Устройство для измерения дифференциальной нелинейности аналого-цифровых преобразователей

О 1 ОЗ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК И)4 Н ЕТЕНИ у гЛЬСТВ Ра Се 19 еод которог пульсов, первьпдинен с втортриггера и с ым входом второго оединен с выходом етчи в емеа,входо чика, тьей х шин е ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ И двторСномУ С(56) Ацотпаед ТерС Мейодз о СЬезТ Апа 1 оя - го - 0181 ай Сопчегз. - Е 1 есСгоп 1 с Епрепеег 1 п 8,76, ч.48, 11 583, рр.57-61, й 1 Р.4Авторское свидетельство СССР11 494700, кл, б О К )3/02, 1973. 1)(57) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ НЕЛИНЕЙНОСТИ АНАЛОГО-ЦИФРОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ, содержащее последовательно соединенные источник образцового напряжения и суммирующий блок, генератор импульсов, преобразователь код - напряжение, блок сравнения кодов, первые входы которого являются шиной опорного кода, а вторые входы - входной шиной, первый реверсивный счетчик, выходы которого соединены с входами преобразователя код - напряжение, выход суммирующего блока является первой выходной шиной, а выход генератора импульсов является второй выходной шиной, о т л и ч а ю щ е - е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены второй реверсивный счетчик, два 115 -триггера, счетчик, элемент И, первый входкоторого объединен с первым входомвторого реверсивного счетчика и соединен с первым выходом блока сравнения кодов, второй выход которогосоединен с первым входом первого 85 -триггера, а третий выход - соответственно с вторым и первым входамипервого и второго 18 -триггеров,первый и второй выходы первоготриггера соединены с первым и вторымвходами первого реверсивного счетчика соответственно, третий входкоторого объединен с вторым входомвторого реверсивного счетчика иподключен к выходу генератора имход которого соединен с выходом нта И, второй вход которого нен с выходом второго й 5 -тригпричем четвертый выход блока ения кодов соединен с третьим м второго реверсивного счет- выходы которого являются тревыходной шиной, при этом второи генератора импульсов подключен е "Пуск", а выход преобразовакод - напряжение подключен к второму входу суммирующего блокаИзобретение относится к контрольно-измерительной технике и можетиспользоваться для экспериментальньписследований и технологическогоконтроля аналого-циФровых преобразователей (АЦП) и циФровых.вольтметров аЦелью изобретения является повышение быстродействия.На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства.Устройство содержит источник 1образцового напряжения, суммирующииблок 2, преобразователь 3 код - напряжение ПКН), первый 4 и второй 5реверсивные счетчики, генератор 6импульсов, блок 7 сравнения кодов,второй 8 и третий 9 триггеры, счетчик 10, элемент И. 11, контролируемый АЦП 12,Предлагаемое устройство позволяетизмерить среднее значение диФФерен 1циальной нелинейности АЦП, котораяопределяется как разность двух соседних квантов, соответствующихкодам И и 11+1о,Е Г,(й,1 - с,к, +1)1где я; (М), 11 о+") - мгновенныезначения размеров квантов аналого-,цифрового преобразователя, соответствующие кодам 8, и И,+1;и - общее число срабатьпаний блока 7 сравнения кодов на выходе М = Мпричем и должно быть четным.Перед началом работы первую и вторую выходные шины соединяют с соответствующими входами АЦП, выходыкоторого соединены с входной шинойустройства, В исходном состоянииимпульсы на выходе генератора 6импульсов отсутствуют, счетчики 4 и5,а также 35 -триггера 8 и 9 сброшены в нулевое состояние, На выходеисточника 1 образцового напряженияприсутствует напряжение, соответствующее номинальному значению границы перехода между Ио и И, +1 кван.тами АЦП. Однако в реальных АЦПэто напряжение может не совпадать суказанным уровнем.В первоначальный момент на входАЦП 12 подается лишь напряжениеисточника 1 образцового напряженияс учетом погрешности нуля ПКН 3 исуммирующего блока 2. По сигналу"Пуск" генератор 6 начинает опрос коктролируемога АБП 12, в общемслучае на его вьглоде появляетсяпроизводьньй код. Допустлм первоначальный код на выходе АЦП 12Мх оЕдиничный сигнал с вьгхода Вх8,блока 7 сравнения кодов устанавливает 15 -триггеры 8 и 9 в единичноесостояние, что разрешает прохождение сигнала с выхода ,х1, блока 1 О 7 сравнения кодов па счетньй входсчетчика 10, а счетные импульсы свыхода генератора 6 .влпульсов начинают суммироваться в реверсивномсчетчике 4,. 11 апряжение на выходе 15 ПКН 3, а следовательно, и суммирующего блока 2 начинает возрастать ис те .ением времени достигает границыперехода между квантами о/,+1При этом единичный сигнал с выхода 20 8 = 1, блока 7 сравнения кодов разрешает суммирование счетных импульсовс выхода генератора 6 импульсов вреверсивном счетчкке 5, В моментпоявления единичного перепада навыходе Н = И, +1 блока. 7 сравнениякодов одновременно появляется нулевой перепад на выходе И = 10блока 7 сравнения кодов, что изменя"ет состояние счетчика 10 на единицу, ЗО а счетные импульсы с выхода генератора 6 импульсов начинают вычитаться в реверсивном счетчике 5. Припоявлении единичного перепада на выходе ВхИ +1 блока 7 сравненияокодов 5 -триггер 9 переключается в единичное состояние по инверсному выходу. При этом напряжение на выхо де ПКН 3 начинает убывать, а реверсивньй счетчик 5 хранит свое состояние, В момент появления единичного сигнала М . = Я, +1 на соответствующем выходе блока 7 сравнения кодов импульсы с выхода генератора 6 импульсов вновь начинают вычитаться в реверсивном счетчике 5, При очередном пересечении выходным напряжением 1суммирующего блока границы перехода между квантами 1 о 1 хофИимпульсы с выхода генератора 6 снованачинают суммироваться в реверсивном счетчике 5, При появлении нулевого перепада на выходе 1 хЙ, блока 7 сравнения кодов состояние счетчика 10 вновь изменяется на единицу, анапряжение на выходе ПКН 3 вновь начинает возрастать. Таким образом, в реверсивном счетчике 5 устанавливается код, пропорциональный раз1210222 НИИПИ Заказ 531/59 Тираж 818 Подписное Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектна ности двух мгновенных значений соседних квантов АЦП 12М, и( 1 +1). Далее процесс измерения продолжается аналогично изложенному вьппе до момента, пока в счетчике 10 не появляется импульс переполнения, свидетельствующий,н,)-,(н,Тд1 а,где к - угол, определяемый скоростьюизменения выходного напряжения ПКН 3которая зависит, в свою очередь, отчастоты генератора 6 импульсов и 15размера кванта ПКН 3.Если в исходном состоянии 8ХО 1то напряжение на выходе ПКН 3 снача" о поступлении на его вход Л -го счет ного импульса. Импульс переноса с вы хода счетчика 1 О остановит генератор 6 импульсов. В результате в реверсивном счетчике 5 будет храниться код, пропорциональный времени Т, которое равно)ла будет убывать до момента появления единичного сигнала на выходе Йс й блока 7 сравнения кодов, который переключает 115 -триггер В в единичное состояние. Далее устройство будет работать аналогично описанному вьпде.