Устройство для измерения погрешности аналого-цифрового преобразователя

и 884125 Союз СоветскихСоциалистическихреспублик ОП ИКАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51) М. Кл. Н 03 К 13/02 еввударстеааый квинтет СССР ав делан наабрвтеннй и ртнрытнй"1,лч т 11тЛенинградский ордена Красного Знамени механйчеякий11 Ус,.-,. гинститут(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОГРЕШНОСТИ АНАЛОГО ЦИФРОВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯИзобретение относится к вычислительной технике, предназначено для автоматического измерения погрешности аналогоцифрового преобразователя напряжение (ток)-код, обеспечивает получение инфор мацки о погрешностях передаточной харак тернстики аналого-цифрового преобразова теля и представления результатов измерения в цифровой форме и может быть использовано при разработке аналого-цифро 10 вых преобразователей в научно-исследовательских институтах и для выходного контроля в промышленности. Известно устройство для контроля ана-.лого-цифрового преобразователя, содержа 15шее компаратор, цифроаналоговый преобразователь, счетчик, регистр, генераторимпульсов, переключатели пороговых значений, триггеры и обеспечивающее непрерывную выда информации о результа.тах контроля ( 11.Однако известное устройство обеспечивает контроль АЦП определенного типа,а именно поразрядного уравновешивания, что ограничивает область его применение,Цель изобретения - повышение точнос ти измерения погрешности аналого-цифрою вого преобразователя.Указанная цель достигается тем, что в устройство, . содержащее измеряемый аналого-цифровой преобразователь, эталон ный цифроаналоговый преобразователь, выход которого соединен со входом измеряемого аналого-цифрового преобразо вателя, а входы с выходами (т 1 ттт 1)- разрядного счетчика, генератор импульсов, выход которого подключен к(И+тв)- разрядному счетчику и блоку управления, блок управления, блок регистрации, регистр, введены арифметические блоки, блок логической обработки, причем входы первого арифметического блока соединены с выходами счетчика и измеряемого ана лого-цифрового преобразователя, выходы и входы управления измеряемого аналогоцифрового преобразователя, регистра, арифметических блоков (Ит тн)-разрядно-.го счетчика, блока логической обработкии блока регистрации соединены с соответствующими входами и выходами блока управления, выходы первого арифметического блока подключены к первым входам 5второго арифметического блока и к входам регистра, выходы которого соединены с вторыми входами второго арифметического блока и с первыми входами блока регистрации, к другим входам которого подключены через блок логической обработки выходы второго арифметического блока,На чертеже приведена схема устройства. 13Устройство содержит измеряемый аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 1,(й+ Ю)-разрядный эталонный цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 2, выходкоторого соединен с вхФЬом и-разрядного измеряемого АЦП 1, а входы подключены к выходам (И-Уо)-разрядного счетчика 3,. генератор 4 импульсов, вход 5управления которого соединен с блоком6 управления, а выход - с входом(И+)- 1разрядного счетчика Э первый арифметический блок 7, одни входы 8 которогосоединены с выходами измеряемого АЦП1, другие входы. 9 подключены к выходам (И+1 п)-разрядного счетчика 3, а вы 30ходы соединены с первыми входами 10второго арифметического блока 11 и входами 12 регистра 13, .выходы которогосоединены с вторыми входами 14 второго арифметического блока 11 и однимивходами 15 блока 16 регистрации, другиевходы 17 которого подключены черезблок 18 логической обработки к выходамвторого арифметического блока 11, входы блока 6 управления соединены с выходами измеряемого АЦП 1, а шины сбро 40са и управления (Ы+Чю)-разрядного счетчика Э, регистра 13, блока логическойобработки 18, блока регистрации 16, иарифметических блоков 7 и 11 соединены с соответствуюшими выходами блока 6 управлении,Устройство работает следующим образом,После проведения сброса на выходах(ИФЮ)-разрядного счетчика 3, регистра зо13 и блока 18 логической обработкидействуют уровни напряжения, соответствующие логическому нулю, и напряжениена выходе зтапонного ЦАП 2 равно ну. лю. Значение выходного кода измеряемо- уго АЦП 1 при нулевом входном напряжении зависит от величины смещения куляпередаточной характеристики АЦП 1, Если передаточная характеристика сдвинутавлево или вправо меньше, чем на эквивалент младшего разряда измеряемого АЦП,выходной код равен нулю. При сдвиге передаточной характеристики на эквивалентмладшего разряда и более на выходеАЦП 1 существует соответствующий смещению код и в случае биполярного АЦПразряд знака принимает значение логического нуля при сдвиге вправо и логической единицы - при сдвиге влево.При поступлении с блока 6 управления импульса фПускф начинают поступатьимпульсы с выхода генератора 4 импульсов на вход (И уй)-разрядного счетчика3, который формирует последовательново времени 2+кодовых комбинаций, ина выходе эталонного ЦАП 2.