Способ измерения нелинейности цифро-аналоговых преобразователей

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ нн 995306 Сфмз СоветскихСфциаяистйческихРеснублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 25,07. 80 (21) 2961 б 57/16-21 с присоединением заявки ЙоН 03 К 13/02 Государственный комитет С.СС Р и делам изобретений и открытийДата опубликования описания 070283(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ НЕЛИНЕЙНОСТИ ЦИФРОАНАЛОГОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ1Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для из. - мерения нелинейности цифро-аналоговых .преобразователей (ЦАП),Известен способ измерения нелинейности ЦАП, заключающййся Ф сравнении выходного напряжения ЦАП с эталонными напряжениями и измерением их разности 13.10Недостатком метода является низкая точность измерения, обусловленная погрешностью формирования эталонных напряжений.Известен также способ измерения нелинейности цифро-аналоговых преоб разователей, заключающийся в сравнении выходных напряжений отдельно - включенных, начиная со.старшего, раз- рядов проверяемого пирро-аналогового преобразователя с образцовыми найряжениями эталонного источника и изме-. рения их разности 23.Недостатком данного способа. является низкая точность, обусловленная погрешностью формирования образцовых напряжений.Цель изобретения - повиаение точности измерения нелинейности.Поставленная цель достигается согласно способу измерения нелинейнос ти. цифро-аналоговых преобразователей, заключающемуся в сравнении выходных напряжений отдельно включенных, начиная со стараего; разрядов цифро- аналогового преобразователя с Образцовыми напряжениями эталонного источника и измерении их разности, перед операцией сравнения выходного напряжения старшего разряда цицеро-аналогового преобразователя регулируют образцовое напряжение эталонного источника до величины, равной половине увеличенного на ступень квантования максимального значения выходного напряжения цифро-аналогового преобразователя, а перед сравнением выход ного напряжения каждого из последующих разрядов регулируют образцовое напряжение эталонного источника до величины, равной половине выходного напряжения прерыдущего разряда.Ж На чертеже приведена структурная схема устройства,:реализующего способ измерения нелинейности ЦАП.Устройство содержит источник 1 опорного напряжения, блок 2 управления, проверяемый ЦАП 3, вольтметр 4, однополюсный переключатель 5, магазин б сопротивлений, прецизионные+г,11,5 р .. ф" +1 Ч 1 2 1-1 / 1 1 1Р 21-1 2-2 2,2 " 212 55 Р21=2 2 / резисторы 7 и 8 одного номинала, двухполюсный переключатель 9,Устройство работает следующим образом.Источник 1, магазин б сопротивлений, переключатели 5 и 9 и резисторы 7 и 8 образуют регулируемый эталонный источник образцовых напряжений.В исходном положении с помощью блока 2 управления на выходе ЦАП 3 устанавливается максимальное напряжение, Магазином б сопротивлений производится регулировка образцового напряжения на подвижном контакте переключателя 5 таким образом, чтобы вольтметр показал превышение этим напряжением выходного напряжения ЦАП на величину ступени квантования. В результате на подвижном контакте переключателя 5 формируется образцовое напряжение О.После этого на выходе ЦАП 3 включается напряжение наиболее значащего (старшего) разряда и включается переключатель 5. Вольтметр измеряет разность , поступающих на него напряжений. Затем переключается переключатель 9 и вольтметр измеряет разность г,. Проведенные измерения позволяют определить величину выходного напряжения старшего разряда, выразив ее через увеличенное на ступень квантования максимальное выходное напряжение ЦАП: - +Г +1 о2 " -4 Отсюда видно, что величина нелинейности -го разряда д; составляет 2 1-1д - 1+ - . +г. + 1,р к 2-1 2 -2 Таким образом погрешность измерения 60 нелинейности-го разряда д; состав.ляет Отсюда видно, что величина нелинейности первого разряда составляет д=.=г+1,5 у. Таким образом погрешностьизмерения нелинейности первого разряда д 1 составляет сР= +1,5 у.5 Аналогичным образом последовательно осуществляется измерение нелинейности последующих разрядов, Для общности рассмотрим процесс измерения нелинейности 1-го разряда ЦАП. С помощью блока 2 управления навыходе ЦАП 3 устанавливается напряжение предыдущего -1-го разряда. Магазином б сопротивлений производится регулировка образцового напряжения на подвижном контакте выключенного переключателя 5 таким образом, чтобывольтметр показывал О, В результате на подвижном контакте переключателя 5 формируется образцовое напряжение, равное выходному напряжению 1-1-го разряда ОПосле этого на выходе ЦАП 3 вклю чается напряжение -го разряда ивключается переключатель 5,Вольтметр измеряет разность г поступающих на него напряжений. Затем переключается переключатель 9 и вольтметр иэме ряет разность г . Проведенные измерения позволяют определить величину выходного напряжения-го разряда, выразив ее через увеличенное на ступень квантования максимальное выходное напряжение ЦАП и результаты измерений нелинейности предыдущих разрядовУчитывая, что в скобках стоит сумма геометрической прогрессии, получаем Следовательно, предлагаемый способпозволяет измерять нелинейность разрядов ЦАП с погрешностью, не превышающей утроенную погрешность измерителя разности сравниваемых напряжений(в данном устройстве вольтметра).Значение максимальной нелинейностиЦАП вычисляется как полусумма абсолютных величин нелинейности отдельно включенных разрядов.995306 Формула изобретения Составитель А.СимагС.вско Техред М,надь орректор Е. Ро Редакто акаэ 670/45 Тираж 934 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Подписноекомитета СССРи открытийаушская наб., д,4/ филиал ППП "Патентф, г.ужгород, ул.Проектная,5Использование предлагаемого способа измерения нелинейности цифроаналоговых преобразователей дает возможность снизить погрешность измерения не менее, чем в 10 разчто обеспечивает повьыение выхода годныхпреобразователей по заданной нелинейности не менее, чем н 10. от общего количества выпускаемых изделий. Способ измерения нелинейности цифро-аналоговых преобразователей,. заключающийся в сравнении выходных напряжений отдельно включенных, начиная со старшего, разрядов цифро-аналогового преобразователя с образцовыми напряжениями эталонного источника и измерении их разности, о т л и- -ю щ и й с я тем, что, с целью повышений точности измерения, перед,операцией сравнения выходного напряжения старшего разряда цифро-аналогового преобразователя регулируют образцовое напряжение эталонного источ 5 ника до величины, равной половинеувеличенного на ступень квантованиямаксимального значения выходного напряжения цифра-аналогового преобразователя, а перед сравнением выход 30 ного напряжения каждого из последую-щих разрядов регулируют образцовоенапряжение эталонного источника довеличины, равной половине выходногонапряжения предыдущего разряда.5 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 600719, кл, Н 03 К 13/02, 01.07.74,2. "Вопросы радио-электроники",2 О 1975, сер.ЭВТ, вып.5, с. 40-45 (прототип).