Устройство для измерения дрейфа аналого-цифровых преобразователей

Устройство для измерения дрейфа аналого-цифровых преобразователей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советския

Социалистических

Республик

«i>991599 (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 10. 02. 81 (21) 3244432/18-21 (Я1М. Ки.з с присоединением заявки ¹ Н 03 К 13/02

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

{ЯЗ) УДК681 ° 325 (088.8) Опубликовано 2301.83.Бюллетень КЮ 3

Дата опубликования описания 230183 л мФФЭЗ мт

Ч" т ,В.В;Регеда, A.B.Темногрудов, Г.II.Øëûêîâ и B.È3 ùíäèé

1 ;; (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Пензенский политехнический институт (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДРЕЙФА АНАЛОГОЦИФРОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

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

При исследовании инструментальной погрешности аналого-цифровых преобразователей (АцП) задачей -является определение дрейфа ступени квантования и дрейфа границ шага квантования во времени. Особенно важной эта задача является при изучении характеристик телевизионных АЦП.

Известен измеритель дрейфа цифровых вольтметров; содержащий узел сравнения кодов, реверсивный счетчик, преобразователь код - напряжение и двоичный счетчик, позволяющий npoioдить исследование распределений погрешности По шкале АЦП 1 ).

Однако данный измеритель не позволяет измерять суммарную погрешность, Наиболее близким к изобретению по технической сущности является измеритель составляющих погрешности цифровых вольтметров, содержащий источник образцового напряжения, сумнярующий узел, блок сравнения кодов, коммутатор, усредняющие элементы, преобразователи код - напряжение, делитель напряжения, вычитающий узел самопишущий вольтметр, генератор импульсов, триггер со счетным входом связи между ними $2).

Однако с помощью этого устройства может быть решена только задача измерения дрейфа инструментальной погрешности, оно не позволяет измерять суммарную погрешность.

Целью изобретения является повыше-. ние точности измерения дрейфа ступени

15 квантования.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерений дрейфа аналого-цифровых преобразователей, содержащее источник образцового напряжения, соединенный через узел сложения напряжений с входом контролируемого аналого-цифрового преобразователя, выход которого подключен к первому входу узла сравнения кодов, а вход синхронизации с выходом генератора импульсов, вход синхронизации.которого соединен с выходом гене. ратора импульсов, а выход подключен к первому вхопу узла сравнеиия, кодов, первый и второй выходы которого под991599, ключены соответственно к суммирующему и вычитающему входам первого реверсивного счетчика, выход которого ,,через цифроаналоговый, преобразователь соединен со вторым входом узла сложения напряжений, третий вход которого через масштабирующий цифроаналоговый преобразователь подключен к выходу второго реверсивного счетчика, введены генератор шума, элемент

ИЛИ и счетчик, вход которого соединен с третьим выходом узла сравнения ко дов, а выход — с входом вычитания второго реверсивного счетчика, вход сложения которого подключен .к.выходу элемента ИЛИ, первый и второй входы которого соецинены соответственно с первым и вторым выходами узла сравнения кодов, при этом аналоговый вход масштабирующего цифроаналогового преобразователя подключен к выходу генератора шума.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства для измерения дрейфа аналого-цифрбвых преобразователей; на фиг. 2 - диаграмлы, поясняющие работу устройства.

Схема содержит источник 1 образцового напряжения, узел 2 сложения напряжений, контролируемый аналогоцифровой преобразователь (АЦП) 3, узел 4 сравнения кодов, реверсивный счетчик 5, логический элемент ИЛИ б, счетчик 7 импульсов, реверсивный счетчик 8, масштабирующий цифроана-логовый преобразователь (ЦАП) 9, цифроаналоговый преобразователь 10, генератор 11 шума, генератор 12 импульсов.

Устройство работает следующим об-. разом.

Источник 1 образцового напряжения подает на вход AUII 3 напряжение, соответствующее интересующей нас точке диапазона измерения Б 4, т.е. равное номинальному значению перехода от Н-1-ой к Н-ой ступени квантования . Генератор 11 шума подает на аналоговый вход масштабирующего ЦАП 9 шум, имеющий равномерный закон распределения. Реверсивный счетчик В . устанаъливается в состояние gg npu котором коэффициент передачи масштабирующего ЦАП 9 обеспечивает подачу на вход узла 2 сложения напряжений равномерный шум с размахом, равным номинальному значению q ступени квантования (фиг. 2) .