вырабатывается ступенчатое напряжение с величи-ной каждой ступени в 2 раз меньше,чем эквивалент младшего разряда измеряемого АЦП 1. Входное напряжение иэмеряемого АЦП 1 приближается ступенями, составляющими часть эквивалентамладшего разряда АЦП 1, к значению,при котором происходит изменение кодана выходе АЦП 1,При изменении кода на выходе АЦП 1блок 6 управления вырабатывает импульсы управления для арифметических блоков7 и 11, регистра 13, блока 18 логической обработки и блока 16 регистрации.Первый арифметический блок 7 проводитвычитание кода АЦП 1 и кода (и+ги)разрядного счетчика 3, Результат вычитания после первого изменения кода АЦП1 записывается в регистр 1 Э, Так каккод, занесенный в регистр 13, представляет собой результат измерения смещения нуля передаточной характеристики,он хранится в регистре 13 до окончанияпроцедуры измерения:погрешности АЦП 1.Измеренное значение смещения нуля фиксируется в блоке 16 регистрации, Послезаписи в регистр 13 кода, соответствующего смещению нуля передаточной. характеристики, прекращается передача в регистр кодов с выхода первого арифметического блока 7.При дальнейшем изменении напряжения на выходе эталонного ЦАП 2 достигаетсй значение напряжения, при котором происходит изменение кода на выходе измеряемого АЦП 1. При наличии изменения кода блок 6 управления разрешает проведение операции вычитания кода АЦП 1 и кода (И+тп)-разрядного счетчика 3 в первом арифметическом блоке 7 н последующее вычитание полученной раз-ности и кода, записанного в регистре 13,во втором арифметическом блоке 1 1. Приэтом, код, полученный на выходе второгоарифметического блока 11, соответствуетотклонению передаточной характеристикиАЦП 1 от линейной,Таким образом, код на выходе второго арифметического блока 11 представляет собой в цифровой форме результатизмерения отклонения уровня напряжения,при котором произошло изменение кодареального АЦП с передаточной характе- .ристикой, проходящей через начапо координат, от идеального уровня напряжения 1и определяет точность измеряемого АЦП,Точность измерения погрешности АЦПзависит от превьппения разрядности счет-.чика 3 и эталонного ЦАП 2 над разрядностью измеряемого АЦП 1, т,е, от величины щ, При е з 1 точность измеренияпогрешности составляет х 0,5 младшегоразряда измеряемого АЦП, при щ:2 составляет + 0,25 и т. д.В зависимости от структуры блока 18 23логической, обработки выходной кодвторого арифметического блока 11 выводится либо без изменения в бпок 16 регистрации, например на цифропечатаюшееустройство, для последующей обработки зооператором, либо обрабатывается с последующими значениями кода для. определе -ния максимального отклонения передаточной характеристики измеряемого АЦП отлинейной, т.е. для определения абсолклной точности,Изобретение обеспечивает измерениесмешения нуля, отклонение от линейнойпередаточной характеристики АЦП и представление результатов измерения в циф щровой форме, что позволяет применитьустройство для дополнительной обработкирезультатов измерения ЭВМ,Кроме того, измерение погрешностипри каждой смене выходного кода измеряемого .АЦП обеспечивает при последующейобработке определение нарушений монотонности передаточной характеристики, пропусков кода, гистерезиса и других параметров, характеризующих точность АЦП при этом обеспечивается выходной контроль изготовленных аналого-цифровых преобразоватепей на промышленных предприятиях при сравнении в блоке погической обработки выходных кодов второго арифметического блока с заданным допуском, высокая эксплуатационная стабильность . обусловленная преимущественным использованием цифровых узпов и блоков,формула иэоб ретени я Устройство для измерения погрешности аналого-цифрового преобразователя,содержащее измеряемый аналого-цифровойпреобразователь, эталонный цифро-аналоговый преобразователь, выход которогосоединен с входом измеряемого аналогоцифрового преобразователя, а входы - свыходами (И+и 1)-разрядного счетчика,генератор импульсов, выход которого подключен к (И+И);разрядному счетчику иблоку управления, блок управления, блок регистрации, регистр, о т ц и ч а ю ш е е с ятем, что, с целью повышения точности измерения погрешности, введены арифметическиеблоки, блок логической обработки, причемвходы первого арифметического блока соединены с выходами счетчика и измеряемого аналого-цифрового преобразователя, выходы и входы управления измеряемого аналого-цифрового преобразоватепя регистра,арифметических блоков, (им)-раэрядноВго счетчика, блока погической обработкии блока регистрации соединены с соответствующими входами и выходами блока управления, выходы первого арифметического блока подключены к первым входамвторого арифметического блока и к входам регистра, выходы которого соединеныс вторыми входами второго арифметического блока и первыми входами блока регистрации, к другим входам которого подключены через.бпок логической обработки вы 1 ходы второго арифметического блока.Источники информации,принятые во внимание при экспергизе1. Авторское свидетельство СС(РМ 606202, кл, Н 03 К 13/02,21,01.76.884128 Составитель Л.еред М.Рейвес ляева ктор Я едактор Н.,Ц Тираж 991 ПодписноеИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий35 Э Москва, Ж 35, Раушская наб., д, 4/5 э 10255/8 ПП фПатент, г. Ужгород, ул.