Устройство контроля аналого-цифровых преобразователей

(51) 4 Н 03 М 1/1 О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПОДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРВ 991599, кл. Н 03 М 1/ 1 О, 1983.Авторское свидетельство СССРМф 1193776, кл. Н 03 М 1/ 10, 1985.(54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ АНАЛОГОЦИФРОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ(57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контролягистерезиса и дрейфа аналого-цифроЯО 1427565 А 1 вых преобразователей. Цель изобретения - расширение области применения,Для этого в устройство, содер)кащееинтегратор 2, блок 4 сравнения кодов, первый и второй счетчики 9, 11импульсов, первый элемент И 12, первый и второй триггеры 24, 19, генератор 3 тактовых импульсов, введенытретий счетчик 10 импульсов, мультиплексор 22, источник 1 постоянногонапря)кения, три коммутатора 15-17,Т-триггер 18, элемент И 20, формирователь 21 импульсов, что позволилоосуществить оценку нестабильностианалого-цифровых преобразователей.1 илеИзобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля точностных параметров аналого-цифровых5 преобразователей (АЦП).Целью изобретения является расширение области применении за счет получения возможности оценки нестабильности АЦП. 1 ОНа чертеже представлена функциональная схема устройства.Устройство содержит источник 1 постоянного напряжения, интегратор 2, генератор 3 тактовых импульсов, блок 15 4 сравнения кодов, входную шину 5, рыходную шину б, шину 7 опорного кода, входную шину 8 "Пуск", счетчики 9-11 импульсов, элементы И 12-14, коммутаторы 15-17, Т-триггер 18, РЛ триггер 19, элемент ИЛИ 2 С, формирователь 21 импульсов, мультиплексор :22, шину 23 управления, Ю-триггер :24, шину 25 "Результат измерения".Устройство работает следующим об разом.Предварительно импульсом, поступающим на шину 8 "Пуск", обнуляются счетчик 11 импульсов и через элемент ИЛИ 20 обнуляются интегратор 2, Т триггер 18 и счетчики 9 и 10 импульсов, На шине 7 опорного кода устанавливается код В 1-й точки характеристики преобразования контролируемого АЦП, тем самым устройство подготавливается к режиму Измерение". По заднему фронту импульса обнуления интегратор 2 начинает интегрировать положительное опорное напряжение источника 1, поступающее на вход интег ратора 2 через. коммутаторы 15 и 17. При этом напряжение на выходе интегратора 2 нарастает по линейному закону с углом наклона 1 к оси времени с и соответствующим образом изменяется код И на выходе АЦП. При достижении выходным напряжением интегратора 2 верхнего уровня Ь зоны перехода кодов Б /Цна выходе АЦП обнуляется код Ц . В этот момент времени срабатывает блок 4 сравнения кодов, устанавливая КБ-триггер 24 в единичное состояние и переключая с помощью коммутаторов 1 б и 17 полярность опорного напряжения на входе интегратора 2, напряжение на выходе55 которого начинает уменьшаться со скоростью, также определяемой углом В момент равенства этого напряжения значению нижнего уровня Пф зоны перехода кодов Б/Цна выходе АЦПустанавливается код Б/-1, блок 4 сравнения кодов возвращается в нулевоесостояние по своему выходу. Тем самым на выходе блока 4 образуется импульс, длительность которого пропорциональна значению гистерезиса в 1-йточке характеристики преобразованияАЦП. Нулевое состояние блока 4 вновь переключает полярность опорного напряжения на .входе интегратора 2, и процесс в дальнейшем повторяется, при этом на выходе блока 4 образуются импульсы, длительность которых с пропорциональна гистерезису Н в 1-й точке характеристики АЦП= Н,/дАС приходом 2"-го импульса .с выхода блока 4 на счетный вход счетчика 9 импульсов последний переполняется, и сигнал переполнения с его выхода сбрасывает в нулевое состояние КБ- триггер 24, на прямом выходе которого тем самым образуется импульс, длительность которого Т прямо пропорциональна среднему значению Н р гистерезиса в 3-й точке характеристики АЦП2 И 2(2"-1)1 с 1После формирования импульса длительности Т формируется импульс длительностью Т на выходе триггера 19.Передний фронт этого импульса образуется по фронту импульса переполнения с выхода счетчика 9 импульсов, а задний - по переднему фронту импульса переполнения счетчика 10 импульсов, который в указанном интервале осуществляет счет импульсов, снимаемых с выхода генератора 3 тактовых импульсов, имеющих постоянные период и длительность. Следовательно, интервал времени Т не зависит от гистерезиса АЦП, а является строго постоянным, зависящим лишь от емкости счетчика 10 импульсов, которую можно сделать как угодно большой.На время указанного интервала Т импульсом с прямого выхода триггера 19 с помощью коммутатора 15 интегратор 2 запоминает значение Б, со 14275 ь 5ответствующее последнему срабатыванию блока 4 сравнения кодов.