Устройство для измерения дифференциальной нелинейности цифроаналоговых преобразователей

СОЮЗ СОВЕТСКИХКцьашаетикРЕСПУБЛИК ае св РЕТЕН ЬСТВУ ервомого бавляющи 8Нов илов)Измерение. парафЗнание, 1978,УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ ОПИСАНИЕ И Н АВТОРСКОМУ СВЩ(54)(57) УСТРОДИФФЕРЕНЦИАЛЬНАНАЛОГОВЫХ ПРЕжащее формировпервый блок ануправления, песоединены черес выходной кленая клемма кот е свидетельство СССРН 03 К 13/02, 1980ЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯОЙ НЕЛИНЕЙНОСТИ ЦИФРООБРАЗОВАТЕЛЕЙ, соДеРатель кодов, усилитель,алоговой памяти и блок;рвые выходы которогоз формирователь кодовммой устройства, входорого подключена к п у входу усилителя и входу перв лока аналоговой памяти, упР й вход которого соединен свторым выходом блока управления,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения точности измерения,в него введены второй , блок аналоговой памяти, арифметический блок,блок регистрации и аналого-циФровойпреобразователь, вход которого через второй блок аналоговой памятисоединен с первым входом усилителя,выход - через арифметический блок сблоком регистрации, а управляющийвход " с третьим выходом блока уп-равления, четвертый выход которогоподключен к управляющему входу вто- щФрого блока аналоговой памяти, приэтом выход первого блока аналоговойпамяти соединен с вторым входом усилителя. С:Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано.для измерения дифференциальной нелинейности цифроаналогоныхпреобразователей (ЦАП).Известно устройство для измерениядифференциальной погрешности ЦАП,содержащее формирователькодов, усилитель, эталонный ЦАП, арифметический блок, измерительный прибор, цифропечатающее устройство 1 . 10Недостаток устройства заключается н сложности Функциональной схемы, обусловленной наличием образцового ЦАП, точность которого должнабыть значительно выше точности проверяемого ЦАП.Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство для измерениядифференциальной нелинейности ЦАП,содержацее формиронатель кодов,усилитель, первый блок аналоговойпамяти и блок управления, первыевыходы которого соединены через Формирователь кодов с выходной клеммой,входная клемма которого подключенак первому входу усилителя и входупервого блока аналоговой памяти,управляющий вход которого соединен свторым выходом блока управления 12) .Недостатком данного устройства является низкая точность из-за смещения нуля усилителя.Цель изобретения - повышение точности измерения.Поставленная, цель достигается тем,что в устройство для измерения диф- З 5ференциальной нелинейности цифроаналоговых преобразователей, содержащее формирователь кодон, усилитель,первый блок аналоговой памяти и блокуправления, первые выходы которого 40соединены через формирователь кодовс выходной клеммой устройства, входная клемма которого подключена кпервому входу усилителя и входупервого блока аналоговой памяти, 45управляющий вход которого соединен свторым выходом блока управления,ннедены второй блок аналоговой памяти, арифметический блок, блок регистрации и аналого-цифровой преобразователь (АЦП), вход которого черезвторой блок аналоговой памЯти соединен с первым входом усилителя, вы"ход - через арифметический блок сблоком регистрации, а управляющийвход - с третьим выходом блока управления, четвертый выход которогоподключен к управляющему входу второго блока аналоговой памяти, приэтом выход первого блока аналоговойпамяти соединен с вторым нходом усилителя.На чертеже приведена структурнаясхема устройства.Устройство содержит Формирователь 1 кодов, контролируемый ЦАП 2, 65 усилитель 3, первый вход которогосоединен с входом первого блока 4аналоговой памяти и с выходом второго блока 5 памяти. Второй входусилителя 3 подключен к выходу первого блока 4 аналоговой памяти. Выход усилителя 3 соединен с входомвторого блока 5 аналоговой памятии через АЦП 6 с входом арифметичес"кого блока 7, выход которого подключен к блоку 8 регистрацииПервыевыходы блока 9 управления соединеныс нходами формирователя 1 кодон,нторой выход с управляющим входомпервого блока 4 памяти, а третййи четвертый выходы - с управляющими входами АЦП и второго блока 5аналоговой памяти соответственно.Клемма 10 является выходом устройства измерения дифференциальной нелинейности ЦАП, а клемма 11 его входом.Клемма 12 является входом контролируемого ЦАП 2, а клемма 13 его выходом,Устройство работает следующим образом.