Устройство измерения нелинейности аналого-цифрового преобразователя

(504 НОЗМ 1 10 ОП ОБРЕТЕН И ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 49 -5 НЕЛИОВОГО поить чоц- лого-циф- оценивзе- остзвляюа комбив 9 ь ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(54) УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИ НЕЙНОСТИ АНАЛОГО-ЦИФ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ(57) Изобретение позволяет новь ность измерения нелинейности анз рового преобразователя (АЦП), мой по величине дополнительных с щих преобразованного сигнала национныхчастотахпГ+тЕ (п, т=1,2, ) при воздействии бигармоницеского сигнала частоты Г 1-)- Г., а также снизить трудоемкость процедуры измерения за счет компен. сации составляющих преобразованного сигнала на частотах Г и Г Компенсация осуществляется с использованием измеряемого АЦП, цто исключает необходимость прецизионной настройки для повышения качества компенсации. В устройство, содержащее два генератора 1 и 2 гармонических колебаний, аналоговый сумматор 3, АЦП 5, выцитающее устройство 10, ЦАП 11, фильтр 12 нижних частот, спектроанализатор 13, введены мультиплексор 4, демультиплексор 6, элементы 7 и 8 задержки, цифровой су м м атор 9. 1 ил.5 1 О 15 11.1; си(чимпульсной Гсхиикс, 1 рс,с)а .а ,:пирс д(.ленин л ровня не,инеиных 1.Кс";и высцкоразря;еных аналого-цифровых .реобразователей (АЦ 11) и может быть использовано для кш роля и метрологической аттестдц(и ана.)п (-цифрц 3 х прецбразцвд гелей пц величиис ис.ни(иных искажений.Есг)ь избретс ния Овышение точи О ст и и 3 и с р с и и 51 и с и и ж си и с т р у Еоем кц(т и иЛ ( Р С и И Я1 а чсрте;кс пре,есгавлс; функциональи 15 с хсл 11 сГрц 1(стнаУ грц)(с)3 измерения ие,инейицсти ЛЦ 1 сцл(ржи 1.рвыйи е)торой 2 г(.нс.раторы гармцничс( ких к,сб;)ний, аналоговый слл(- лвтор 8, л(у,ыилсксцр 4, ЛЦ 5 еемультиилекск)р с), срвый 7 и 3 Орой 8 элементы 3;,есржки, цифровой сумматор 9, ВычиГд к 11(сс ус 1 рцйство 10. цифрца и алогс)вый рсцбра Ове(тесь (ЦЛ 11 11, фильтр 2 нижних час гог (Ф 11(1), сиекроднализатор (с:Л 13: стрцис Гш) работ;и сле;3 у к)щим образом.с. Имощью генера горови 2 гармоничсских кцгссаниЙ и сумматора 8 форми рх кх я три ( и ал чс Гцт Г, / и Г+ Г., 1 Ос л иаки(ис на Вхц еы му.ьгиплексцрд 4, Выхц, кц(црцгц Олк.ючен иВхцл испытус. мц О АЦ 11 5. Вхц.нц 1 сигнал АЦ 11 5 черсз ,есл)у,) )и 1,сксцр б Исупает либо черсз э.смс и(алсржки иа первый Вход сумма. Г(р 1 9 6 О через элсл)сиг 8 задержки на Втор(и Вх(. сл )л 1 Гцр 1:3)ибс) на )хцл л лс 11,иес и 1 з Выит;1 к)1 с гц устТцйства 13 1 хц, с" л)1, Гр, 1 сце,Виси с вхцлцм Ви)см 1 31(и;к)Исгц усгрцйства О, Вы,Кц( р)ц 11,ек,к сн к холу ЦА11, Ос,лонашц с л 1 сннцгц с Ф 11 с 12 и сик;ц,(,и ;1 ром 18 1 с рьчм 1 кс му ыпи,"с ксцр 4 Кдклюи;е Выхц, ес;)рк Вх),су ЛЦ 11 5, а лсмл,ьиисксцр 6 ы;Ол ЛЦ 11 5 к входу элс м(,1(;1 ;(лс ржк Бц 1)Гцрцл такте ми)1,сксц .1 и лсму,Вгилсксцр б и.1- 1",к 1;к - , Вхц.1 1 Выход А 115 (.Опи(.т -В" ". ЕИраОр - и 1 Ходу ЭГ 1 СЛ 1(1 8 (,Ержк, и рсГ 1 ЕЛ ГИКТ(.Вь х(.ел .ул) л 1 О)1 ( и (х).еу у м(.ньиас и Оы1;кего,грць; 0 Брсмя с жки 31 борки си и;.а В лементах 7 иза,с(ржки Оцт 1)сГс В(ни(;и 1, ;ес Т .1,1 ит(,1 ьиц(ть: к Га ГО.33 и тр(т 1)сл( т(КГ( 1,)ц(,с х ,и 1 Вы и 3 ни В(3) Р(ВОц ко;Е 3 ы(рк (,1:рлО(исекоО си Вал частцтс)й/+ /( рмцВч ских,и Валов с час(цЕЛ)И /- и / . ВЛЕСс"1 ИС ИСЛИНСИНОС. 1 и 1 срс лтцици (л и.ци и АЕ 11 11 ри е(О:(.ес 3- с" 1 В и и и с р В ц ГОи 1 н, Г 16 рл 1 Г с 51, ец 1 О.1 н и (.л 1 )1с с ( 1 3 В сЯ к ) 1111(.111сти I 1,//,/,- .0, 1,2 -1) 1, , и ри Вц, лейсгвии Втор;)гц и рети гц си Илов сцсавлякциа ч(3,с 1;л /, и / Зд сст си н хр)ии(и 3,(.рж 1 и В Гцр)1( и тр(.т 1 сГ) си -20 25 30 35 40 45 50 55 палов на выходе вычитающего устройстВа О составляющие на частотах Г) и Р в значительной степени ослаблены, что позволяет обеспечить два важных преимущества при измерении составляющих на комбинационныхх частотах и Г+. а/. 