Устройство для автоматического измерения характеристик аналогоцифровых преобразователей

с.кипчак,с иецще.ы МБА Союз Советских Социалистических РеспубликОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДИТЕЛЬСТВУ)М. К К 13/17 рисоедииеиием заявки. -Государственный комит Совета Министров ССС па делам изобретений н открытий, В, Епишин и В. И. Коновал вский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института физико-технических и радиотехнических измерений(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ИЗМЕРЕНИЯХАРАКТЕРИСТИК АНАЛОГО-ЦИФРОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕ Однако известное уст)пределять динамическу реш ности, возникающуч входного сигнала, и вр Цель изобретения -змсрения и обеспечение ического измерения вре.роиство не позое ю составляющую поо за счет изменения емя преобразования, повышение точности возможности автомамени преобразования. 25 Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для автоматической поверки аналого-цифровых преобразователей (АЦП).Известно устройство для автоматическо о измерения статистических характеристик АЦП, содержащее образцовый преобразователь кода в напряжение, блок управления, блок цифровой уставки, блок сравнения 1.Недостатком такого устройства является низкая точность измерения.Наиболее близко к предлагаемому устройство для автоматического измерения аналогоцифровых преобразователей, содержащее прсобразователь кодов, цифровой и вычитающий блок, задатчик кодов, источник образцового регулируемого напряжения, блок сравнения, два счетчика, блок синхронизации и управления, два аналого-цифровых преобразователя, индикаторы, дискриминаторы, задатчик вероятностей ошибок 21. Для достижения этои цели в устроиство для автоматического измерения характеристик аналого-цифровых преобразователей, содержащее последовательно соединенные основной блок цифровой установки и первый преобразователь код-напряжение, два элемента сравнения, второй преобразователь код-напряжение, блок обработки кодов, первый вход которого подключается к выходу контролируемого аналого-цифрового преобразователя, а первый выход соединен со входом индикатора, введены генератор линейно нарастающего напряжения, два ключа, два триггера, пять элементов И, сумматор и дополнительный блок цифровой уставки, причем выход генератора линейно нарастающего напряжения соединсн с первыми входами обоих элементов сравнения и с первым входом первого ключа, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И, а выход - с выходом второго ключа и со входом контролируемого аналого-цифрового преобразователя, выход первого преобразователя код-напряжение соединен со вторым входом первого элемента сравнения, первым входом сумматора и первым входом второго ключа, второй вход которого подключен к выходу второго элемента И, второй вход сумматора через второй преобразователь код-напряжение соединен с первым входом третьего элемента И и через последовательно соединенный со вторым преобразователем код-напряжение дополнительный блок цифровой уставки - с выходом четвертого элемента И, а выход сумматора подключен ко второму входу второго элемента сравнения, Выходы обоих элементов срав. нения подключены к соответствующим входам первого триггера, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И. Второй вход первого элементл, И соединен со вторым входом третьего элемента И и с первым выходом второго триггера, а второй вход второго элемента И - со вторыми входами четвертого и пятого элементов И и со вторым выходом втопого триггера, вход которого соединен со вторым выходом блока обработки кодов, третий выход последнего подключен к первому входу четвертого элемента И, выход которого соединен со входом дополнительного блока цифровой уставки, второй вход блока обработки кодов соединен с выходом третьего элемента И, а третий - с выходом пятого элемента И, первый вход которого соединен с выходом основного блока цифровой уставки.На чертеже приведена структурная электрическая схема устройства.