Клемму 10 соединяют с клеммой 12,а клемму 11 с клеммой 13, при этомконтролируемый ЦАП 12 подключаетсяк устройству измерения дифференциальной погрешности ЦАП,Блок 9 управления ОбЕспеЧиваетсмену кодовых комбинаций на выходеформирователя 1 кодов, которыепоступают на цифровые входы ЦАП 2.Блок 4 аналогоной памяти обеспечивает компенсацию ошибки, обусловленной напряжением смещения усилителя 3Блок 5 аналоговой памятиобеспечивает инвертирование, выбор-ку и хранение сигнала, пропорционального кодовой комбинации на входеЦАП 2 с целью последующего выделения разности при смене кодовой комбинации на входе ЦАП 2 на смежную.Усилитель 3 предназначен для формирования разностного сигнала с выходов блока 5 аналоговой памяти иЦАП 2, АЦП 6 производит измерениевыделенной разности сигналов на выходе усилителя 3, арифметическийблок 7 - вычитание кода уставки,пропорционального единице младшего значащего разряда, из кода измеренной АЦП 6 разности сигналон. БлокВ регистрации производит фиксациюрезультата измерения.Сущность измерения дифференциальной нелинейности йд заключаетсяв определении отклонения двух аналоговых сигналов на выходе ЦАП, соответствующих последовательной смене кодов (смежных) на входе ЦАП отвеличины, соответствующей единицемладшего разряда (МЗР) 1 дир " ) мзр1064454 Составитель А, СимагинРедактор Н. Руднева Техред А.Ач Корректор А. Зимокосов Заказ 10360/58 Тираж 936 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП фПатент 1, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 где и 3 - разность аналоговых сигналов, соответствующих смежным кодам;" мзда - величина выходного кода ЦАП 2 соответственно единице младшего значащего разряда.Работа устройства состоит из следующих Фаз; обнуление кода на входе ЦАП 2 у коррекция смещения усилителя 3 при коде 0000 на входе ЦАП 2; установка формирователем 1 кода измеряемой точки характеристики ЦАП 2, запоминание блоком 5 напряжения, пропорционального выходному сигналу ЦАП 2 в данной точке; смена формирователем 1 кода входного кода ЦАП 2 на смежный и выделение разностного сигнала ьО на выходе усилителя Зу измерение ЦАП 6 выделенной разности ьО, вычитание из выходного кода цАП 6 кода уставки, соответствующего единице младшего значащего разряда, фиксация результата имерения блоком 8 регистрации,Рассмотрим работу устройства при измерении дифференциальной нелинейности в цикле Т; при значении смежных кодов Ми й; на входе ЦАП,По сигналу с первых выходов блока 9 управления на выходе формирователя 1 кодов устанавливается код Мд.;,00, а с второго выхода на управляющий вход блока 4 аналоговой памяти (БАП) поступает сигнал коррекция смещения нуля усилителя 3, на выходе БАП 4 устанавливается напряжение, соответствующее ошибке смещения усилителя 3, и поступает на второй вход усилителя, при этом на первом входе усилителя 3 устанавливается нулевой потенциал, затем на выходе формирователя 1 кодов устанавливается кодЙ, и БАП 5 пе реводится в режим выборки, при этомна выходе ЦАП 2 формируется ток 3;на выходе усилителя 3 н входе БАП 5 напряжение Оа на выходе БАП 5ток Э; . Следующими сигналами с вы 5 ходов блока 9 управления осуществляется перевод БАП 5 в режим хранения и смена кода на входе формирователя кодов 1. и на входе ЦАП 2устанавливается смежный код 9 +1, при10 этом на выходах ЦАП 2 и усилителя 3формируется ток 3 и напряжениеЬО,;= 5 ь 3 где ь 3 - разность токовна входе усилителя 3; 5 - коэффициент передачи усилителя 3. По импуль 15 су запуска, поступающему с выходаблока 9, АЦП б производит измерениенапряжения ь ОВыходной код АЦП 6, пропорциональный измеренному напряжению.ьО;, +1,поступает на вход арифметическогоблока 7. На выходе арифметическогоблока 7 образуется код, соответствующий разности 6 О . и О м , чтоявляется мерой дифференциальной нелинейности в циФровой Форме. Блок8 регистрации Фиксирует результатизмерения. После этого устройствопереходит к измерению дифференциальной нелинейности в следующей точке характеристики ЦАП.Таким образом, в предлагаемомустройстве измерения дифференциальной нелинейности ЦАП по сравнениюс известными повышена точность измерения эа счет исключения ошибки,35 обусловленной напряжением смещенияна входе. усилителя, соединенном свыходом ЦАП и его дрейфа, введениемновых блоков, позволяющих осуществить автоматическую коррекцию перед40 измерением в каждой точке характеристики ЦАП.