За время Т может произойти смещение 3-го перехода АЦП за счет его5собственного дрейфа, поэтому по истечении интервала Т происходит переключение коммутатора 15, а блок 4сравнения кодов устанавливается всостояние, которое так устанавливает контакты коммутаторов 16 и 17,что выходное напряжение интегратора2 устремляется к соответствующемуФзначению П П зоны гистерезиса. Этовремя, наступающее после паузы (интервал Т) и будет временем, пропорциональным нестабильности АЦП в соответствующей 3-й точке характеристикипреобразования. Далее процесс аналогичен процессу на интервале Т,По заднему фронту импульса длительностью Т снова происходит установка в единичное состояние КБ-триггера 24, если на начало паузы Т 2 напряжение на выходе интегратора 2 оказывается больше, чем к концу этой паузы за счет дрейфа АЦП. Если наоборот,то КБ-триггер 24 устанавливается вединичное состояние с некоторой задержкой, определяемой уходом характе- Зористики преобразования АЦП в противоположную сторону.Положительный импульс на прямомвыходе КБ-триггера 19 образуется вмомент появления импульса переполне 35ния с выхода счетчика 9 импульсов.Длительность Т этого импульса можнопредставить следующим образомТз Т Т 1 Ту40где Т - время, пропорциональное уходу контролируемого АЦП.Указанные временные интервалы преобразуются в количество импульсов при помощи задающего генератора 3, элементов И 12 и 13Таким образом, на выход элемента И 12 за время измерения проходит количество импульсов, пропорциональное Т т.е. гистерезису Нсра на выход элемента И 13 при 50 ходит количество импульсов, пропорциональное времени Т +Т т,е. сумме гистерезиса и дрейфа.В зависимости от управляющего кода шины 23 мультиплексор 22 пропускает на вход счетчика 11 количество им 55 пульсов, пропорциональное либо интервалу времени Т, либо интервалу времени Т+Т . Далее устройство возвращается висходное состояние в момент появления нз выходе счетчика 9 второго импульса переполнения. При этом КБтриггер 24 и Т-триггер 18 устанавливаются в нулевое состояние; по заднему фронту импульса на прямом выходеТ-триггера 18 формирователь 21 образует импульс сброса для интегратора2 и счетчиков 9 и 10,По окончании этого импульса счетчик 10 в течение интервала Т, переполнения, устанавливая КЯ-триггер 19в нулевое состояние.Таким образом, для измерения гистерезиса и ухода 3-го перехода АЦПна шине 23 мультиплексора 22 устанавливают сначала код, соответствующийполучению информации о гистерезисе,а затем с повторным запуском меняютна шине 23 управляющий код для получения информации о гистерезисе иуходе.Окончательную информацию о нестабильности 3-го перехода АЦП полу ают путем простого вычитания первогозначения, записанного в счетчике 11,из второго.Формула изобретенияУстройство контроля аналого-цифровых преобразователей, содержащее интегратор, выход которого является выходнои шиной блок сравнения кодов, два счетчика импульсов два КБ-триггера, первыйцемент И и генератор тактовых имп;льсов выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с прямым выходом первого КЗ- триггера, К-вход которого соединен с выходом переполнения первого счетчика импульсов, счетный вход которого объединен с Б-входом первого КБ-триггера и подключен к выходу блока срав" нения кодов, первые входы которого являются входной шиной, а вторые - шиной опорного кода, выходы второго счетчика импульсов являются выходной шиной "Результат измерения", о т - л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения за счет воэможности оценки нестабильности аналого-циФровых преобразователей, введены источник постоянного напряжения, три коммутатора, мультиплексор, Т-триггер, второй и1427565 Составитель В.СмирновРедактор Т.Лазаренко Техред М.Дидык Корректор М.Максимишинец Заказ 48 б 5/55 Тираж 929 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 третий элементы И, элемент ИЛИ, формирователь импульсов и третий счетчик импульсов, выход переполнениякоторого соединен с К-входом второгоКВ-триггера, вход установки в "О"объединен с входами установки в "О"первого счетчика импульсов, Т-триггера и интегратора и подключен квыходу элемента ИЛИ, первый вход 1 Окоторого объединен с входом установки в "О" второго счетчика импульсов и является входной шиной"Пуск", а второй вход через формирователь импульсов объединен с первым входом второго элемента И иподключен к прямому выходу Т-триг,гера, инверсный выход которого подключен к третьему входу первого элемента И, выход которого соединен с 2 Опервым информационным входом мультиплексора, выход которого соединен сосчетным входом второго счетчика импульсов, управляющий вход мультиплексора является входной шиной управления, второй информационный входподключен к выходу второго элементаИ, второй вход которого соединен с инверсным выходом второго К-триггера, а третий вход объединен с первымвходом третьего элемента И и подключен к выходу генератора тактовых импульсов, причем счетный вход третьего счетчика импульсов соединен с выходом третьего элемента И, второйвход которого объединен с управляющим входом первого коммутатора и подключен к прямому выходу второго КБтриггера, 8-вход которого объединен с Т-входом Т-триггера и подключен к выходу переполнения первогосчетчика импульсов, счетный вход которого соединен с управляющими входами второго и третьего коммутаторов, первые и вторые входы которыхпопарно объединены и подключены ксоответствующим выходам источникапостоянного напряжения, при этом выход второго коммутатора соединен спервым входом первого коммутатора иявляется шиной нулевого потенциала,выход третьего коммутатора соединенс вторым входом первого коммутатора,выход которого подключен к входу интегратора.