Устройство состоит из генератора 1 линейно нарастающего напряжения, блоков 2 и 3 цифровой уставки, преобразователей 4 и 5 коднапряжение, элементов сравнения 6 и 7, ключей 8 и 9, сумматора 10, триггеров 11 и 12, индикатора 13, блока обработки кодов 14, элементов И 5- - 19, причем выход генератора 1 соединен с первыми выходами элементов сравнения 6 и и с первым входом ключа 8. Второй вход ключа соединен с выходом элемента И 15, а выход соединен с выходом ключа 9 и подключается ко входу контролируемого преобразователя 20, выход преобразователя 4 соединен со вторым входом элемента сравнения 6, первым входом сумматора 1 О и первым входом ключа 9, второй вход которого соединен с выходом элемента И 16. Второй вход сумматора 10 соединен с выходом преобразователя 5, вход которого соединен с первым входом элемента 18 и с выходом блока цифровой уставки 3, вход котороо соединен с выходом элемента И 17. Выход сумматора 10 подключен ко второму входу элемента сравнения 7, выходы элементов сравнения 6 и 7 соединены с соответствующими входами триггера 11, выход которого соединен с первыми входами элементов И 15 и 16. Второй вход элемента И 15 соединен со вторым входом элемента И 18 и с первым выходом триггера 12, второй выход которого соединен со вторым входом элемента И 16 и со вторыми входами элементов И 17 и 19. Первый вход элемента И 19 соединен с выходом блока 2 цифровой уставки и входом преобразователя 4, первый вход блока обработки кодов 14 соединяется с выходом контролируемого преобразователя 20, второй и третий входы - с выходами элементов И 18 и 19 соответственно, первый выход блока обработки кодов 14 соединен со входом индикатора 13, второй 5 1 о 5 го 25 зо 35 40 45 50 55 ьо выход - со входом триггера 12, а третий выход - с первым входом элемента И 17.Устройство работает следующим образом.В блоке 2 цифровой уставки записываются коды, соответствующие выбранным точкам диапазона измерения входного сигнала преобразователя 20. Записанный код первой точки (Х) поступает в преобразователь 4, где преобразуется в соответствующий уровень напряжения 1 А,. В исходном состоянии триггер 12 потенциалом одного выхода запрещает прохокдение сигнала через элементы И 15 и 18, а потенциалом другого выхода разрешает прохождение сигнала через элементы И 16, 17 и 19, Код, записанный в блоке 2 цифровой уставки, через элемент И 19 переписывается в память блока обработки кодов 14, к другому входу которого подключен выход контролируемого преобразователя 20.В блоке цифровой уставки записывается код, соответствуюгций разности уровней напряжения 11 р - Б, который преобразуется в напряжение преобразователем 5. С преобразователя 4 напряжение 11 поступает на элемент сравнения 6, ключ 9 и сумматор 1 О, где складывается с напряжением, поступающим с преобразователя 5, после чего поступает на один вход элемента сравнения 7. На другие входы элементов сравнения 6 и 7 поступает линейно нарастающее напряжение с генератора 1.В момент 1, равенства линейно нарастающего напряжения и уровня напряжения 11 элемент сравнения 6 вырабатывает сигнал, перебрасывающий триггер 11. Этот сигнал, пройдя через элемент И 16, открывает ключ 9, и на контролируемый преобразователь 20 поступает образцовое напрякение с преобразователя 4. В момент 1 линейно нарастающее напряжение становится равно 1.1, элемент сравнения 7 возвращает триггер 11 в исходное состояние, и ключ 9 закрывается. В течение времени 1 - 1 контролируемый преобразователь 20 преобразует напряжение Б в соответствующий ему код Х который поступает в блок обработки кодов 14 и запоминается, после чего процесс повторяется. Процесс продолжается гп раз, достаточных для исключения случайной составляю. щей погрешности. После выполнения преобразователем 20 преобразований блок обработки кодов 14 определяет среднее значение Х,р из гп кодов Хи сравнивает его с кодом Х, соответствующим образцовому напряжению 1.1. Если интервал времени 1 - 1 с меньше времени преобразования преобразователя 20, Х . оказы. вается меньше Х и блок 14 выдает импульс несоответствия, который, пройдя через элемент И 17 и блок 3 цифровой уставки, увеличивает код уставки на заданную величину.Процесс измерения продолжается до тех пор, пока окажется Х, = Х, + Л, где Л - допуск на суммарную статическую погрешность преобразователя 20. В этом случае разность между Х,рполученным с преобразователя 20, и кодом Х определяемым блоком 14, представляет собой абсолютное значение статической погрешности преобразования контролируемого преобразователя 20 и индицируется в индикаторе 13.Кроме того, блок обработки кодов 14 выдает импульс соответствия, перебрасываюгций триггер 12, который запрещает прохождение сигнала через элементы И 16, 17, 19 и разрешает прохождение сигнала через элементы И 15 и 18. Код разности уровней 1.1 - 11 = Л 1. переписывается через элемент И 18 в блок 14 и ум Оножается на код скорости нарастания линейного напряжения (1 д ц), записанный предварительно в память блока 14. В результате времяпреобразования в индикаторе 13 индицируетсякак 1,. = 1 д а Л 1. Время 1 о 1 - 1 выбранотак, чтобы блоку обработки 14 было достаточно времени для вычислений.