Статистический анализатор инструментальной погрешности аналого-цифрового преобразователя

Статистический анализатор инструментальной погрешности аналого-цифрового преобразователя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(> 894864

Союз Советскик

Социалистичвсиии республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61} Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 08.05 80 (21) 2922649/18-21 с присоединением заявки ле-. (51)М. Кл.

Н 03 К 13/32

Гаоудвротееньй комитет

СССР во делам «зобретевнк и открытнй (23) П риоритет—

Опубликовано 30. 12. 81. Бюллетень р@ 48 (63) УДК 681 ° 325 (088. 8) Дата опубликования описания 30.12.81

С.Б.Кутыркин, В.В.Регеда, А.В.Темногрудов, В.С.Шиндов, (72) Авторы изобретения

Г. R. Шлыков и В.И. Шляндин

Пензенский политехнический институт (7l ) Заявитель (54) СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЙ

ПОГРЕШНОСТИ АНАЛОГО"ЦИФРОВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может использоваться для экспериментальных исследований и контроля инструментальной погрешности аналого-цифровых преобразователей и цифровых вольтметров постоянного тока.

Известно устройство для измерения автокорреляционной функции случайных. процессов, реализующее. знаковый метод с применением вспомогательных сигналов и содержащее.два компаратора, два источника вспомогательных сигналов, узел cosnaäåíèí знаков, арифметический блок 11.

Однако это устройство.не может быть применено для статистического анализа инструментальной погрешности аналого-цифровых преобразователей (АЦП).

Известен также, статистический анализатор инструментальной погрешности.

АЦП,, содержащий источник эталонного. напряжения,. блок суммирования напря2 жений, АЦП, блок сравнения кодов, коммутатор блок памяти, управляемый генератор, счетчик, пересчетный блок, реверсивный счетчик 1 2 ).

Однако известное устройство позволяет определять только значения интегральной функции. распределения ин" струментальной погрешности АЦП и не позволяет определять ее автокорреляционную функцию.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства.

Поставленная цель достигается тем, что s статистическом анализаторе, содержащем источник эталонного напряжения, выход которого подключен к первому входу. блока суммирования напряжения, ко второму входу которого подключен выход преобразователя коднапряжения, выход блока суммирова" ния напряжений соединен с входом контролируемого АЦП, выход которого соединен с .блоком сравнения кодов, второй вход которого соединен с

3 89 клеммой опорного кода, прямой выход блока сравнения кодов .соединен с первь1м входом. блока задержки, прямой и инверсный выходы блока сравнения кодов соединены соответственно с суммирующим и вычитающими.входами ревер-, сивного счетчика, выходы старших разрядов которого подключены к входу сумматора, выход сумматора подключен к входу преобразователя код-напряже-.. ние, выход управляемого генератора поДключен к входу управления контролируемага АЦП, к входу счетчика и к тактовому входу генератора случайной числовой последовательности, -выход переполнения счетчика соединенс тактовым входом алака задержки и входом пересчетнога блока, выход которого соединен с входом астанова управляемого генератора, выход блока задержки соединен с первым входом элемента И, выход счетчика соединен с управляющим входом распределителя, выходы которого соединены с соответствующими входами блока памяти, дополнительно введены управляемый инвертор, коммутатор, переключатель, конъюнктар, блок анализа кода, причем. выход элемента И соединен с вхо" дом управляемого инвертора, выход которого соединен с первым, входом переключателя, второй вход которого соединен с прямым выходом блока сравнения кодов, выход переключателя сае" динен с входом распределителя, выход . генератора случайной числовой последовательности соединен с входом коммутатора, выход которого соединен с; входом сумматора, выход счетчика соединен с. вторым входом коммутатора.и входом блока анализа кода, выход которого соединен с вторым входом элемента И и с первым входом конъюикта.ра, второй вход которого соединен с выходом генератора случайной числовой последовательности, выход коньюнктора соединен с управляющим ехо- дом управляемого инвертора.

Функциональная схема статистического анализатора инструментальной по" грешности аналого-цифрового преобразователя представлена на чертеже.

Устройство содержит источник 1 опорного напряжения, блок 2 суммиро" вания напряжений, АЦП 3, блок 4 сравнения кодов, управляемый инвертор 5, блок 6 задержки, элемент И 7, переключатель 8, .распределитель 9, блок 10 памяти, преобразователь 11 код-на4864... -4

,пряжение, сумматор 12, реверсивный . счетчик 13, коньюнктор 14, коммутатор 15, блок 16 анализа кода, генератор 1.7 случайной числовой последо-. вательности, управляемый генератор

18, сЧетчик 19, пересчетный блок 20.

