Устройство для контроля погрешностицифроаналоговых преобразователей

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЮЯЛЬСТВУ Союз СоветскикСфциаиистическинРеспубики и 824430(22) Заявлено 230779 (2 ) 2801.093/18-21 Н 03 К 13/02 с присоединением заявки М ансудлрстеаннмВ камнтвт СССР в делам наабретеннВ н етнрмтнВ. Ф(088.8) Дата опубликования описания 25.04.81 1,54) УСТР ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПОГРЕШНОСТИ ЦИфРОАНАЛОГОВЬ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ аИзобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для контроля цифроаналоговыхпреобразователей 1 ЦАП) при Их промышленном производстве, а такжеможет быть применено в контрольнопроверочной аппаратуре вычислительно-управляющих комплексов.Известно устройство:контроля рботоспособности ЦАП, которое содержит группы нереключателей; под-ключаемых к узловым точкам декодирующей резистивиой сетки ЙЙ .контролируемого ЦАП, блок управления,источники эталонных напряжений, компараторы (11,Недостатком данного устройства является необходимость подключениягрупп переключателей к узловым точкам декодирующей резистивной сеткиВй, однако современные интегральные схемы ЦАП не имеют выводов узловдекодирующей сетки ВЙ,Известно устройство для контроля погрешности цифроаналоговых преобразователей, содержащее генератор импульсов, источник опорного напряжения, вычитающий усилитель, дифференциальный дискриминатор, источник на" пряжения смещения, контролируемый цифроаналоговый преобразователь и счетчик, выход которого соединен с выходом .генератора импульсов, первые выходы счетчика подключены к цифровым входам контролируемого цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с первым входом вычитающего усилителя, выход которого подключен к дифференциальному дискриминатору 121,Недостатком известного устройства является наличие в устройстве образцового ЦАП, точность которого должна быть в 3-4 раза выше точности контролируемого ЦАП. Образцовые ЦАП высокой точности достаточно сложны по оборудованию, содержат высокоточ3 824ные элементырезистивные сетки КЙ,точные переключатели на электромагнитных коммутаторах), Быстродействиеобразцовых ЦАП ограничено быстродействием коммутирующих элементов паразитными емкостными и индуктивнымипараметрами резистивных сеток йЙ,что снижает точность контроля погррешности в динамическом режиме,Цель изобретения " упрощение устройства и повышение точности контроля в динамическом режиме.Поставленная цель достигается тем,что в устройство для контроля погрешности цифроаналоговых преобразова- .телей, содержащее генератор импульсов, источник опорного напряжения,вычитаюший усилитель, дифференциальнь 1 й дискриминатор, источник напряжения смещения, контролируемый цфироаналоговый преобразователь и счетчик,вход которого соединен с выходом генератора импульсов, первые выходысчетчика подключены к цифровым входам контролируемого цифроаналогового"преобразователя, выход которого соединен .с первым входом вычитающегоусилителя, выход которого подключенк дифференциальному дискриминатору,введены интегратор, аналоговый запоминающий элемент и триггер, вход которого соединен со вторым выходомсчетчика,. выход триггера подключен .кпервым входам аналогового запоминающего элемента и интегратора, второйвход которого соединен с выходом источникг опорного напряжения, а третий вход подключен к выходу источниканапряжения смещения, выход интегратора соединен со вторым входом вычитающего усилителя и через аналоговыйзапоминающий элемент с аналоговым входом контролируемого цифроаналогового .преобразователя,На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на. Фиг. 2 - временная диаграмма его работы.Устройство для контроля погрешности цифроаналоговых преобразователей содержит генератор 1 импульсов, счетчик 2, источники 3 и 4 опорного напряжения и напряжения смещения соответственно, вычитающий усилитель 5, дифференциальный дискриминатор 6, контролируемый ЦАП 7, триггер 8 интегратор 9 и аналоговый запоминающий элемент 10. 430 4Предлагаемое устройство работаетследующим образомГенератор 1 имйульсов запускает; счетчик 2, выходы разрядов которогосоединены с разрядными входами контролируемого ЦАП 7. Одновременно сосчетчиком 2 запускается интегратор 9,который начинает интегрировать опор.