арифметическом устройстве l l производится вычисление измеренного значения . десятичного кода в g --й точке шкалы измеряемого UAII 3 во всех заданных точках его диапазона.

Точность измерения погрешности линейности определяется в основном точностью выполнения условия линейности генератора 7 нарастающего сигнала в диапазоне значений выходного сигнала поверяемого

НАП, при этом наклон его характеристики выбирается таким, чтобы количество счетных импульсов от генератора 4 импульсов, приходящееся на единицу М3Р измеряемого UAII 3, при преобразовании достаточно велико для исключения влияния дискретности квантования времени преобразования единицы МЗР на точность определения Мпщ и И Генератор 4 импульсов должен обеспечивать стабильность периода счетных импульсов на протяжении цикла измерения.

Ф ормупа изобретения

Устройство для измерения погрешности линейности цифроанапогового преобразователя, содержащее генератор импульсов, счетчик, триггер, поверяемый цифроаналоговый преобразователь, генератор линейно нарастающего сигнала и компаратор, первый вход которого соединен с выходом генератора линейно нарастающего сигнала, а второй вход - с выходом поверяемого цифроаналогового преобразоватепя, о т— л и ч а ю ш е е с я тем, что с целью повышения точности измерения погрешности линейности, в него введены датчик кодов, блок элементов И, индикатор, элемент И и арифметическое устройство, первый вход которого соединен с выходом датчика кодов и первым входом блока элементов И, второй вход подключен к выходу .счетчика, выход арифметического устройства соединен с входом индикатора, второй вход блока элементов И подключен к выходу триггера и первому входу эле- . мента И, выход блока элементов И соединен с входом поверяемого цифроаналогового преобразоватедя, вход триггера:подклею» чен к выходу компаратора, второй вход элемента И соединен с выходом генератора импульсов, выход элемента И подключен к входу счетчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

% 600719, кл. Н 03 К 13/02, 01. 07. 74.

2, Авторское свидетельство СССР по заявке N 2801093/18-21, 23.07,79

884123

Составитель А, Симагин

Редактор Н, Джуган Техред A. Ач

Корректор О, Билак

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 10255/85 Тираж 991 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушская наб., д. 4/5