Выход источника 1 опорного напряжения подключен к входу блока 2 суммирования напряжений, к другому входу которого подключен выход преобразователя 11 код-напряжение, выход блока 2 суммирования напряжений, сое" динен с входом контролируемого АЦП 3, выход которого соединен с блоком 4 сравнения кодов,. второй вход которога соединен с клеммой опорного кода, прямой выход блока 4 сравнения кодов соединен с входами блока 6 задержки и„(. Элемента И 7, прямой и инверсный выходы блока 4 сравнения кодов соединены соответственно с суммирующим и вычитающими входами реверсивного .счетчика 13, выходы старших разрядов которого подключены к входу

25 сумматора 12, выход сумматора 12 под" ключен к входу преобразователя 11 код-напряжение (ПКИ), выход управляемого генератора 18 подключен ко входу "Запуск"-контролируемого аналогоцифрового преобразователя 3, к входу счетчика 19 и тактовому входу генератора 17 случайной числовой последовательности, выход переполнения счетчика 19 соединен с тактовым входам блока 6 задержки и входам пересчетнаго блока 20, выход которого соединен с входом "Стоп" управляемого генератора 18, кроме тога,.выход блока 6 задержки соединен с входом элемейта

И 7, выход счетчика 19 соединен с

4О управляющим входом распределителя 9, выходы которого соединены с соответ-. ствующими входами блока 10 памяти, .вход управляемого инвертора 5 соединен с выходом элемента И 7, выход управляемого инвертора. 5 соединен с входом переключателя 8, другой вход которого соединен с прямым выходом блока 4 сравнения кодов,- выход переключателя 8 соединен с входом распре"

so делителя 9, выход генератора 17 случайной числовой последовательности соединен с входом коммутатора 15, выход которого соединен с входом сумматора 12,. выход счетчика 19 соединен с вторым входом коммутатора 15 и входом блока 16 анализа кода, выход которого соединен с управляющим входом элемента И 7 и с входом конь4864

89 соединен с управляющим входом управля5 юнктора 14, другой вход которого соединен с выходом "Признак" генератора случайной числовой последовательности 17, выход коньюнктора 14 емого инвертора 5.

Устройство работает в двух режимах: измерения значений ординат автокорреляционной функции и измерения значений ординат функции распределения.

В режиме измерения автокорреляционной функции на управляющие входы ком", мутатора 15 и переключателя 8 поступает сигнал.

Коммутатор 15 отключает от входа сумматора 12. выход счетчика 19 и подключает кодовый выход генератора случайной числовой последовательности.

Переключатель 8 отключает от входа распределителя 9 выход блока сравнения кодов 4 и подключает выход управляемого инвертора 5.

На вход АЦП 3 через блок суммирования напряжений 2 с выхода источника опорного напряжения 1 задается. калиброванное напряжение.

По сигналу "Пуск" управляемый генератор 18 начинает вырабатывать синхросигналы, запускающие АЦП 3 и генератор 17 случайной числовой.последовательности. Эти же синхросигналы подсчитываются счетчиком 19. На вход

АЦП 3 начинают поступать случайные уровни напряжений .вырабатываемых

ПКИ 11, управление которыми через сумматор 12 и коммутатор 15 осуществ" ляет генератор 17 случайной числовой последовательности. Блок 4 сравнения кодов сравнивает коды, поступающие

ot АЦП 3, с опорным йодом М и выдает на своем прямом выходе сигнал логической единицы, если код, пришедший от АЦП, больше опорного кода, и сигнал логического нуля, если код АЦП меньше или равен опорному коду..Состояние счетчика 19 определяет знвче" ние аргумента функций. Объем к счет" чика 19 определяет количество точек функции..

При определении. значений автокорреляционной функции для аргумента не равного нулю блок анализа кода . 16 на своем выходе поддерживает сигнал логического нуля. Под действием этого сигнала разрешается работа элемента И 7, а логический ноль, поступающий через конъюнктор 14 íà управляющий вход инвертора 5, разрешает прохождение сигналов через управляемый инвертор без инвертирования, Каждому состоянию счетчика 19 соответст вует ячейка блока 10 памяти, в которой накапливается оценка ординаты кд Ц7 ) функции, соответствующей, :данному значению аргумента, где j код счетчика 19, Го- период запуска АЦП 3. Блок 6 задержки по сигналу

<о переполнения счетчика 19 запоминает каждый к-тый.результат с выхода блока 4 сравнения кодов. С этим результатом элемент И 7. сравнивает. последую" щие (к-1) результаты. В случае совпаis дения на выходе. элемента И 7 появляется сигнал "+1", в случае несовпадения сигнал - "- 1". Поскольку распределитель 9 управляется от счетчика

19, в первой ячейке блока 10 памяти фф накапливается оценка к (), во

М второй к,(2Гр) и так далее.

