Устройство для автоматического измерения характеристики преобразования быстродействующих аналого-цифровых преобразователей

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН Ц 5 П Н 03 К 13/О ИЯ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ К АВТОРСКОМ и втос вывнения, о инис ни СР Ю ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТН(56) 1. Авторское свидетельство СССР9 892705, кл. Н 03 К 13/17, 1981.2. Авторское свидетельство СССРВ 824428, кл. Н 03 К 13/02, 1981.3, Е 1 есФгопс Еп 81 пеегхпц,Вер 1 ещдег, 1976, р. 57-61 (прототип(54) (57) УСТРОЙСТВО ЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ИЗМЕРЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИКИПРЕОБРАЗОВАНИЯ БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИХАНАЛОГО-ЦИФРОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ,1 содержащее аналоговый интеграторнапряжения, цифровой интегрирующийвольтметр, блок задания кодов, цифровой элемент сравнения, первый вхокоторого соединен с входной шиной, ,801058048 устройства, второй вход -с выходом блока задан кодов, биполярный коммутатор напряжения, первый рой входы которого соединены ходами цифрового элемента сра а выход - с входом аналоговог тегратора напряжения, о т л и ч а ющ е е с я .тем, что, с целью расширения Функциональных воэможностей, в него введены линия задержки, д криминатор нуля, сумматор напряже й и генератор периодического сигнала с нулевым сРедним значениям, выход которого соединен с входом линии задержки и входом дискриминатора нуля, выход которого. подключен к первой выходной шине устройства, при этом выход линии задержки соединен с первымвходом сумматора напряжений, второй вход которого подключен к выходу аналогового интегратора напряжения, а выход соединен с входом цифрового интегрирующего вольтметра и с второй выходной шиной устройства.Изобретение относится к электро"измерительной технике и используется для поверки и метрологическойаттестации аналого-циФровых преобразователей.Известны устройства для автоматического измерения характеристикпреобразования аналого-цифровыхпреобразователей, применяющие прецизионные цифроаналоговые преобразователи с характеристикой, которая 10строго обратна идеальной характеристике исследуемого аналого-цифровогопреобразователя Г 1 3 и Г 23.Недостатки укаэанных устройств -низкая точность и ограниченные Функциональные воэможности.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности являетсяустройство для автоматического измерения характеристики преобразования быстродействующих аналого-цифровых преобразователей, содержащееаналоговый интегратор напряжения,.цифровой интегрирующий вольтметр,блок задания кодов, цифровой элемент сравнения, первый вход которого соединен с входной шиной устройства, а второй вход - с выходом блефка задания кодов, биполярный коммутатор напряжения, первый и второйвходы которого соединены с выходамицифрового элемента сравнения, авыход - с входом аналогового интегратора напряжения ГЗ 3Недостатком известного устройства является то, что оно обеспечивает З 5измерение характеристики преобразования аналого-цифрового преобразователя тольков в статическом режиме.Цель изобретения - расширениефункциональных воэможностей устройст ва,Укаэанная цель достигается тем,что в устройство для автоматического измерения характеристики преобразования быстродействующих аналогоцифровых преобразователей, содержащееаналоговый интегратор напряжения,цифровой интегрирующий вольтметр,блок задания кодов, цифровой элементсравнения, первый вход которого соединен с входной шиной устройства, авторой вход - с выходом блока задания кодов, биполярный коммутаторнапряжения, первый и второй входы которого соединены с выходами цифрового элемента сравнения, а выход - с55входом аналогового интегратора напряжения, введены линия задержки, дискриминатор. нуля, сумматор напряженийи генератор периодического сигналас нулевым средним значением, выход 60которого соединен с входом линиизадержки и входом дискриминаторануля, выход которого подключен кпервой выходной шине устройства,при этом выход линии задержки сое динен с первым входом сумматоранапряжений, второй вход которогоподключен к выходу аналогового ин- .тегратора напряжения, а выход соединен с входом цифрового интегрирующего вольтметра и с второй выходнойшиной устройства.На фиг. 1 приведена структурнаясхема предлагаемого устройства наФиг. 2 - временная диаграмма напряжений на выходах соответствующих блоков.Устройство содержит генератор 1периодического сигнала с нулевымсредним (значением), выход которого соединен с входом линии 2 задержки и входом дискриминатора 3 нуля, выход которого подключен кпервой выходной шине устройства аналоговый интегратор 4 напряжения,сумматор 5 напряжений, испытуемыйаналого-цифровой преобразователь(АЦП) 6, цифровой интегрирующийвольтметр 7, цифровой элемент 8 сравнения, биполярный коммутатор 9 напряжений, блок 10 задания кодов, входную шину 11 устройства, первую ивторую выходные шины 12 и 13 устройства, соединенные с выходами дискриминатора нуля и сумматора напряжений соответственно, шины 14-16 испытуемого аналого-цифрового преобразователя 6.