Устройство контроля цифро-аналоговых преобразователей

Устройство контроля цифро-аналоговых преобразователей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22.12.80 (21) 3223497/18-21 (51) М.Nfl. с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Н 03 К 13/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 070882. Бюллетень ¹29

Дата опубликования описания 07.08.82 ($3) УДК 681. 325 (088.8) (72) Авторы изобретения

Н.И.Чернышев, М.И.Голубев, В.Е.Гутторов и В.A ° Костин .-. с

1 аЭа. „":1ã.- „. (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО I(OHTPOJIH ЦИФРОАНАЛОГОВЫХ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения дифференциальной нелинейности цифроаналоговых преобразователей (ЦАП).

Известно устройство для измерения погрешности цифроаналогового преобразователя, содержащее задающий генератор, два счетчика, контролируемый и эталонный цифроаналоговые .преобразователи, блок сравнения кодов, элемент вычитания и усиления, аналоговое запоминающее устройство и индикатор (1).

Недостатком известного устройства является большое время измерения, обусловленное большим числом циклов измерения.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство контроля цифроаналоговых преобразователей, содержащее два формирователя кодов, контролируемый и эталонный цифроаналоговые преобразователи, измерительный прибор и дифференциальный усилитель, первый вход которого соединен с выходом контролируемого цифроаналогового преобразователя, выход дифференциального усилителя подключен к входу измерительного прибора, выход первого формирователя кодов соединен с входом контролируемого цифроаналогового преобразователя, выход второго формирователя кодов подключен к входу эталонного цифроаналогового преобразователя (2).

Недостатками данного устройства являются большое время измерения и невысокая точность контроля.

Большое время измерения обусловлено тем, что для определения дифференциальной нелинейности ьдн контролируемого ЦАП с помощью даййого устройства необходимо приборам измерить значение a*>(N) для всех 2" значений входного кода (a e n разрядного ЦАП) и выбрать максимальное иэ них, которое и будет искомой характеристикой ЦАП.

Низкая точность измерения обусловлена тем, что при контроле, вследствие наличия таких погрешностей контролируемого ЦАП, как смещение нуля, погрешности усиления, интегральной нелинейности, выходные сигналы эталонного Ув (N-1) и контролируемого

Ух (N 1) при коде (N 1) не равны друг

З(1 другу

949801

Цель иэоьретения - повышение точности и уменьшение времени контроля.

Указанная цель достигается тем, что в устройство контроля цифроаналого ых преобразователей, содержащее два формирователя кодов, контролируе- 5 мый и эталонный цифроаналоговые преобразователи, измерительный прибор и дифференциальный усилитель, первый вход которого соединен с выходом контролируемого цифроаналогового пре-1р образователя, выход дифференциального усилителя подключен к входу измерительного прибора, выход первого формирователя кодов соединен с входом контролируемого цифроаналогового пре.15 образователя, ныход второго формирователя кодов подключен к входу эталонного цифроаналогового преобразонатвля, введены запоминающий блок, коммутатор, двухпороговый компаратор, управляемый источник опорных напряжений и блок управления, причем первый вход запоминающего блока соединен с выходом контролируемого цифроаналогового преобразователя, выход запоминающего блока подключен к первому входу коммутатора, второй вход которого соединен с выходом эталонного цифроаналогового преобразователя, выход коммутатора подключен ко второму входу дифференциального уси- 30 лителя, выход которого соединен с первым входом двухпорогового компаратора, второй и третий входы днухпорогового компаратора подключены к выходам управляемого источника опор- 35 ных напряжений, выход двухпорогового компаратора соединен с входом блока управления, выходы которого подключены к первым входам обоих формирователей кодов, управляемого 4Q источника опорных напряжений, ко второму входу запоминающего блока и к ;ретьемУ входу коммутатора.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 и 3 - 45 сигналы на выходах контролируемого и эталонного ЦАП, запоминающего блока и дифференциального усилителя.

Устройство содержит дна формирователя 1 и 2 кодов, контролируемый

3 и эталонный 4 ЦАП, дифференциальный усилитель 5, измерительный прибор 6, запоминающий блок 7, коммутатор 8, двухпороговый комиаратор 9, управляемый источник 10 опорных напряжений и блок 11 управления.

Устройство работает следующим образом.

При подаче с блока 11 Управления последовательности импульсов на формирователи 1 и 2 кодов (которые 60 могут быть выполнены в виде счетчиков) последние начинают выдавать коды на контролируемый 3 и эталонный

4 ЦАП, изменяющиеся за один цикл работы устройства от 0 до N „„c;- g5

2п - 1. На выходах контролируемого и эталонного 4 ЦАП при этом формируются ступенчатонарастающие напряжения Ух (N) и Ур (N) (фиг. 2) . Одновременно блок 11 управления выдает на управляющий вход запоминающего блока

7 сигналы управления, по которым запоминающий .блок 7 запоминает установившееся значение выходного сигнала контролируемого ЦАП 3 при каждом значении входного кода и хранит это значение некоторое время после прихода очередного кода, равного N+1 (кривая Y >:(N) (фиг. 2)).

