Измеритель нелинейности аналого-цифровых преобразователей

.В.Темногрудов8.8) видетельство СССРК 13/02,980.детельство СССРК 13/07, 1977 ос е атора, второи вхо ен с второй шиной этом первый вход соединен с выходо сравнения кодов, выходом элемента г которо- порного с торо гопервоговторой кода, прсчетчик облемента ход - с ер 4 Р ОСУДАРСТЯЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54)(57) ИЗМЕРИТЕЛЬ НЕЛИНЕЙНОСТИ АНАЛОГО-ЦИФРОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ, содержащий источник калиброванного напряжения, два сумматора, аналогоцифровой преобразователь, первый счетчик, реверсивный счетчик,преобразователь код - напряжение, первый элемент сравнения кодов, генератор импульсов, выход которого непосредственно соединен с первым входом аналого-цифрового преобразователя и через последовательно соединенные первый счетчик и пре разователь код - напряжение - с пер вым входом первого сумматора, второ,801115220 А вход которого соединен с выходомисточника калиброванного напряжения,а выход через аналого-цифровой преобразователь - с первым входом первого элемента сравнения кодов, второй вход которого соединен с первойшиной опорного кода, причем первыйвход второго сумматора соеДинен свыходом реверсивного счетчика и выходной шиной, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью расширения функционапьных возможностей, в него введены элемент задержки, второй счетчик и второй элемент сравнения кодов, выходы которого соединены с вхдами реверсивного счетчика, первыйвход - с вторым выходом первого счетчика и входом элемента задержки, второй вход - с выходом второго счет- ффчика, а третий вход - с выходом вто Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для экспериментальных исследований, технологического и выходного контроля 5аналого-цифровых преобразователей( АЦП) и цифровых вольтметров (ЦВ),Известно устройство для измерения погрешности аналого-цифровогопреобразователя, содержащее контролируемый аналого в цифров преобразователь, эталонный цифроаналоговый преобразователь, счетчик, генератор импульсов, блок управления,два арифметических блока, регистр,блок регистрации и блок логическойобработки (11.Недостатком данного устройстваявляется несоответствие получаемойоценки с принятым определением дифференциальной нелинейности АЦП. Кроме того, с его помощью цевозможноосуществлять непрерывное слежениеза искомой характеристикой.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности являетсяустройство для измерения функции распределения случайной погрешности аналого-цифрового преобразователя, содержащее источник калиброванногонапряжения, блок суммирования напряжений, элемент сравнения кодов,управляемый генератор, счетчик,пересчетный блок, выход источникакалиброванного напряжения подключенк блоку суммирования напряжений, кдругому входу которого подключенвыход преобразователя код-напряжение, выход блока суммирования напряжений соединен с входом контролируемого аналого-циФрового преобразователя, выход которого соединен с элементом сравнения кодов, другой входкоторого соединен с клеммой опорного кода, выход управляемого генератора подключен к входу Запуск"контролируемого аналого-цифровогопреобразователя и к входу счетчика, выход переполнения которого подключен к входу пересчетного блока,выход которого подключен к входуСтоп" управляемого генератора,коммутатор, блок памяти, реверсивный счетчик и сумматор, причем прямой выход элемента сравнения кодовсоединен с входом коммутатора и с вы.55читающим входом реверсивного счетчика, а инверсный выход элемента сравнения кодов соединен с суммирующим 220входом реверсивного счетчика, выходы старших разрядов которого подключены к входу сумматора, второй вход которого подключен к входу пре; образователя код-напряжение, выход счетчика подключен к управляющему входу коммутатора, выходы которого подключены к соответствующим входам блока памяти21.Недостатком известного устройства являются ограниченные функциональные возможности, так как оно не позволяет непосредственно определять дифференциальную нелинейность АЦП.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей измерителя.