Перед началом поверки шины 14-16АЦП б соединяются соответственнос шинами 11-13 устройства,Устройство работает следующимобразом.Выходной сигнал генератора .1периодического сигнала с нулевымсредним (например, синусоидальныйсигнал) поступает на дискриминатор 3 нуля, Формирующий импульсыв моменты пересечения выходным сигналом генератора 1 нулевого уровня.Эти импульсы подаются на вход запуска испытуемого аналого-цифровогопреобразователя 6 и осуществляютзапуск циклов преобразования. Одновременно выходной сигнал генератора1 периодического сигнала с нулевымсредним поступает на линию 2 задержки, величина задержки которойвыбрана равной задержке срабатьвания дискриминатора 3 нуля за вычетом задержки распространения сигнала по первому входу сумматора 5напряжения. Таким образом, на выходе сумматора 5 напряжений и соответственно на входах цифрового интегрирующего вольтметра 7 и испытуемогоаналого-цифрового преобразователя бдействует сумма выходного сигналагенератора 1 периодического сигнала с нулевым средним и выходногонапряжения аналогового интегратора4 напряжения, причем в моменты запуска аналого-циФрового преобразователя б мгновенное значение напряжения на его входе равно текущему значению напряжения на выходе аналогового интегратора 4 напряжения. Последнее представляет собой медленно изменяющееся пилообразное . 5 напряжение,с размахом в пределах одного кванта шкалы испытуемого аналого-цифрового преобразователя, Формирующееся следующим образом.На вход цифрового элемента 8 10 сравнения с выхода блока 10 задания кодов подан код, соответствующий номеру измеряемой точки характеристики пресбразования. Если выходной код испытуемого аналого-цифрового преобразователя б, полученный в результате очередного цикла преобразования, не равен выходному коду блО ка 10 задания кодов (например, меньше его), соответствующий выходной сигнал цифрового элемента 8 сравненияпереключает биполярный коммутатор 9 напряжения таким образом, что выходное напряжение аналогового интегратора 4 начинает возрастать. Когда оно достигнет значения, при котором выходной код испытуемого аналого-цифрового преобразователя б превышает код, установленный в блоке 10 задания кодов, выходной . сигнал цифрового элемента 8 срав- ЗО нения подключает с помощью биполярного коммутатора 9 напряжений на 1 вход аналогового интегратора 4 напряжение противоположной полярности, и выходное напряжение аналогового 35 интегратора начинает уменьшаться. Описанный процесс циклически повторяется, прн этом напряжение на выходе аналогового интегратора 4 напряжения пилообразно изменяется в пре делах кванта с номером, соответствующим значению кода, установленного в блоке 10 задания кодов.Среднее значение выходного напряжения сумматора 5 напряжений, состоящего иэ суммы периодического сигнала с нулевым средним и пилообразного сигнала с выхода аналогового интегратора 4 напряжений, измеряет=- ся цифровым интегрирующим вольтмет-, ром 7 в течение большого числа циклов изменения пилообразного напряжения. Таким образом, в результате измерения на такало цифрового интегрирующего вольтметра индицируется напряжение, соответствующее середине выбранного кванта шкалы испытуемого аналого-циФрового преобразователя (О на фиг. 2). После регистрации результата измерения блок.10 задания кодов устанавливает код, соответствующий номеру следующей измеряемой точки шкалы, и циклы измерения повтЬряются до получения полной информации о всех заданных точках характеристики преобразования испытуемого аналого-цифрового преобразователя.Предлагаемое устройство по сравнению с прототипом имеет расширенные,функциональные возможности, так как позволяет измерить характеристику преобразования в динамическом режиме при быстроменяющемся входном сигнале, причем параметры динамического режима могут быть выбраны индивидуально для каждого типа аналогоцифрового преобразователя путем установки соответствующих значений амплитуды и частоты периодического сигнала с нулевым средним. Возможность измерения характеристики преобразования.в статическом режима также сохраняется, так как при отсоединении выхода линии задержки от первого входа сумматора напряжений динамическая компонента сигнала на входе испытуемого аналого-цифрового преобразователя исчезает. Таким образом, обеспечивается возможность аттестации испытуемого аналого-цифрового преобразователя раздельно по статическим и динамическим характеристикам с помощью одного и того же устройства в одинаковых условиях эксперимента, что повышает достоверность оценки взаимосвяэи этих характеристик.одп а комитета СССРи открытийокая наб., д. 4/ ал ППП фйатентф, г. ужгород, ул. Проектная