2: исключение влияния нелинейности передаточной характеристики ЦАП на уровень комбинационных составляющих (это позволяет использовать неприцизионный ЦЛП), а также возможность калиброванного усиления анализируемого сигнала без опасности ограничения максимально допустимого уровня для ЦАП ФНЧ и СА (это позволяет измерять ма. лые уровни искажений СА, имеющим ограниченный динамический диапазон). Кроме того, исключена необходимость точной подстройки коэффициента усиления АЦП лля каждого из сигналов, поскольку лля всех сигналов используется Один и тот же прибор, и компенсация составляющих на частотах /1 и /происходит автоматически.При этом, выборки отсчетов указанных сигналов на входе ЛЦП должны происхолить в олин момент времени, что дости ается использованием трех синхронно-управляемых устройств выборки и храненияаналоговых запоминающих устройств) .11 редл а гаем ое устройство исключает под. стройки коэффициента усиления компенсирующего канала. Этц суецественно упрощае 1 процедуру измерений и легко позволяет цсуц(сствить автоматизацию измерения, что цсцбсино важно в условиях серийного произвол( тна. Кроме того, предлагаемое устройство по сравнению с известным имеет более простую и дешевую дппаратнук реализацию схемы измерений, что обусловлено отсутствием лополнительногс АЦГ и л с рц(ств регулировок. При этом повы;етс 5 точность измерений без улучшения (Иностных харакгеристик используемых в схемс измерений ЦАП и спектрцанализатора. Так, в ряде Областей техники (например, в звукоте:(никс минимально допустилос число разрялов ЛЦП - шестнадцать. Это Оз:дчает, что уровень искажений, обусловленных нелинейннтью в таких АЦП, мецс минус 90 дЬ отнсительно макси. мдльиого уровня О дБ). Измерить такой уровень с помощью известного устройства н(возможно, поскольку динамический диа. назон лучших отечественных спектроанали заторов (СК) не превышает 80 лЬ. 11 релВгаемое жс устройство легко позволяет измери гь такие и более низкие уровни ис. кджений на базе имеющихся спектроанали. заторов. Так, усилив измеряемый сигнал перел цифроаналоговым преобразованием на 40 ЕЬ, получаем возможность измерять искажения на комбинационных частотах с применением имеющихся спектроанализаторов лс уровня минус 80-(-40) =20 ГГЬ.(.оставитель О Спиридонов Редактор гааарснкц Техред И. Вере Корректор 0 Кравцова Заказ 4166,55 Тираж 28 однинос ВИИ 1 И Годарсгнг ннцгц комитета Г.СГР но деним ииврегсний и цкрьтии1:3 г 35, Мцква, Ж - 35, Ра 1 ьцская наот. д 4 5 1 рциинцдтв. ннц.пцдиифнчгкос предприятие, г Укгцрод,д 11 рцектная, 1Устройство измерения нелинейности аналого-цифрового преобразователя, содержащее первый и второй генераторы гармонических сигналов, выходы котовых соединены с первым и вторым входами аналогового сумматора соответственно, аналогоцифровой преобразователь, последовательно соединенные цифровое вычитающее устройство, цифроаналоговый преобразователь, фильтр нижних частот и спектроанализатор, ог,гичающееся тем, что, с целью новы. щения точности измерения и снижения трудоемкости измерения, в него введены мультиплексор, демультиплексор, первый и второй элементы задержки, цифровой сумматор,первый и второй нхо:ь когорого сослннень; соответственно с вьходами первого и второо элементов задержки, выход соелинен с первым входом вычитаюгцего устройства, второй вход которого подключен к псрвому выходу демультиплексора, второй и третий выхо;ы которого соединены соответственно с входами первого и второго элементов задержки, и вход подключен к выхо,гу аналого-цифрового преобразователя, вход которого соединен с выходом мультиплексора, первый вход которого соединен с выходом аналогового сумматора, первый вход которого объединен с вторым входом мультиплексора, а второй вход аналогового сумматора объединен с третьим входом мультиплексора.