При включении генератора 12 импульсов начинается работа устройства. Все,результаты измерения Н1 АЦП 3 поступают на узел 4 сравнения кодов.

Причем на первом выходе узла 4 импульсный сигнал появится, когда

Н„ = Н-1, на втором Н- = Н и на третьем Й = Н+1. Все эти импульсные сигналы параллельно поступают на соответствующие входы реверсивных счетчиков 5 и 8, причем на реверсйвный счетчик 5 непосредственно, а на реверсивный счетчик 8 — через ло-. гический элемент ИЛИ 6 и счетчик 7 импульсов. Если вероятности появления кодов Н4 1 и Н-1 не разны (что соответствует неравенству площадей р и р"(фиг. 2}, то через некоторое время состояние старших разрядов реверсивного счетчика 5 изменится и на вход AUII 3 с цифроаналогового преобразователя 10 будет подан дополнительный сигнал, который обеспечит выравнивание вероятностей р и р ". Таким ббразом, обеспечивается слежение за изменением (дрейфом) среднего значения Н-ой ступени квантования.

Слежение за дрейфом значения ступени квантования происходит следую20 щим образом.

Фиксируя изменение кодов реверсивных счетчиков 5 и 8, можно обеспечить регистрацию изменения среднего значения и величины ступени кванто25 вания АЦП. Амплитуда шума изменяется масштабирующим ЦАП 9 до тех пор, пока отношение вероятностей не будет равно -т — = К, где К вЂ” коэФфициент

Р р +р(1! деления счетчика 7. При этом частость появления сигналов на суммирующем и вычитающем входах реверсивного счетчика 8 одинакова и он в среднем не изменяет своего состояния. Если размер ступени квантования изменится, это вызовет„изменение отношения вероятностей /вЂ,„ . Из-за неодинаковой частоты сйгйалов на суммирующем и вычитающем входах реверсивного счетчика 8, его состояние, а следовательно амплитуда шума на выходе масштабирующего ЦАП 9, будет изменяться до .тех пор, пока отношение вероятностей не будет равно К.

Таким обРазом, предлагаемое устрой-. ство по сравнению с известным имеет преимущества, заключающиеся в том, что позволяет измерять суммарную погрешность MJII, что повышает точность выполнения контроля, в то время как известное устройство -измеряет только систематическую составляющую инструментальной погрешности.

Формула изобретения

Устройство для измерения дрейфааналого-цифровых преобразователей, содержащее источник образцового напряжения, соединенный через узел сло жения напряжений с входом контролируемого аналого-цифрового преобразователя, выход которого подключен к первому .входу узла сравнения кодов, а вход синхронизации — с выходом генератора импульсов, вход синхрони991599

ФЬЮ.l и-t ) tk

ВНИИПИ Заказ 163/76 Тираж 934 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4 зации которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход подключен к первому входу узла сравнения кодов, первый и второй выходы которого подключены соответственно к суммирующему и вычитающему входам первого реверсивного счетчика,выход которого через цифроаналоговый,. преобразователь соединен с вторым входом узла сложения напряжений, третий вход которого через масштабирующий O цифроаналоговый преобразователь подключен к выходу второго реверсивного счетчика, о т л и ч а ю щ е е— с я тем, что, с целью повышения точности измерения дрейфа ступени кван- 3 тования, введены генератор шума, элемент ИЛИ и счетчик, вход которого соединен с третъим выходом узла сравнения кодов,а выхЬд - с входом вычитания второго реверсивного счетчика, вход сложения которогр подключен к выходу элемента ИЛИ, первый и второй входы которого, соединены соответственно с первым и вторым выходами узла сравнения кодов, при этом аналоговыу1 вход масштабирующего цифроаналого« вого преобразователя подключен к выходу генератора шума.

Источники- информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 683014, кл. Н 03 K 13/02, 07 ° 02.77.

2. Авторское свидетелъство СССР

9 587614, кл. Н 03 K 13/02, 21.04.75.