М о

Первая точка автокорреляционной функции кд(0) вычисляется в соответствии с алгоритмом

В -» .2.2@

D = л — g р.sgn(x(t<) — v(t<)). .Вычисления ведутся в те моменты, когда счетчик 1.9 находится в нулевом состоянии. При этом блок анализа 16 зр вырабатывает сигнал логической единицы, который разрешает прохождение через коньюнктор 14 признака Р, вы рабатываемого генератором 17 случай" ной числовой последовательности, одновременно с каждым выдаваемым числом и определяющим к какому массиву У или У относится данное число, (Когда признак P. заблокирован массивы V и

У< неразличимы и в совокупности об° разуют массив ц)

Йод действием логической единицы с выхода блока 16 анализа элемент И

7 меняет свой режим работы. Следует отметить, что s моменты времени, со:ответствующие изменению к (0), т.е.

М при нулевых состояниях счетчика 19 на входы элемента И 7 поступают оди,наковые сигйалы, так как в это время происходит запоминание знака погрешности блоком б задержки. Элемент И 7 выдает на выходе сигнал "+1", если нв ее входах действует сигнал логической единицы, и выдает сигнал "-1 ", если на входе логический ноль. Управляемый инвертор 5 под действием признака Р либо инвертирует, либо не инвертирует сигнал с выхода элемента

И 7. Этот сигнал через переключатель

8 и распределитель 9 поступает в ну8948б4

8 левую ячейку блока памяти, где накапливается оценка к {0).

Измерение к () С;) происходит эа Q циклов, где Q - объем пересчетного, блока 20, сигнал переполнения которого останавливает. работу устройства. При этом происходит автоматическое центрирование погрешности, Счетчик t3 будет изменять код на своем выходе, а следовательно и среднее значение. на входе АЦП (по цепи сумматор 12, lli

В режиме измерения интегральной функции распределения на управляющие входы коммутатора 15 и. переключателя

8 подается сигнал F<. Переключатель

8 соединяет прямой выход блока 4 сравнения кодов с входом распределителя 9, а коммутатор 15 подключает к входу сумматора 12 выходы старших разрядов счетчика 19. Далее работа устройства в этом режиме происходит известным путем.

Формула изобретения

Статистический анализатор инструментальной погрешности аналого-цифрового преобразователя, содержащий ис" точник опорного напряжения, выход которого подключен к первому входу блока суммирования напряжения, выход которого подключен к первому входу блока суммирования напряжений, ко второму входу которого подключен вы" ход преобразователя код-напряжение, выход блока суммирования напряжений соединен с входом контролируемого аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с блоком сравнения кодов, второй вход которого соединен с клеммой опорного кода, прямой выход блока сравнения кодов соединен с первым вхрдом блока задерж"

-ки, прямой и инверсный выходы блока сравнения кодов соединены соответственно с суммирующим и вычитающими=ихо" дами реверсивного счетчика, выходы старших разрядов которого подключены к входу сумматора, выход сумматора подключен к входу преобразователя входом блока анализа кода, выход ко"

З5,торого соединен с вторым входом эле. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

45 1. Мирский Г.Я. Аппаратурное определение характеристик случайных процессов, И., "Энергия", 1972> с. 177.

2. Авторское свидетельство СССР

5о В 683015, кл. Н 03 К 13/02, 11.04.77 (прототип).

t0

30 код-напряжение, выход управляемого генератора подключен к входу управления. контролируемого аналого-цифрового преобразователя, к входу счетчика и тактовому входу генератора случайной числовой последовательности, выход переполнения счетчика соединен с тактовым входом блока задержки и входом пересчетного блока, выход которого соединен с вхо" дом останова управляемого. генератора, выход блока задержки соединен с первым входом элемента И, выход счетчика соединен с управляющим входом распределителя, выходы которого соединены с соответствующими входами блока памяти, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства в него введены управляемый инвертор, коммутатор, переключатель, конъюнктор, блок анализа када, причем выход элемента И соединен с входом управляемого инвертора, выход которого соединен с первым входом переключателя, второй вход которого соединен с прямым выходом блока сравнения кодов, выход переключателя. соединен с входом распределителя, выход генератора случайной числовой последовательности соединен с входом коммутатора, выход которого соединен с входом сумматора, выход счетчика сое" динен с вторым входом коммутатора и мента И и с первым входом конъюнктора, второй вход которого соединен с вы" ходом генератора случайной числовой последовательности, выход конъюнктора соединен с управляющим входом уп" равляемого инвертора °

894864

Составитель ГЛ1аповал

Редактор И.Ковальчук Техред 3, Фанта Корректор. S.Синицкая

«ею««ю ю В ю «юааааюеааююеевюеееюееааееаае в ю аа юе ««юч«юю»

Заказ 11507/86- Тираж 991 Подписное

ВНИИПИ государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, W-35, Рауаская наб., д.4/5 е аа е ю ч аа аа в ю ю ю е аа аа е в е

«««ееювююююююююевввеааеюеюе е ю ° а че ааю

Филиал ППП "Патент и г.Ужгброд, ул.Проектная 4.

ППП,Патент Зак. 3505