Устройство для измерения динамических характеристик аналого цифровых преобразователей

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК ИН .Э 0 И) 3(51) Н 03 К 13 02 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ я(56) 1. Авторское свидетельство СССРВ 660232, кл. Н 03 К 13/02,19772. Авторское свидетельство СССРВ 738151, кл. Н 03 К 13/02, 1978(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК АНАЛОГОЦИФРОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ, содержащее генератор импульсов, вход которого соединен с шиной Пуск, а выход - с вхоцом блока управления и входом запуска аналого-цифрового пре. образователя, измерительный вкод которого соединен с выходом генератора образцового случайного сигнала и с первыми входами первого и второго блоков сравнения соответственно, информационный выход - с входом первого цифро-аналогового преобразователя, управляющий вход которого соединен с выходом 1 Конец преобразования аналого-цифрового преобразователя и с входом блока задержки, а выход - с первыми входами аналоговых сумматора и вычитателя соответственно, .вторые входы которых подключены к . выходу второго цифро-аналогового преобразователя и к первому входу аналогового регистратора результатов измерения, а выходы - соответственно ковторым входам первого и второго блоков сравнения, выходы которых соответственно соединены с первым и вторым входами логического блока, . третий вход которого соединен с выходом блока управления, информационный вход второго цифра-аналогового преобразователя соединен с выходом первого реверсивного счетчика и,с информационным входом цифрового индикатора, о т л я ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения и увеличения быстродействи при определении момента окончания измерения, в него введены элемент ИЛИ, счетчик числа импульсов, второй реверсивный счетчик,.два элемента И, Еспервые входы которых соединены соот-ветственно с первым и вторым выходами логического блока, при этом выход первого элемента И соединен с входом прямого счета второго реверсивного счетчика, выход второго элемента И - с входом обратного счета второго реверсивного счетчика, выходы переполнения единиц и переполнения нулей которого соединены соответственно с входами прямого и обратного счета первого реверсивного счетчика и с входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом счетчика числа импульсов, второй вход которого соединен с вторыми входами элементов И и выходом блока задержки, а выход - с вторыми входами цкфрового индикатора и аналогового регистратора результатов измерения.Изобретение относится к цифровойэлектроизмерительной технике и пред.назначено для измерения характеристик погрешности аналого-цифровыхпреобразователей (АЦП) в динамике.Известно устройство для измерениядинамических характеристик АЦП, содержащее поверяемый АЦП, датчикпсевдослучайных значений уровней,регистр уровней, цифро-аналоговыйпреобразователь уровней, датчик 10псевдослучайных значений скоростей,аналоговый сумматор, цифровой управляемый мультивибратор, ключ, регистрзапоминания выходного кода, блок обработки, первый блок вычитания, второй блок вычитания, генератор импульсов, блок управления, блок задержки временн и логический элементИЛИ Ш .Недостатком этого устройства является то, что определение характеристик АЦП в динамике проводнаяна псевдослучайном входном сигналес заданными законами распределения иавтокорреляционной функцией, что непозаоляе 1 произвести оценки динамических характеристик АЦП при кодировании широкополосных случайных илидетермироаанных сигналов и определе"ния зависимости ее максимального исреднеквадратического .значений от ЗОзаконараспределения и вида корреляционной функции входного сигнала.Известно устройство-прототип,предназначенное для измерения динамических характеристик АЦП, содержащее поверяемый АЦП, генератор, образцового случайного сигнала с заданнымипараметрами, первый цифро-анаЛоговыйпреобразователь, два сравнивающихустройства, аналоговые сумматор и Оаычитатель, блок временной задержки,генератор импульсов, блок управления,логический блок, реверсивный счетчик,второй цифро-аналоговый преобразователь, цифровой индикатор и аналого вый регистратор результатов измерений. Вход генератора импульсов соединен с шиной ф,Пуск, а выход - свходом блока управления и запускающимвходом АЦП, измерительный вход кото.рого соединен с выходом генератораобразцового случайного сигнала и спервымивходами двух блоков сравне,ния соответственно, информационныйвыход - с входом первого цифро-аналОгового преобразователя, управляющий 55вход которого соединен с выходом1 Конец преобразования АЦП и с,входом блока. задержки времени, а выход - с первыми входами аналоговых.сумматора и вычитателя, вторые входы 60которых подключены к выходу цифроаналогового преобразователя и первому входу аналогового регистраторарезультатоа измерения, а выходовк вторым входам блока сравнения,выходы которых соответственно соединены с первым и вторым входом логического блока, третий вход которого соединен с выходом блока управ. ления и выходы - соответственно с входами прямого и обратного счета реверсивного счетчика, информационный вход второго цифро-аналогового преобразователя соединен с выходом первого реверсивного счетчика и с информационным входом цифрового индикатора Г 21.