Устройство для контроля цифроаналогового преобразователя

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИОТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН М 16 ОП ЗОБРЕТЕН ВИ ЕТЕЛЬСТВ Н АВТОРСНО т ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(56) Авторское свидетельство СССР У 60019, кл. Н 03 М 1/66, 1974.Авторское свидетельство СССР В 919075, кл. Н 03 М 1/66, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ. КОНТРОЛЯ ЦИФРО АНАЛОГОВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к автом тике и измерительной технике и мож быть использовано для контроля цифроаналоговых преобразователей. Цел 80141028 А 1 изобретения - повышение точностиконтроля. Устройство для контроляцифроаналогового преобразователя содержит двоичный счетчик 1, индикато2, генератор 3 пилообразного напряжения, задающий генератор 4, блок 5сравнения аналоговых сигналов, аналоговый сумматор 6 и цифроаналоговый преобразователь 7. Введение вустройство одноразрядного цифроаналогового преобразователя 7 и аналогового сумматора 6 с соответствующими связями позволяет повысить точность контроля линейности цифроаналоговых преобразователей. 2 ил.Изобретение относится к автоматике и измерительной технике и предназначено для контроля цифроаналоговых преобразователей как при производстве, так и в процессе эксплуатации.Цель изобретения - повышение точности контроля цифроаналогового преобразователя ЦАП.путем обеспечения регистрации отклонения линейности характеристики меньших, чем наименьший шаг преобразования.На Фиг. 1 представлена Функциональная схема устройства; на фиг,2 - временные диаграммы, поясняющие ра боту устройства.Устройство для контроля ЦАП (фиг.1, содержит двоичный счетчик 1, индикатор 2, генератор 3 пилообразного напряжения, задающий генератор А, 20 блок 5 сравнения аналоговых сигналов, аналоговый сумматор 6 и одноразрядный цифроаналоговый преобразователь,7.Устройство работает следующим образом. 25Контролируемый ЦАП 8 преобразует выходные сигналы (кроме младшего разряда) двоичного счетчика 1 в аналоговый сигнал, поступающий на второй вход аналогового сумматора б, на вы ходе которого Формируется сигнал 10 (фиг. 2), представляющий собой сумму ,сигнала 11 на выводе контролируемого ЦАП 8 и сигнала 12 на выходе генератора 3 пилообразного напряжения35 ГПН с коэффициентами суммирования К 2 и К и соответственно. Изменяя амплитуду сигнала 10 при изменении сигнала 11 на выходе контролируемогоЦАП 8 вследствие увеличения содери- мого двоичного счетчика 1 на единицу не превышае 1 величины К 2 Дп 1, где й - минимальный шаг преобразопрвания контролируемого ЦАП 8. Указанное условие выполняется, если при совпадении направления изменения сигнала на выходе ГПН 3 с направлением изменения сигнала контролируемого ЦАП 8 при переключении двоичного счетчика 1 коэффициенты К и К 250 противоположны по знаку (т.е. происходит вычитание сигналов), а при несовпадении - коэффициенты К и К 2 совпадают по знаку (т.е. происходит суммирование сигналов). Диапазон изменения сигнала на выходе аналого - вого сумматора 6 при максимальном и минимальном уровнях сигнала на выходе ГПН 3 перекрывает диапазон из -менения того же сигнала (на выходеаналогового сумматора 6) эа счетизменения сигнала на выходе контролируемого ЦАП 8, Указанное соответствует тому, что в общем случае коэффициенты К и К 2 должны удовлетворять условиям:К 10 ми н Г О н К 7 Пмис и 4 пКПммксгпи К 2 Пмин цдпПщпгпцэ ПиинПмэ Ччщс гиэ Плакс Аминимальные и максимальные значенияуровней напряжения выходных сигналовконтролируемого ЦАП 8 и ГПН 3, причем эти условия должны выполнятьсяпри всех возможных в процессе работыустройства изменениях сигналов навыходах контролируемого ЦАП 8 и ГПН 3,возникающих вследствие температурного и временного дрейфа, чем и обеспечивается независимость результатовконтроля от изменения нулевого уровня на выходе контролируемого ЦАП 8.На Фиг. 2 приведены временные диаграммы работы устройства нри К 1 = К 2=1. С выхода аналогового сумматора 6сигнал 10 поступает на первый входблока 5 сравнения аналоговых сигналов, на второй вход которого поступает сигнал 9 с выхода одноразрядного ЦАП 7. Уровни П и 32 сигнала 9удовлетворяют условиям. КОман гпту++ К и , т.е, уровни сигнала 9должны находиться внутри диапазонаизменения сигнала 10.Кроме того,Е (02-П( Е + Кг ДЛ 1где Е - напряжение порога срабатывания блока 5 сравнения аналоговыхсигналов. Блок 5 сравнения аналоговых сигналов может быть реализованна двух компараторах, источникеопорного напряжения Е и элементе ЗИ.