Устройство для автоматического определения динамических характеристик аналого-цифровых преобразователей

А, Бакиров и А.И. Заико 72) Авторы изобретения нный институт и В-Орджоникидзе 7) Заявитель и ави 5 В) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК АНАЛОГО-ЦИФРОВЫ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙбретени ычислит о для о и распр стей ан лей (АЦ томати- преднаральной ых по- реобрам режи 5 относится к альной техникеределенИя интеделения случайлого-цифровых) в динамическ и функц греши зоват е,ческ ракт анал соде иссл вой б ;анал лител дели ределять инфвелЕения слу- статичество не оптпрП тво позвол функцию р решностей АУстрои тегральну чайных по ком режим ределяетопределятьпределенияЦП для реальв, Однако ойство поэволяе льную функцию р ых погрешностей амических сигна интеслучных о устр рактеоисти ероятностны вестно устроиство для автоматиго измерения статистических ха ористик случайных погрешностейго-цифровых преобразователей,жащее блок цифровой установки,дуемый преобразователь, цифрос.лок сравнения, образцовый цифро-иговый преобразователь, распредеь, арифметическое устройство,ели 1 Д,ки погрешностей АЦП в динамическомрежиме.Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство для автоматического измерения статистических параметров точности преобразователей формы информации, содержащее образцовыйцифро-аналоговый преобразователь,выход которого подключен к первомувходу аналогового блока сравнения,второй вход которого объединен с пер.вым входом исследуемого преобразователя, при этом выход исследуемогопреобразователя подключен к первомуводу цифрового блока сравнения, второй вход которого подключен к первому входу образцового цифрозналогово"го преобразователя, а выход соединенсэ входом арифметического устройства 2,Устр т0292 4 Устройство работает следующим образом.Для того чтобы определить интегральную функцию распределения случайных погрешностей исследуемого преобразователя в заданной точке шкалы, в блоке 2 цифровой уставки набирается код, соответствующий заданной точке.По сигналу "Пуск" начйнает работу распределитель 11, определяющий последовательность работы узлов устройства, По командам с распределите 40 45 ля 11 код иэ блока 2 цифровой устав 50 ки записывается по раздельным входам в ЦАП 3 и открывается ключ 8, На выходе ЦАП 3 образуется пропорциональ,ный коду образцовый сигнал Х , кото 55 сравнения,На вход исследуемого преобразователя 5 с шины 1 поступает испыта 3 94 устройство обладает недостаточной точностью. Это объясняется тем, что моменты запуска исследуемого АЦП не синхронизированы с. моментами попадания входного сигнала в заданную точку шкалы, а производятся с опре" деленной тактовой частотой. Вследствие этого возможны случаи, когда попадание входного сигнала в заданную точку не совпадает с моментом запуска АЦП. В этом случае образцовый код будет соответствовать заданной точке шкалы, а результат преобразования соответствовать сигналу, который был на входе АЦП в момент его запуска. Это приводит к ошибкам в определении погрешности АЦП. Цель изобретения - повышение точности определения интегральной функции распределения случайных погрешностей аналого-цифровых преобразователей в динамическом режиме.Поставленная цель достигается тем,что в устройство для автоматического определения динамических характеристик аналого-цифровых преобразователей, содержащее образцовый цифроаналоговый преобразователь, выход которого подключен к первому входу аналогового блока сравнения, которой вход которого объединен с первым входом исследуемого преобразователя, выход исследуемого преобразователя подключен к первому вхбду цифрового блока сравнения, второй вход которого подключен к первому входу образцово.- го цифроаналогового преобразователя, а выход соединен со входом арифметического блока, в него введены блок цифровой установки, ключ, два делителя и распределитель, причем выход аналогового блока сравнения подключен к первому входу ключа, выход которого через последовательно соединенные первый и второй делители подключен ко входу распределителя, первый выход которого соединен со входом блока цифровой уставки, а второй выход подключен ко второму входу ключа, при этом выход блока цифровой уставки подключен к первому входу образцового цифроаналогового преобразователя, второй вход которого подключен к выходу первого делителя, авторой вход исследуемого преобразователя соединен с выходом ключа.Введение делителей и ключа, а также подключение выхода аналогового 5 10 15 20 25 Зо 35 блока сравнения через ключ к запускающему входу исследуемого АЦП позволяет производить запуск последнеготолько в моменты равенства входногосигнала заданному, что повышает точность определения погрешности АЦП вдинамическом режиме,На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.