В момент 141 линейно нарастающее напряжение оказывается равным напряжению 1.О,элемент сравнения 6 вырабатывает сигнал, перебрасывающий триггер 11, Этот сигнал, иройдя через элемент И 15, открывает ключ 8, и напреобразователь 20 поступает образцовое линейно нарастающее напряжение с генератора 1.Спустя время 1 о 1 - 1,г, равное времени преобразования, линейно нарастающее напряжениеоказывается равным 1; элем нт сравнения 7возвращает триггер 1 в исходное состояние,и ключ 8 закрывается. Код с преобразователя 20 запоминается в блоке 14, и процессповторяется,30Процесс продолжается гп раз. После выполнения преобразователем 20 преобразований блок 14 вычисляет среднее значение чс изср, пг кодов и вычитает его из суммы кодов, записанных в блоках цифровых уставок 2 и 3. Эта сумма определяется блоком 14, в который при наличии разрешения от триггера 12 переписывается через элемент И 18 значения кода, хранимое в блоке 3, которое складывается с предварительно переписанным из блока 2 через элемент И 19 значением кода Яо. Разность между кодом, полученным на выходе преобра 40 зователя 20, и значением линейно нарастающего напряжения в конце времени преобразования, представляет собой динамическую погрешность преобразователя, возникающую в результате изменения входного сигнала за время 45 преобразования. Эта погрешность индицируется в индикаторе 13. Изменяя скорость нарастания линейного напряжения, можно определять динамическую погрешность при различных скоростях входного сигнала.После определения динамической погреш 50 ности все блоки возвращаются в исходное состояние. Из блока цифровой уставки 2 в преобразователь 4 поступает код, соответствующий точке диапазона входных сигналов, и процесс измерения, описанный выше, повторяется. По верка преобразователя заканчивается после измерения характеристик преобразователя 20 во всех заданных точках. фор,мула изобретенияУстройство для автоматического измеренияхарактеристик аналого-цифровых преобразователей, содержащее последовательно соединенные основной блок цифровой уставки и первый преобразователь код-напряжение, два элемента сравнения, второй преобразователькод-напряжение, блок обработки кодов, перОФвыи вход которого подключается к выходу контролируемого аналого-цифрового преобразователя, а первый выход соединен со входом индикатора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения и обеспечения возможности автоматического измерения времени преобразования, в него введены генератор линейно нарастаюгцего напряжения, два ключа, два триггера, пять элементов И, сумматор и дополнительный блок цифровой уставки, причем выход генератора линейно нарастающего напряжения соединен с первыми входами обоих элементов сравнения и с первым входом первого ключа, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И, а выход соединен с выходом второго ключа и со входом контролируемого аналого-цифрового преобразователя, выход первого преобразователя код-напряжение соединен со вторым входом первого элемента сравнения, первым входом сумматора и первым входом второго ключа, второй вход которого подключен к выходу второго элемента И, второй вход сумматора через второй преобразователь код-напряжение соединен с первым входом третьего элемента И и через последовательно соединенный со вторым преобразователем код-напряжение дополнительный блок цифровой уставки - с выходом четвертого элемента И, а выход сумматора подключен ко второму входу второго элемента сравнения, выходы обоих элементов сравнения подключены к соответствующим входам первого триггера, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И, причем второй вход первого элемента И соединен со вторым входом третьего элемента И и первым выходом второго триггера, а второй вход второго элемента И соединен со вторыми входами четвертого и пятого элементов И и вторым выходом второго триггера, вход которого соединен со вторым выходом блока обработки кодов, третий выход которого подключен к первому входу четвертого элемента И, выход которого соединен со входом дополнительного блока цифровой уставки, второй вход блока обработки кодов соединен с выходом третьего элемента И, а третий - с выходом пятого элемента И, первый вход которого соединен с выходом основного блока цифровой уставки.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССР319065, Н 03 К 13/02, 28.10.71.2. Авторское свидетельство СССР399059, Н 03 К 13/02, 05.02.74.. 11111111 1 осударственного гн но иглам ни 61 1 . 15. Москва. Ж-Ч 5 Фн, нь 111 П Пнгент, г