Когда напряжение сигнала 10 будет находиться между уровнями 02 и П 2+ Е,то в момент поступления на вход стробирования блока 5 сравнения аналоговых сигналов импульса сигнала 14 свыхода задающего генератора Й (момент г.)на выходе блока 5 сравненияаналоговых сигналов Формируется импульс сигнала 15, переключающиймладший разряд двоичного счетчика 1,выходной сигнал 16 которого переключает передним фронтом следующий разряд двоичного счетчика 1, и сигнал10 изменяется на величину К й.Одновременно одноразрядный ЦАП 7,3 141 управляемый выходным сигналом младшего разряда двоичного счетчика 1, измеряет сигнал 9 на своем выходе до уровня Б Если уровень сигнала 10 после момента , находится между уровнями Б и Б, + Е, то в момент й прихода следующего импульса сигнала 14 младший разряд двоичного счетчика 1 переключится и уровень сигнала 9 снова примет значение Ц.Чтобы указанное переключение было возможным, необходимо,:чтобы уровень сигнала 10 в моментпревышал уровень 0 сигнала 9, из чего следует усло 1вие для скорости изменения сигнала 12 на выходе ГПН 3;21 Пгпи К 1 ТЕ + К 21 пр О 1 "1)где Т - период сигнала 14;АБгп 1 - величина изменения сигнала12 за время Т .Уровень П поддерживается на выходе одноразрядного ЦАП 7 до момента С, затем процесс повторяется. Если в момент с уровень сигнала 10 будет меньше Б сигнал 17), то напряжение Б на выходе одноразрядного ЦАП 7 не изменяется (сигнал 13) и переключения двоичного счетчика 1 прекращаются на период Т сигнала 12 на выходе ГПН 3. Таким образом, в процессе работы устройство производит сравнение всех шагов сигнала 10 (которые соответствуют шагам сигнала 11 на выходе контролируемого ЦАП 8 с уровнем П сигнала 9, т.е. осуществляет контроль характеристики ЦАП 8. После того, как в течение одного периода Т сигнала 1 2 контролируемый ЦАП 8 безошибочно сформирует все уровни выходного сигнала 11, двоичный счетчик 1 за счет переполнения перейдет в начальное состояние и в следующем периоде Т сигнала 12 цикл контроля повторяется. Равенство периодов переключения старшего разряда двоичного счетчика 1 и сигнала 12 на выходе ГПН 3 регистрируется индикатором 2, что свидетельствует об отсутствии ошибок в формировании сигнала контролируемым ЦАП 8. Если хотя бы один из уровней сигнала 11 сформирован с ошибкой, переключение двоичного счетчика 1 прекращается на время Т и период переключения старшего разряда двоичного счетчика 1 не совпадает с периодом сигнала на выходе ГПН 3, что регистрируется индикатором 2 и свидетельствует о 0278 наличии нарушений монотонности илилинейности характеристики контролируемого ЦАП 8. Величина ошибкиформирования одного из уровней сигнала 11 определяется превьппениемсигналом 9 уровня сигнала 10 в моменти удовлетворяет условиюДП10 Е+О -Л )К + -- -К сП -Б6 Ою 2 Т 1 1ф 1 откуда д 7 - -)Е+К д -(П -Ц )+ и К - 1 пР гпц 15Как видно из приведенного соотношения, величина ошибки формирования шага преобразования, регистрируемой в устройстве, не ограничена величиной шага преобразования как в прототипе, и может быть уменьшена при соответствующем выборе параметров элементов . В частности при Е + 25 + К 1 5 п = Б 1- Уточность устройстваопределяется только скоростью изменения сигнала 12 на выходе ГПН 3 и коэффициентами суммирования К 1 и К в аналоговом сумматоре 6, т,е. не зависит от величины напряжения порога срабатывания Е в устройстве 5 сравнения аналоговый сигналов и величины шага преобразования п контролируемого ЦАП 8, чем обеспечивается повышение точности контроля.) 35 Формула изобретения Устройство для контроля цифроаналогового преобразователя, содержащее двоичный счетчик, выходы которого, кроме выхода младшего разряда,являются выходной шиной, генераторпилообразного напряжения, выход которого подключен к первому входу индикатора, второи вход которого соечдинен с выходом старшего разрядадвоичного счетчика, счетный входкоторого подключен к выходу блокасравнения аналоговых. сигналов, входстроирования которого соединен свыходом задающего генератора, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения точности контроля, 55в него введены одноразрядный цифро" аналоговый преобразователь и аналоговый сумматор, первый вход которого является входной шиной, второй входсоединен с выходом генератора пило.аказ 3495/57 Т одписное ВН митета Сткрытий венного осуд ам и ретении 35, Рау 4 035,ая наб,сква дприятие, г, Ужгород, ул, Проектная,ско оизводственно-поли 5 141заразного напряжения, а выход подключен к первому информационному входу лока сравнения аналоговых сигналов, торой информационный вход которого соединен с выходом одноразрядногоцифроаналогового преобразователя,вход которого соединен с выходом младшего разряда двоичного счетчика.