Устройство для измерения дифференциальной нелинейности быстродействующих аналого-цифровых преобразователей

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик а 936416(22) Заявлено 1 О. 10. 80 (2 ) 2991503/18-21 с присоедкнением заявки М Н 03 К 13/02 ЬоудоретокнныЯ комнтот СССР оо долом нэобретеннЯ н открытнй(1) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙНЕЛИНЕЙНОСТИ БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИ) АНАЛОГОЦИФРОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ 1Изобретение относится к измерительной технике, а более конкретно к технике измерения электричес - ких параметров быстродействующих аналого-цифровых преобразователей (АЦП)5 и может быть применено при разработке и серийном производстве АЦП.Одним из основных и наиболее трудноизмеряемых параметров АЦП является дифференциальная нелинейность харак О теристики квантования, под которой понимают разницу между действительным и расчетным значением аналогового сигнала, поступающего на вход АЦП, при котором выходной код принимает заданное значение.Трудность измерения дифференциальной нелинейности заключается в том, что для каждой точки характеристики АЦП необходимо определить величину 20 аналогового сигнала, которая соответствует центру заданного кода.Известно устройство для измерения дифференциальной нелинейности АЦП,2.состоящее из регулируемого образцового источника напряжения, функциональ" ного генератора, цифрового индикаторного устройства и измеряемого АЦП. На вход АЦП подается суммарное напряжение регулируемого источника и функционального генератора, которое изменяется во времени. Выходные коды АЦП, регистрируются при помощи цифрового индикаторного устройства 1. Недостатками данного устройства являются низкая производительность и высокие требования, предьявляемые к регулируемому источнику и измерителю напряжения,Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для измерения дифференциальной нелинейности аналого-цифровых преобразователей, содержащее аналого-цифровой преобразователь, вход которого соеди. нен с выходом интегратора и входом интегрирующего измерителя напрвже936416 ния, а выход - с первым входом цифровог:-. компаоатора, второй вход которого псдключен к выходу устройствазадания кода, вход интегратора соединен с вьходом устройства управления,шина тактовых импульсов соединена стактовым входом аналого-цифровогопреобразователя. Устройсво представляет собой замкнутую систему автоматического регуллрования релейного 10типа. За счет обратной связи в системе устанавливаюгся автоколебания, аинтегрирующий измеритель напряженияизмеряет среднее значение аналоговогосигнала, соответствующего центру за,анного кода 2.Недостатком данного устройства является то, что оно мало пригодно дляизмерения дифференциальной нелинейности бь стродействующих АЦП параллельного типа, так как при измерениианалогового сигнала четных кодов 8,16, 32, 64 и т,д, и лх комбинаций,при которых происходит одновременноепереключение нескольких ксмпараторовАЦП, устройство работает неустойчи -во, При этом увеличивается погрешность измерения, которая превышаетьеличину, равную 05 единлцы младшегаразряда РЦП,Цель изобретения - повышение устой.чивости работь устройства, уменьшение погрешности и увеличение быстродействия.Поставленная цель достигается тем,35что в устройство для измерения дифФеренциальной нелинейности бьстродействующих аналого-цифровых преобразователей, содержащее аналого-цифровой преобразователь, вход которого4 Осоединен с выходом интегратора и входом интегри рующего измерителя напряжения, а выход - с первым входом цифрового компаратора, второй вход которого подключен к выходу устройства4задания кода, вход интегратора соединен с выходом устройства управления,шина тактовых импульсов соединена с тактовым входом аналого-цифрового преобразо"вателявведены элемент запрета,выполЮненный на двух вентилях 2 И-НЕ и инвертирующий Формирователь импульсовзапрета, вход которого соединен с шиной тактовых импульсов, а выход подключен к первым входам вентилей 2 И-НЕ,55вторые входы которых соединены с выходами цифрового компаратора, а выходыподключены ко входам устройства управления. 4На Фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - график, поясняющий работу устройства.Устройство содержит аналого-цифровой преобразователь ( АЦП ) 1, цифровые выходы которого подключены к цифровому компаратору 2 код А), С другой стороны к цифровому компараторуподключено устройство задания кода 3код В). Выходь цифрового компаратора А ( В и А ) В через элемент 4 запрета подключены к устройству 5 управления интегратора 6, выход которого подключен к аналоговому входу АЦПи к интегрирующему измерителюнапряжения. Выход Формирователя 8импульсов подключен к параллельносоединенным входам управления элемента 4 запрета, а на его вход подаются тактовые импульсы АЦП,Устройство работает следующим образом.Цифровой компаратор 2 производитсравнение цифрового кода АЦП 1 (код А)с заданным кодовым числом код В). Если в данный момент А ( В, устройство 5 управления выдает на вход интегратора 6 напряжение - О, в результате чего напряжение на входе АЦП 1линейно возрастает, как показано нафиг, 2, В момент времени, когда код Рпревышает заданный код В, на выходецифрового компаратора 2 появляетсясигнал А ) В, который переключает устройство 5 управления так, что на входинтегратора 6 поступает напряжение+О, При этом напряжение на выходе интегратора 6 линейно уменьшается дотех пор, пока код А становится меньше кода В, после чего цикл работыповторяется,Таким образом, на входе АЦП 1 устанавливаются колебания формы симметричного треугольника с постояннойсоставляющей, величина которой зависит от заданного кода В, Интегрирующий измеритель / напряжения показывает среднее значение аналоговогосигнала ОВ н,который соответствуетцентру выранна го кода ( Фи г. 2 ),Для улучшения устойчивости работыустройства, уменьшения погрешностии увеличения быстродействия измерения дифференциальной нелинейности введен элемент 4 запрета и Формирователь 8 импульсов, которые работаютследующим образом.приходом фронта тактового импульса АЦП 1 срабатывает формирова5 93 тель 8 импульсов, который выдает на элемент 4 запрета инвертироввнные импульсы, запирающие его во время переходных процессов, появляющихся в АЦП 1 во время тактового импульса ив цифровом компараторе 2 во время изменения кодового числа А. После окончания импульса запрета в устройство 5 управления поступает установившийся сигнал управления А В либо АВ. Длительность импульсов запрета должна. превышать длительность тактовых импульсов.Формула изобретения Устройство для измерения дифференциальной нелинейности быстродействующих аналого-цифровых преобразователей, содержащее аналого-цифровой преобразователь, вход которого соединен с выходом интегратора и входом интегрирующего измерителя напряжения, а выход - с первым входом цифрового компаратора, второй вход которого 6416 6подключен к выходу устройства заданияМода, вход интегратора соединен с выходом устройства управления, шина тактовых импульсов соединена с тактовым входом аналого-циФрового преобразователя, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения устойчивости работы устройства, уменьшенияпогрешности и увеличения быстродейст"вия, в него введены элемент запрета,выполненный на двух вентилях 2 И-НЕ,и инвертирующий Формирователь импульсов запрета, вход которого соединенс шиной тактовых импульсов, а выходподключен к первым входам вентилей с2 Я-НЕ, вторые входы которых соединеныс выходами цифрового компаратора, авыходы подключены к входам устройства управления,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Измерительная техника, 1971,е 8,2, Е 1 есйгоп 1 с Епцпеег 1 пд, 1976,У 583, с. 57-60 (прототип).Составител Подписноеа СССР го комиий и от д. 4/5 ушская на т, г. Ужгород, ул, Проектная ор Н. Воловик Те1256/75 ТиВНИИПИ Госудпо делам113035 11 осквафилиал ППП Пат аж 959рственн зобрете Ж,ахнанов Корректор 6, Иакарен