Устройство для измерения спектральной плотности мощности шумов аналого-цифровых преобразователей

(54) УстРОИстВО ДНЯ иэмеРения спеРАльной плотности мощности иумовАн АлО ГО-ЦИФРОВкх пРеОБРАЗОВАтелей(57)изобретение отно тике и вычислительно изобретения - расшир менения устройств для решности АЦП за счет можности измерения с ности мощности шумов вольном входном возд ССР 1985 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ПЮТ СССРОПИС ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(прототип),ится к автоматехнике. Цель ние области приизмерения погобеспечения возектральной плот- АЦП при произйствии и повы1531218 элементом иЯ 6, т.е. ОЗУ 7 находится в режиме чтения и деблокируетсяэлементом И 11, Цифровые коды отсчетов АП 5, предварительно записанныев ОЗУ 7. поступают на вход ЦАП 9, гдепреобразовываются в аналоговую формуи подаются на вход АП 5. По окончании аналого-цифрового преобразованиявыполняется операция вычитания междурезультатами однократного и двукрат,ного преобразования отсечтов сигналаЛ(пТ)х (пТ) - х (пТ), После перебора М адресов вычисляется дискретное преобразование Фурье для первых2 й1 - п 1 сЯ разностей Я = - . 6(пТ) еЯЬ-оОдновременно происходит запись н 20ОЗУ 7 следующей реализации и процедура повторяется вновь. По выполнениюМ таким циклов производится усреднен ие полученных результатов В- ф1мМг25 х. Б (с) и их индикация. 2 ил.Ьъ Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и можетбыть использовано для экспериментальных исследований и контроля погрешности аналого-цифровых преобразователей (АЦП),35Ц-лью изобретения является повышение точности и расширение областиприменения.На джг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства, 40на фиг, 2 - временная диаграмма работы устройства.Устройство содержит источник 1сигнала произвольной формы (ИСПФ),коммутатор 2, одновибратор 3, элемент 454 задержки, проверяемый аналого-цифровой преобразователь 5, элементИЛИ 6, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 7, счетчик 8 адреса,цифроаналоговый преобразователь(ЦАП) 9, вычитатель 10, элемент И 11,генератор 12 тактовых импульсов (ГТИциФровой анализатор 13 спектра (ЦАС)информационнув выходную шину 14,выходную шину 15 управления, входнуюшину 16 управления, выходные информационные шины 17.Устройство работает следующимобразом,шение точности измерений за счет устранения дополнительной погрешностиквантования, характерной для измерительных схем с образцовым АЦП. Вустройство, содержащее цифровой анализатор 13 спектра, вычитатель 10 ицифроаналоговый преобразователь 9.введены источник 1 сигнала произвольной формы, коммутатор 2, одновибра"тор 3, элемент ИЛИ 6 элемент 4 задержки, оперативное запоминающееустройство 7, счетчик 8 адреса, элемент И 11, генератор 12 тактовых импульсов. На первом этапе работы устройства происходит регистрация вОЗУ 7 отсчетов х(пТ), соответствующих выборке значений напряжения х(С)на выходе источника 1 сигнала произвольной формы. После записи отсчетовна выходе старшего разряда счетчика8 адреса устанавливается логическая"1". Вследствие этого вход испытываемого АЦП 5 подключается через коммутатор 2 к выходу 1 АП 9, блокируетсяраспространение импульсов записи Перед началом работы соединяют информационный вход и вход ЗАПУСК проверяемого АЦП 5 соответственно с выходной информационной шиной и выходной шиной управления, а информационные выходы и выход "Конец преобразования" - соответственно с соответствующими входными информационными шинами и входной шиной управления,В исходном состоянии на выходеЦАС 13 присутствует логический "0",счетчик 8 адреса обнуления. При этомвыход источника 1 через коммутатор 2подключен к информационному входуиспытываемого АЦП 5. Функционирование устройства начинается с установки на выходе ПАС 13 логической "1",что разрешает работу ГТИ 12, вырабатывающего последовательность импульсов для запуска АЦП 5 (фиг. 2, сигнал е ), по окончании каждого преоб-разования АЦП 5 выдает сигнал "Конецпреобразования" (фиг. 2, сигнал с 1 ),инициирующий формирование одновибра"тором 3 импульса записи (фиг. 2сигнал Э), который через элементИЛИ 6 поступает на уйравляющий входОЗУ 7 (фиг. 2, сигнал 8 ),и индицирует результаты.