Устройство содержит шину 1 подачииспытательного сигнала, блок 2 цифровой уставки, выход которого подключен к первому входу образцового цифроаналогового преобразователя (ЦАП)3, выход которого подключен к первому входу аналогового блока 4 сравнения, второй вход которого подключенк первому входу исследуемого преобразователя 5, выход которого черезцифровой блок 6 сравнения подключенко входу арифметического блока 7,второй вход блока 6 сравнения подключен к выходу блока 2 цифровой уставки, вход ключа 8 соединен с выходом аналогового блока 4 сравнения,а выход через последовательно соединенные делители 9 и 10 подключен ковходу распределителя 11, первый выход распределителя 11 подключен ковходу блока 2 цифровой уставки, авторой выход подключен ко второмувходу ключа 8, выход которого подключен ко второму входу исследуемогопреобразователя 5, второй вход образцового ЦАП 3 подключен к выходуделителя 9. рый поступает на аналоговый блок 4тельный динамический сигнал Х(с), который в зависимости от целей,исследования является случайным процессом, гармоническим сигналом, либо другим сигналом требуемого вида. 5 Кроме того, на исследуемь 1 й преобразователь подается реальный, измеряемый сигнал. Одновременно сигнал с шины 1 поступает на вход аналогового блока 4 сравнения, на друг й вход 10 которого подается постоянный сигнал с ЦАП Хо. Аналоговый блок 4 сравне-ния выдает сигнал в виде одиночного импульса лишь при равенстве сигналов на его входах, 15Этот импульс через открытый ключ 8 поступает на запуск исследуемого преобразователя 5. Таким образом, исследуемь 1 й преобразователь 5 запускается только тогда, когда сигнал Х(й) 20 на шине 1 равняется уровню образцового сигнала Хна выходе ЦАП.В результате преобразования И ПР исследуемого преобразователя 5 и код й с блока 2 цифровой уставки подают ся на входы цифрового блока б сравнения, который выдает сигнал в виде одиночного импульса на арифметический блок 7 лишь в случае выполнения условия 30 1 пР 11 У (1)Исследуемый преобразователь 5 производит преобразование сигналаустановленное число раз (число запусков в серии постоянно и определяется делителем 9) и результаты сравнения при этой серии преобразований регистрируются арифметическим блоком .По окончании первой серии преоб разований на выходе делителя 9 появляется импульс, который поступает на счетный вход образцового ЦАП и таким образом, в регистре ЦАП оказы,вается записанным число И 1 " 1. 45Образцовый ЦАП преобразует новое значение кода и на вход аналогового блока 4 сравнения начинает поступать новое значение образцового сигналаХО 2 ХО 1 До 50Исследуемый преобразователь 5 производит новую серию преобразований, запускаясь в те моменты времени, когда сигнал Х(с) на шине 1 оказы" вается равным образцовому сигналу55 Х 0. При этом цифровой блок 6 сравнения производит сравнение кода йс новыми значениями выходного кода 940292 6исследуемого преобразователя, выдавая сигнал на арифметический блок 7при выполнении условия (1). Результаты новой серии преобраэовайийрегистрируются в арифметическом блоке 7. Далее дается новое приращениеобразцового сигнала и производитсяновая серия преобразований сигналаХ 0 = Х 0- 26 .Всего производится п 1 серий преобразований по и преобразований в каждой серии, Выбор количества серий п 1и числа преобразований в серии попределяется требуемой точностью измерения и интегральной функции распределения случайных погрешностей.Величина Ь приращений образцо.вого напряжения выбирается такой,чтобы при Х = Х- п 1 Д в последнейсерии измерений в арифметическом.блокезаписывается число и.После и-го преобразования в последней серии сигнал с делителя 1 Опоступает на распределитель 11, который закрывает ключ 8,По результатам измерений арифметический блок 3 определяет интегральную функцию распределения случайныхпогрешностей исследуемого преобразователя в динамическом режиме. Ар"гументом функции служат значенияД, ,в Ь 1, а значения функции определяются как частное от числа импуль.сов, зарегистрированным арифметическим блоком в 1-ой серии к общемучислу преобразований в этой серии,На этом измерения в данной точкешкалы заканчиваются. Далее в блоке 2цифровой уставки набирается код, соответствующий новой точке шкалы по"дается команда ."Пуск" и цикл работыповторяется.Предлагаемое устройство, по срав-нению с известным, позволяет повыситьточность определения интегральнойФункции распределения погрешностейАЦП в динамическом режиме. Это обусловлено тем, что в предлагаемомустройстве запуск АЦП производитсятолько в те моменты времени, когдавходной сигнал оказывается равнымзаданному. Вследствие этого с об. разцовым кодом сравнивается результат преобразования исследуемым АЦПсигнала, соответствующего именно этому образцовому коду, а не какоголибо другого сигнала, бывшего на входе АЦЙ в момент его запуска.7Формула изобретения 90292 каз 1686/77 Т НИИПИ 959 писн ал ППП "Патент",город, ул, Проектная Устройство для автоматического определения динамических характеристик аналого-цифровых .преобразователей, содержащее образцовый цифроаналоговый преобразователь, выход которого, подключен к первому входу аналогового блока сравнения, второй вход которого объединен с первым входом ис О следуемого преобразователя, выход исследуемого преобразователя подключен к первому входу цифрового блока срав" нения, второй вход которого подключен к первому входу образцового цифро 15 аналогового преобразователя, а выход соединен со входом арифметического блока, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены блок цифровой уставки 20 ключ, два делителя и распределитель,8причем выход аналогового блока сравнения подключен к первому входу ключа,выход которого через последовательносоединенные первый и второй делителиподключен ко входу распределителя,первый выход которого соединен совходом блока цифровой уставки, а второй выход подключен ко второму входуключа, при этом выход блока цифровойуставки подключен к первому входу образцового цифроаналогового преобразователя, второй вход которого подключен к выходу первого делителя, авторой вход исследуемого преобразователя соединен с выходом ключа.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРй 319065, кл. Н 03 К 13/02, 1966.2. Авторское свидетельство СССРМ 68 М 734, кл. Н 03 К 13/02, 13.02 78.