Недостатком известного устройства является то, что оно имеет большую величину среднеквадратичной ошибки установившегося значения оценки динамических характеристик АЦП. Кроме того, определение момента окончания измерения производится неавтоматически.Цель изобретения - повышение точности измерения и увеличение быстродействия при определении момента окончания их измерения.Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее генератор импульсов, вход которого соединен с шиной Пуск 1, а выхОд с входом блока управления и входом запуска аналого-циФрового преобразователя, измерительный вход которого соединен с выходом генератора образцового случайного сигнала и с первыми входами первого и второго блоков сравнения соответственно, информационный выход - с входом пер. вого цифро-аналогового преобразователя, управляющий вход которого соединен с выходом Конец преобразования аналого-циФрового преобразователя и с входом блока задержки, а выход - с первыми входами аналоговых сумматора и аычитателя соответственно, вторые входы которых подклю. чены к выходу второго цифро-аналогового преобразователя и к первому входу аналогового регистратора результатов измерения, а выходы - к вторым входам первого и второго блоков сравнения, выходы которых соответственно соединены с первым и вторым входами логического блока, третий вход которого соединен с выходом блока управления; информационный вход второго цифра-аналогового преобразователя соединен с выходом первого реверсивного счетчика и с информационным входом цифрового индикатора, дополнительно введеныэлемент,ИЛИ, счетчик числа импульсов,второй реверсианый счетчик, даа элемента И, первые входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами логического блока, при этом выход первого элемента И соединен с входом прямого счета второго реверсивного счетчика, выход второго элемента И " с входом обратно 1067598производится начальная установка(второго реверсивного счетчика 14). через логический элемент ИЛИ 18 счет чика импульсов 17.В процессе многоразовых циклов преобразования на выходе второго 5 ,цифро-аналогового преобразователя 16, независимо от первоначального состояния,.устанавливается напряжение АЦ которое в среднеквадратическом будет равно ошибке преобразования 10 60. Отсутствие сигналов переполнения .второго реверсивного счетчика 14 в течение количества цикловпревосходящих 2 ф (пй - число разрядов" йвторого реверсивного счетчика 14) )5 будет только в том случае, если выполняется равенство вероятностейМАОДЪ)дц Ц РПдО,) .ЬО(2, Выполнение этого условйя означает, что подобранное значение соответствует искомой оценке динамической погрешности АЦП.Повышение точности осуществляется за счет того, что дисперсия приведенного к входу первого реверсивного счетчика 15 существенно меньше дисперсии исходного распределения динамической погрешности АЦП. Причем, чем больше число разрядов второго реверсивного счетчика 14, тем меньше дисперсия приведенного к входу пер- З 0 вого реверсивного счетчика 15, и при неограниченном увеличении числа разрядов второго реверсивного счетчика 14 она уменьшается до значения, ограниченного только величиной еди ницы младшего разряда второго цифроаналогового преобразователя 16.При измерении по модулю максимальных значений погрешности )дОпд реверсивные счетчики 14 и 15 рабо-40 тают на сложение, начиная с нулевого состояния, а логический блок 11 открыт для сигналов от сравнивающих устройств 4 и 5 управляющим сигналомс блока 10 управления. При этом 45 в процессе многократных циклов преобразования на выходе второго цифроаналогового преобразователя 16 устанавливается напряжение, которое будет удовлетворять неравенству) дОо (Ъ (дОпч оаспри =(11" Х хдИО,При измерении Максимальных значений динамической погрешности+дОщщ или - дОщщ, реверсивные счетчики 14 и 15 также работают на сложение, начиная с .нулевого состояния, а логический блок открыт для сигналов от одного из блоков сравнения 4 и 5 управляющим сигналов ) или , в зависимости от режима. При этом в процессе многократных циклов преобразование на выходе второго цифро-аналогового преобразователя 16 устанавливается напряжение, которое будет удовлетворять неравенствам:при измерении + ь 4 тмакАО) Оп,-,=ь Опх п 1 О при Е хаф и % фпри измерении - Ь Опх л 1 аАо-д ОдОпа, при Е 0 и Х=ХУстановившиеся значения динамической погрешности АЦП регистрируются в аналоговом виде в регистраторе 20 и в цифровом виде - преобразовате. лем 16 по сигналу переполнения счетчика 17 импульсов, который будет при отсутствии сигналов переполнения второго реверсивного счетчика 14,Таким образом, данное устройство в отличие от базового устройства не имеет в своем составе дорогостоящей ЭВМ и прецизионного генератора . синусоидальных сигналов; имеет более высокое быстродействие, позволяет определять динамические погрешности АЦП как на широком классе сигналов,. так и на реальном входном сигнале; имеет значительно меньшую потребляемую мощность