ЭфФективность предлагаемого устройства по сравнению с известным определяется повышением точности измерений и расширением области изменения за счет устранения дополнительной погрешности квантования, характерной для измерительных схем с образцовым АЦП, обеспечения возможности сравнения в цифровой форме результатов аналого-цифрового преобразования сигнала произвольной Формы, используемых в качестве опорных значений, с результатами аналого-цифрового преобразования сигнала, образованного путем цифроаналогового преобразования опорных значений и вычисления усредненного спектра разностей этих результатов. Устройство для измерения спектральной плотности мощности шумов аналогоцифровых преобразователей, содержащее цифровой анализатор спектра, вычитатель и цифроаналоговый преобразователь, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения точностии расширения области применения, в 35него введены коммутатор, одновибратор, элемент ИЛИ, элемент задержки,оперативное запоминающее устройство,счетчик адреса, элемент И, генератортактовых импульсов, источник сигнала 4( произвольнои Аормы, выход которогоподключен к первому информационномувходу коммутатора, выход которого является выходной информационной шиной,второй информационный вход коммута-:тора соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, а управляющийвход объединен с первым входом элемента ИЛИ, первым входом элемента И,первым управляющим входом цифровогоанализатора спектра и подключен к выходу старшего разряда счетчика адреса, вход установки в "О" которогообъединен с входом генератора тактовых импульсов и подключен к выходу 55цифрового анализатора спектра, второй управляющий вход которого объединен с управляющим входом вычитателяи подключен к выходу элемента И, второй вход которого соединен с первым Д(пТ) фф х 2(ПТ) х (пТ),По положительному Фронту этого импульса код разности д(пТ) заносится в ЦАС 13. После перебора М адресов, нахождения соответствующих разностей и записи их в ЦАС 13 на выходе старшего разряда счетчика 8 адреса вновь устанавливается логический "О", что инициирует вычисление дискретного преобразования Фурье для первых Я разностей И.2 и18 (к 1 - Х а(пт)е фи 0Одновременно происходит запись вОЗУ 7 следующей реализации с выходаисточника 1 и процедура повторяетсявновь. После выполнения М такихциклов на выходе ЦАС 13 появляетсялогический "О", ЦАС 13 производитусреднение полученных результатов 5 1531218 6Таким образом, происходит регистрация отсчетов х(пТ) напряжения х Мна выходе ИСПФ 1. Адреса ячеек ОЗУ 7генерирует счетчик 8 адреса, который перек .Чается по положительно у 5фронту импульсов, поступающих совторого выхода элемента 4 (Фиг. 2,сигнал ъ). После записи М отсчетовна выходе старшего разряда счетчика8 адреса устанавливается логическая"1" (Фиг. 2, сигнал а ). Вследствиеэтого информационный вход АЦП 5 подключается через коммутатор 2 к выходу ЦАП 5 подключается через коммутатор 2 к выходу ЦАП 9, блокируетсяраспространение импульсов записи элементом ИЛИ 6, т.е. ОЗУ 7 находитсяв режиме чтения и деблокируется элемент И 11. Счетчик 8 адреса последовательно Формирует адреса ячеекОЗУ 7, начиная с нулевого и цифровыекоды отсчетов АЦП 5. предварительнозаписанные в ОЗУ, поступают на входАЦП 9, где преобразовываются в ана Ф о р м у л а и з о б р е т е н и ялоговую Форму и через коммутатор 2подаются на информационный вход АЦП5. По окончании аналого-цифровогопреобразования на управляющий входвычитателя 10 с первого выхода элемента 4 задержки через элемент И 11поступает импульс (фиг. 2, сигнал м),разрешающий провести операцию вычитания между результатами двукратного и однократного преобразования отсчета сигнала источника 1.1531218 Фиг. Составитель Ю.СпиридоновРедактор Г.Волкова Техред Л,Сердюкова Ко р С.Черни Заказ 7966/56 ВНИИПИ Государ Подписноебретениям и открытиямаушская наб., д. 4/5 Тираж 884 венного комитета по 113035, Москва, Ж"3 НТ СССР оиэводственно-издательский комбинат "Патент"г,ужгород, ул. Гагарина,выходом элемента задержки, второй выход которого подключен к счетному входу счетчика адреса, информационные выходы которого соединены с соответ 5 ствующими адресными входами оперативного запоминающего устройства, ин; формационные входы которого объединены с соответствующими первыми информационными входами вычитателя и являются входной информационной ши" ной, вторые информационные входы вычитателяобъединены с соответствующими входами цифроаналогового преобраэователя и подключены к соответст=вующим выходам оперативного запоминающего устройства, управляющий входкоторого соединен с выходом элементаИЛИ, второй вход которого объединенс входом элемента задержки и подключен к выходу одновибратора, вход которого является входной шиной управ"ления, выходы вычитателя соединеныс соответствующими информационнымивходами цифрового анализатора спектра, выход генератора тактовых импульсов является выходной шиной управления.