ное напряжение источника 3( фиг.2).1 ф В момент й 2" Т,(Цгде Т - период следования импульСЧсов генератора 1;1 - число разрядов контролируемого ЦАП 7интегратор 9 сигналом триггера 8переводится в режим памяти. Вход аналогового запоминающего элемента 1 Оподключен к выходу интегратора 9,Таким образом. на выходе аналогового запоминающего элемента 1 О возникает напряжение 0 ,котороеиявляется опорным найряжением контролируемого ЦАП 7 При этом ступенча"тое напряжение контролируемого ЦАП 7, 25 формируемого при подаче на входсчетчика 2 импульсов. генератора 1,ипилообразное напряжение интегратора9 оказываются совмещенными по масштабу (фиг. 2), т. е. пилообразноенапряжение интегратора 9 "привяза-,но" к ступенчатому напряжению ЦАП 7.Вследствие того, что линейностьвыходного напряжения интегратора мо.жет быть достаточно высокой, разностьвыходных напряжений ЦАП 7 и интегра.тора 9 может характеризовать погрешность контролируемого ЦАП.7. Коэффициент усиления современных операцион"ных усилителей 1 О - 107 позволяет обеспечить линейность. выходного ЯОнапряжения интегратора до 0,0050,00.1%. Напряжения с контролируемогоЦАП 7 и интегратора 9 подаются навходы вычитающего усилителя 5, спомощью которого производится оценкаразности напряжений контролируемогоЦАП 7 и интегратора 9. Путем регулировки смещения характеристики интегратора 9 с помощью источника 4 напряжения смещения добиваются минимальной разности контролируемого ЦАП7 и интегратора 9.Общая величина погрешности, определяемая дифференциальным дискриминатором 6, содержит погрешностью ОЦАП 7 и величину напряжения кванто- .в ания (фиг. 3)Поэтому. погрешность контролируемого ЦАП 7 определяется в соответствии сдфоп 1 ."ой) ьт 3) где Ь =О- Ооп - положительная составляющая погрешности ЦАЛ, определяемая как разность напряжеюя Оконтролируемого ЦАП 7 и напря жейия интегратора О, Ьц, О - О и атЮ 5 П ц 01 ПИ рицательная составляющая йогрешности ЦАП 7 (фиг,3).Применение изобретения позволяет упростить устройство для контроля погрешности ЦАП, так как вместо высокоточного. образцового ЦАП используется интегратор и аналоговый запоминающий элемент, которые могут быть реализованы на 1-2 интегральных схе-. мах.Высокая линейность выходного на.пряжения интегратора, используемого в качестве выходного напряжения образцового ЦАП, и отсутствие режимов переключения при смене кодов поз- воляет производить оценку динамических характеристик контролируемого ЦАП .без учета влияния на них характеристики образцового ЦАП. Формуда изобретения Устройство для контроля погрешности цифроаналоговых преобразователей, содержащее генератор импульсов, источник опорного напряжения, вычитаю-, щий усилитель, Дифференциальный дискримйнатор, источник напряжения смещения, контролируемый цифроаналоговый 24430 6преобразователь и счетчик, вход кото-рого соединен с выходом генератораимпульсов, первые выходы счетчикаподключены к цифровым входам контро 5 лируемого цифроанацогового преобразователя, выход которого соединен спервым входом вычитающего усилителя,выход которого подключенк дифференциальному дискриминатору, о т л и 10 чающееся тем, что, сцельюповышения точности контроля в динамическом режиме и упрощения устройства,в него введены интегратор, аналоговый запоминающий элемент и триггер,15 вход которого соединен со вторымвыходом счетчика, выход .триггера подключен к первым входам аналоговогозапоминающего элемента и интегратора,второй вход которого соединен с вы 20 ходом источника опорного напряжения,а третйй вхвд подключен к выходу источника напряжения смещения,выход интегратора соединен со вторым входомвычитающего усилителя и через знало 25 говый запоминающий элемент с аналоговым входом контролируемого цифроаналогового преобразователя,Источники информации,принятые во внимание при экспертйзе30 1. Авторское, свидетельство СССРУ 469212, Кл. Н 03 К 3/17, 3004,75.2. Нормирование и определениеметрологических характеристик измерительных преобразователей кода вЗ 5 постоянное напряжение и ток. Госкомитет СССР по стандартам. Всесоюзный научно-исследовательский институт метрологии измерительных и управляющих .систем. Львов, 1978, с.10,щ рис. 2, 2 (прототип),824430 Составитель А. СимагинГ;Данко Техред С.МигуноваКорректор Н. Швыдкая Реда е ент , г Ужгород, ул. Проектная Заказ 2148/82 Тираж 988ВНИИПИ Государственногопо делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Р Подписикомитета СССРоткрытийушская. иаб., д. 4