При подключенном к входу дифференциального усилителя 5 через коммутатор 8 в запоминающем блоке 7 на входе дифференциального усилителя 5 появляется ряд импульсон, амплитуда которых пропорциональна разности к(И) - Y>>(N) = Yz(N) — Yz(N-1) приращению выходного сигнала контролируемого ЦАП 3 при приращении входного кода на 1 (фиг.3). С выхода дифференциального усилителя 5 данный ряд импульсов с изменяющейся амплитудой подается на один иэ входов двухпорогового компаратора 9, на другие входы которого подаются напряжения

Ун„и Бн„с выхода управляемого источника 10 опорных напряжений. Если величина сигнала Us óïðàâëÿåìîãî источника опорных напряжений превышает максимальную амплитуду импульсов с выхода дифференциального усилителя

5, а величина Ун„меньше минимальной амплитуды данных импульсов, то в первом цикле работы устройства двухпороговый компаратор 9 не срабатывает. В этом случае после выдачи формирователями 1 и 2 кодов максимального значения кодов N д„ блок управления выдает сигнал на управляемый источник

10 опорных напряжений, по которому происходит уменьшение уровня сигнала Уэ и увеличение уровня сигнала Бн

Повторение данных циклов работы устройства происходит до тех пор,пока амплитуда какого-либо импульса с выхода дифференциального усилителя 5 не превысит уровень Us или уровень Ун не превысит амплитуду какого-либо импульса (фиг.3, уровень

U ). В этом случае происходит срабатывание компаратора 9, по выходному сигналу которого блок 11 управления перестает выдавать импульсы на формирователи 1 и 2 кодов. При этом формирователи и 2 кодов выдают код М„, на котором дифференциальная погрешность ад„ (И) контролируемого

ЦАП 3 максимальна для значений кода от 0 до И„, По нахождению кода И„ блок управления подключает эталонный ЦАП 4 с помощью коммутатора 8 ко входу дифференциального усилителя 5, после

949801 чего производится сьем показаний измерительного прибора.б, равных

K «(N<) Yo (N< )7

Цо окончании измерений величины

U блок 11 управления выдает на 5 формирователь 1 кодов сигнал, по которому формирователь 1 кодов выдает код,равный N -1. Показания Ц1 изме-. рительного прибора 6 после этого равны

Формула изобретения

Устройство контроля цифроаналоговых преобразователей, содержащее два

KACY«(N ") Yo(N<)3

Разница показаний qä(N„) U

0,1 = К IY «(М ) - Y«(N-1)) пропорциональна йриращению выходного сигнала контролируемого ЦАП 3, по величине которой можно легко определить дифференциальную нелинейность контролируемого ЦАП 3 при коде М„:

4„„ (N„) *() т 20 где q - расчетное приращение выходного сигнала контролируемого ЦАП 3.

После измерения величины U< вновь производится запуск, начиная с кода

N< формирователей 1 и 2 кодов и при неизменных величинах сигналов U и

Ун с выхода управляемого источнйка опорных напряжений производится проверка срабатывания двухпорогового . компаратора 9 при значениях кодов

N> N1 °

При повторном срабатывании двухпорогового компаратора 9 производится определение дифференциальной нели- З5

Нейности адан (N 1) аналогично 4д„(М ), затем вновь производится запуск формирователей 1 и 2 кодов, начиная с кода Ng и т.д.

Максимальная из величин ьдн(И ), 40 *н(N 1) ° ° °, 4дн(Nк) " явля дифференциальной нелинейностью адан контролируемого ЦАП 3.. формирователя кодов, контролируемый и эталонный цифроаналоговые преобразователи, измерительный прибор и дифференциальный усилитель, первый вход которого соединен с выходом контролируемого цифроаналогового преобразователя, выход дифференциального усилителя подключен к входу из мерительного прибора, выход первого формирователя кодов соединен с входом контролируемого цифроаналогового преобразователя, выход второго формирователя кодов подключен к входу эталонного цифроаналогового преобразователя, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повъааения точности и сокращения времени контроля, в него введены запоминающий блок, коммутатор, двухпороговый компаратор, управляемый источник опорных напряжений и блок управления, причем первый вход запоминающего блока соединен с выходом контролируемого цифроаналогового преобразователя, выход запоминающего блока подключен к первому входу коммутатора, второй вход которого соединен с выходом эталонного цифроаналогового преобразователя, выход коммутатора подключен к второму входу дифференциального усилителя, выход которого соединен с первым входом двухпорогового компаратора, второй и третий входы двухпорогового компаратора подключены к выходам управляемого источника опорных напряжений, выход двухпорогового компаратора соединен с входом блока управления, выходы которого подключен к первым входам обоих формирователей кодов, управляемого источника опорных напряжений, к второму входу запоми- . нающего блока и к третьему входу коммутатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9600719, кл. H 03 К 13/02, 01.07,74, 2. Клочан П.С. Измерение параметров цифроаналоговых преобразователей, 1".иев, Общество "Знание" Украинской

CCd, 1978, с. 17, рис. 14 (прототип).