Поставленная цель достигается тем, что в измеритель нелинейности аналого-цифровых преобразователей, содержащий источник калиброванного напряжения, два сумматора, аналогоцифровой преобразователь, первый счетчик, реверсивный счетчик, преобразователь код-напряжение, первый элемент сравнения кодов, генератор импульсов, выход которого непосредственно соединен с первым входом аналого-цифрового преобразователя и через последовательно соединенныепервый счетчик и преобразователькод-напряжение - с первым входомпервого сумматора, второй вход которого соединен с выходом источникакалиброванного напряжения, а выходФчерез аналого - цифровой преобразова-. тель - с первым входом первого элемента сравнения кодов, второй вход которого соединен с первой шинойопорного кода, первый вход второго сумматора соединен с выходом реверсивного счетчика и выходной шиной, введены элемент задержки, второй счетчик и второй элемент сравнения кодов, выходы которого соединены с входами реверсивного счетчика, первый вход - с вторым выходом первого счетчика и входом элемента задержки, второй вход - с выходом второго счетчика, а третий вход - с выходом второго сумматора, второй вход которого соединен с второй шиной опорного кода, при этом первый вход второго счетчика соединен с выходом первого элемента сравнения кодов, а второй вход - с выходом элемента задержки.На чертеже показана структурнаяэлектрическая схема предлагаемогоизмерителя.115220 4сумматора 2 ца вход АЦП 3, выходнойкод которого М сравнивается элементом 4 с опор 1 п 1 м кодом по . приизменении напряжения, действую 111 его цавходе контролируемого преобразова 1 еля,в пределах участка шкалы последцего,соответствующего коду Ю о, ца выходеэлемента 4 появляется подтверждениеК,= П При равенстве Ю= пв счетный О импульс с выхода элемента 4 поступает на счетный вход счетчика 11. Таким образом, за период развертки1 на выходе счетчика 1 формируетсякоД 15 р, пРопоРЦиональный РеальномУ 5 значению кванта .о, В конце периода развертки счетчик 6 разрешаетсравнение кодов 11 р и ц 1, после че -го счетчик 11 импульсом с выходаэлемента 1 О сбрасывается в нулевое щ 0 состояние 1 змерцтель содержит источник 1калиброванного цап)Яжеци 51сумматор 2, ацлло 1 о-цифровой преобразователь (АЦ 11 3, элемецт 4 сравнениякодов, генератор 5 импульсов, счетчик 6, преобразователь 7 код - напряжение, реверсив 1 п 1 й счетчик 8, суммутор 9, элемент 10 задержки,счетчик1 и элемент 12 сравнения ко.дов,Источниккалиброванных напряжений через сумматор 2 соединен свходом ЛЦП 3, выход которого подключен к первому входу элемента 4,объединенного вторым входом с о 1 инойопорного кода По , а выходом - свходом счетчика 11, Выход генератора 5 связан с запускающим входомАЦП 3 и счетцым входом счетчика 6,подсоединенного первым выходом через преобразователь код-напряжение 7к второму входу сумматора 2, а вторым - к разрешающему входу элемента 12 и через элемент 10 к входу"Сброс" счетчика 1. Выход счетчика 1 подключен к первому входуэлемента 12, второй вход которогообъединен с выходом сумматора 9,а два выхода - с соответствующимидвумя входами реверсивногб счетчи 30ка 8, выход которого, являющийсявыходом измерителя, соединен с первым входом сумматора 9, подключенного вторым входом к шине второгоопорного кода 11,Измеритель определяет разностьмежду реапьным и номинальнь 1 м значением некоторого кванта, для которого 8 о = М о . С выхода источника 1образцовое напряжение О = ь 1 Мь со 40ответствующее номинальному значениюцентра кванта 11 о, подается черезсумматор 2 на вход контролируемого АЦП 3.Запуская ЛЦП 3, генератор 5 одновременно заполняет счетными импуль 45сами счетчик 6, на выходе которогоформируется код 11, преобразуемыйпреобразователем 7 в ступенчатоизменяющееся напряжение О . 1 , суммируясь с Оопоступает с выхода Оанп= 2 Пьцаыгде Ц - объем счетчика 6;номинальное значение кванта 1 О, Равное еДиниЦе млаДшего разряда ЛЦП;2 011 щ- размах развертки ОПри и р п( с соответствующего выхода элемента 12 счетный импульс записывается по разрешению с выхода счетчика. 6 на вычитающий, а,при 1и 1 - на суммирующий вход ревер сивного счетчика 8. При неравенст" вах йр и 111 на выходе реверсивного счетчика формируется код разности П о - П 1, соответствующий дифференциальной нелинейности АЦП 3.Точность получаемой оценки не зависит от точности задания Оо а опреОделяется разрядностью счетчика 6 исоотношением2 УцщсЧн Таким образом, предлагаемый измеритель позволяет непосредственно получать оценку дифференциальной нелинейности и осуществлять непрерывное слежение за изменением.этой характеристики во времени.115220Составитель А, ТитовРедактор А. Козориз Техред М, Тепер Корректор О.ТигорЗаказ 6791/44 Тираж 861 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП"Патент", г.ужгород,ул. Проектная,4