Способ коррекции погрешностей аналого-цифрового преобразования

(21) 4022161/ (22) 13,02,86 (46) 30,12,87 (72) узн 24-2 Бюл. "- 48 В,М.К Г,Кухт ецов, А.СЛесной иЪ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(Ыб) Микроэлектронные цифроаналоговые и аналого-цифровые преобразователи информации /Под ред. В,Б.Смолова. Л,; Энергия, 976, с, 272-276,Авторское свидетельство СССР В 984030, кл, Н 03 М 1/06, 1979. (ы 4) спОсОБ кОРРекЦии пОГРешнОстей АНАЛОГО-ЦИФРОВОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ. (Ы 7) Изобретение относится к автомати. ке, измерительной и вычислительной технике и может быть использовано в метрологическом обеспечении цифровых информационно-измерительных систем. Целью изобретения является расширение диапазона и снижение приведенной погрешности аналого-цифрового преобразования, Процесс коррекциипогрешности состоит из трех тактов.В первом такте производят аналогоцифровое преобразование исходногоаналогового сигнала и определяют значение скорректированного аналогового сигнала. путем умножения исходного сигнала на отношение кода, соответствующего верхнему пределу преобразования, и результата аналого-цифрового преобразования исходного сигнала. Во.втором такте производятаналого-циФровое преобразование скорректированного аналогового сигнала,а в третьем такте до определенияскорректированного результата преобразования осуществляют формированиеобразцового аналогового сигнала,равного верхнему пределу преобразования, и его аналого-цифровое преобразование, а скорректированный резултат определяют по формуле, 1 ил.(2) макс Изобретение относится к автоматике, измерительной и вычислительной технике и может быть использовано в метрологическом обеспечении цифровых информационно-измерительных систем.Цель изобретения - расширение диапазонаи снижение приведенной погрешности аналого-цифрового преобразования, 10Сущность способа заключается в следующем.Весь процесс коррекции погрешностей аналого-циФрового преобразования состоит из трех тактов. 15В первом такте производят аналогоцифровое преобразование исходного аналогового сигнала Б. Приведенная погрешность аналого-цифрового преобразования где Б - цена младшего разряда шкалыкорректируемого аналогоцифрового преобразователя(АЦП);Б, - значение преобразуемого исходного сигнала,Из уравнения (1) видно, чтопринимает наименьшее значение, когдаБ, принимает наибольшее значение.Чтобы снизить значение приведеннойпогрешности, преобразование нужнопроводить при Б близком к Бьоверхнему пределу преобразования входного аналогового сигнала. Поэтомуопределяют отношение значений образцового кода Ум , и кода 1Во втором такте производят аналого-цифровое преобразование исходногосигнала, увеличенного в У/У, раз.Аддитивная составляющая погрешности,определяемая сдвигом характеристикикорректируемого АЦП, оказывает наименьшее влияние на результат аналого-цифрового преобразования научастке характеристики, близком кУ , поэтому ею можно пренебречь,В третьем такте производят аналого-цифровое преобразование образцового аналогового сигнала, равного Б .Для учета мультипликативной составляющей погрешности аналого-цифровогопреобразования определяют поправочный коэффициент и корректируют результат преобразования, полученный во втором такте поформуле Чтобы получить скорректированный результат преобразования исходного аналогового сигнала, значение кода У уменьшают в 1 мак /У, раз: Из уравнений (2) - (4) определяют выражение для вычисления скорректированного результата исходного сигнала На чертеже приведена структурнаясхема измерительного вычислительного комплекса (ИВК) для реализацииспособа,В состав ИВК входят АЦП 1, управляющий вычислительный комплекс (УВК)2, коммутатор 3 аналоговых сигналов,цифровой управляемый делитель 4 иисточник 5 образцового сигнала.АЦП 1 производит преобразованиеисходного аналогового сигнала 11увеличенного в У /У, раз, и обратного сигнала, равного 11 а, в циф"ровой код. УВК 2 с помощью оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) запоминает значения кодов 7, ч,ч макс вычисляет результат деления Ум/У и округляет его до ближайшего меньшего значения согласно шкале возможных коэффициентов передачиделителя 4, устанавливает коэффициент передачи делителя равным 1 и округленному результату деления УмП управляет работой коммутатора 3, АЦП 1 и источника 5.Коммутатор 3 подключает аналоговые сигналы с выхода делителя 4 к аналоговому входу АЦП 1, а образцовый аналоговый сигнал, равный П, с выхода источника 5 - к аналоговому входу АЦП 1;Делитель 4 устанавливает коэффициент передачи исходного аналогового сигнала по коду, поступающему с УВК 2,4мул а и э о б р е т е ни яособ коррекции погрешностейго-цифрового преобразования,ающий три такта аналого-цифропреобраэования, в первом,изых осуществляют аналого-цнфрореобразование исходного аналоо сигнала и определяют значекорректированного аналоговогоала, во втором такте осуществляалого-цифровое преобразованиеектированного аналогового сига в третьем такте определяютектированный результат преобрания, о т л и ч а ю щ и й с ячто, с целью расширения диапазоснижения приведенной погрешносалого-цифрового преобразования,вом такте аналого-цифровогоразования значение скорректиного аналогового сигнала опрет путем увеличения исходногогового сигнала пропорциональноению кода, соответствующего верхпределу преобразования, и реата аналого-цифрового преобраия исходного аналогового сигнав третьем такте до определенияектированного результата преобания осуществляют формированиецового аналогового сигнала,го верхнему пределу преобразои его аналого-цифровое преобрание, а скорректированный резульреобраэования определяют полеУ Ух = т --- (г - -- ),максмас- результат аналого-цифрового преобразования исходного аналогового сигнала;- результат аналого-цифрового преобразования образцового сигнала, равного верхнему пределу преобразования;- код, соответствующий верхнему пределу преобразованияУ - результат аналого-цифрового преобразования скорректированного аналоговогосигнала,з 1363470Источник 5 вырабатывает образцо- форвый аналоговый сигнал, равный П СпРабота ИВК при реализации предла- аналогаемого способа коррекции погрешнос- включ5тей аналого-цифрового преобразования вогозаключается в следующем. которВ первом такте на управляемый вое пвход делителя 4 с управляющего вы- говогхода УВК 2 подают код, устанавливаю ние сщий коэффициент передачи делителя 4 сигиравным 1, На аналоговый вход делите- ют анля 4 подают исходный сигнал, От УВК скорр2 воздействуют на управляемый вход нала юкоммутатора 3, С помощью коммутатора 15 скорр3 подключают исходный аналоговый зовасигнал с выхода делителя 4 к входу тем,преобразователя 1, От УВК 2 воздейст- на ивуют на управляемый вход преобразова- ти антеля 1, С помощью преобразователя 1 2 О в перпреобразуют исходный аналоговый сиг- преобнал в цифровой код У . Код У, переда- рованют в ОЗУ УВК 2, В УВК 2 вычисляют и деляюокругляют результат деления Ум , П, аналои подают с управляющего выхода на 25 отношуправляемый вход делителя 4 код, ус- немутанавливающий коэффициент передачи эультделителя равным округленному резуль- зовантату деления У , /У, . Во втором так- ла, ате воздействуют от УВК 2 на управля- Зо скорремый вход коммутатора 3, С помощью разовкоммутатора 3 подключают исходный образаналоговый сигнал, увеличенный в равномас (" Раз, к входу АЦП 1. От УВК вания2 воздействуют на управляемый вход35зоваАЦП 1, в результате чего последний тат ппреобразует аналоговый сигнал, увели- формученный в У , /У, раз, в цифровойкод У. Код У передают в ОЗУ УВК 2.В третьем такте воздействуют от УВК 4 О где У2 на источник 5 и на управляемыйвход коммутатора 3, С помощью коммутатора 3 с выхода источника 5 подклю- Учают образцовый сигнал, равный Бк входу АЦП 1, От УВК 2 воздействуют 45на управляемый вход АЦП 1, в которомосуществляется преобразование образ- .цового аналогового сигнала в цифро" У11 мавой код У . Код 1 передают в ОЗУУВК 2. По окончании третьего тактапреобразования в процессоре УВК 2вычисляется скорректированный результат аналого-цифрового преобразования,1363470 Составитель В,ВойтоТехред Л. Сердюкова,Редактор А,Ога ректор С,Ше аказ 6380 54 ог с лиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4 Производственн Тираж 900 ВНИИПИ Государствен по делам изобре 113035, Москва, Ж, РаушПодписн омитета ССС и открытий наб д,4/5