Устройство для определения характеристик аналого-цифрового преобразователя

(59 4 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЕЛЬСТВ ВТОРСНОМУ ОВИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОбРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ(71) Куйбышевский институт инженеров .железнодорожного транспорта ,(72) С.ВАрхангельский и С,А.Дивнов (53) 681.325(088,8)(56) Авторское свидетельство СССР У 936419, кл. Н ОЗ М 3/30, 1979. (54) УСТРОЙСТВО ДПЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХА"; РАКТЕРИСТИК АНАЛОГО ЦИФРОВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ(57) Изобретение относится к вычислительной и измерительной технике, предназначено дпя автоматизации испы: таний аналого-цифровых преобразова телей (АЦП), заключающихся в обнаружении динамических и статических погрешностей АЦП, и может найти применение в информационно-измерительных комплексах, автоматизированных системах исследования и т.п, С целью повышения точности определения погрешности АЦП и увеличения достоверности статических характеристик погрешности в устройство дополнительно введено необходимое количество последовательно соединенных блоков фильтрации определенной структуры, осуществляющих подавление составляющих погрешностей АЦП, обусловленных нелинейными искажениями формы тестового синусоидаль- д ного сигнала. 1 з.п. Ф-лы, 2 ил,еИзобретение относится к областивычислительной и измерительной техники, предназначено для автоматизации испытаний аналого-цифрового пре образователя (АЦП), может найти ши 5рокое применение в информационно-измерительных комплексах, автоматизированных системах исследования и является усовершенствованием устройства,по основному авт.св. У 936419,Цель изобретения - повьппение дос товерности оценок статических харак.1теристик путем повьппения точностиопределения значения погрешности. 15На Фиг.1 представлена структурнаясхема устройства для определения характеристик АЦП," на фиг2 - структурная схема одного блока фильтрации,Устройство содержит АЦП 1, элемент 202 цифровой задержки, цифровой сумма тор 3, блок 4 вычисления статическиххарактеристик, индикатор 5, генератор6 синусоидального напряжения, генера тор 7 импульсов, два частотомера 8 25и 9, первый 1 О и второй 11 блоки нелинейной Функции, два цифровых умножнтеля 12 и 13, второй элемент 14 цифровой задержки, К блоков 15-151 фильтрации. Каждый блок Фильтрации содержит два элемента 16 и 17 цифровойзадержки два блока 18 и 19 нелинейЭной функции, два цифровых умножителя20 и 21, цифровой сумматор 22,35Генератор 6 синусоидального напряжения и генератор 7 импульсов имеютустановочные входы, посредством которых задаются значения частот генерируемых сигналов и амплитуда синусоиды.Синусоидальный аналоговый сигнал сгенератора 6 синусоидального напряжения поступает на рабочий вход АЦП 1,а сигнал с генератора 7 импульсов -на вход синхронизации АЦП, В моментпоступления синхроимпульса АЦП 1 осуществляет преобразование значенияаналогового сигнала, имеющегося вданный момент на его входе, в цифровую форму,Одновременно сигналы с генераторов50импульсов 7 и синусоидального напряжения 6 поступают на частотомеры 8и 9 соответственно, на выходы которых выдаются цифровь 1 е сигналы,соответственно Г и Г , пропорциональ 55ные частотам сигналов, поступающихна их входы. Первый блок 10 нелинейной функции,на вход которого поступают сигналы Х и, выдает на выходецифровой сигнал, равный 2 пс-2 соз( -- )ХЬВ момент выдачи генератором 7 импульсов Х-го импульса на выходе АЦП 1появляется цифровой сигнал у , являющийся значением входного аналоговогосигнала в момент выработки К-го синхроимпульса. Сигнал у подается наКвход сумматора 3, при этом первыйэлемент 2 цифровой задержки, синхронизируемый генератором 7 импульсов,выдает на выходе сигнал у , являк-ч фющийся цифровым значением входногоаналогового сигнала в момент выработки (Х)-го импульса генератором 7импульсов,Сигнал у, после умножения вцифровом умйожителе 12 на коэффициент2 ис%поступает на вход сумматора 3Кроме того, в рассматриваемый момент времени на выходе второго элемента 14 цифровой задержки, синхрони зируемой генератором 7, импульсов, выдается сигнал у , который также подается на вход сумматора 3Таким образом, сумматором 3 вычис" ляется сигнал Ь, , равный2 ьсу -2 сов( -- )у + уКЮ Й эФ1где ук"а фуу - выборки, т.е цифровыезначения. мгновенных зна чений синусоиды (поступающей с генератора 6 синусоидального напряже ния), полученные в моменты возникновения сое, ответственно (Х)-го (К)-го и 1 с-го импуль сов на выходе генератора 7 импульсов;1,Г - значения частот соответственно синусоидального сигнала и импульсов.Второй блок 11 нелинейной функции вырабатывает в цифровом виде сигнал, равный обратной величине суммы моду лей коэффициентов при выборках в последнем выражении, т.е, сигнал, рав- ныйПосле умножения сигнала А, поступающего с выхода сумматора 3, насигнал с выхода второго блока 11 нелинейной функции, осуществляемогоцифровым умножителем 13вырабатывается значение величины, характеризующей погрешность преобразования, приведенное к одной выборке. Обозначимданную величину через РЭти приведенные величины поступают на вход первого блока 15,1 фильтрации, на выходе которого вырабатываются приведенные к одной выборкевеличины собозначим их через Р 11характеризующие надежность работыlАПП, в котором отсутствуют составляющая ошибки, обусловленная влияниемвторой гармоники в спектре тестовогосинусоидального сигнала.Величина Рс выхода (-)-гоблока фильтрации поступает на вход 251-го блока фильтрации и подается на вход сумматора 22, при этомэлемент 16 цифровой задержки, синхронизируемый генератором 7 импульсов,выдает сигнал Р ,1 , являющийся 30значением сигнала на входе -го блокафильтрации в момент выработки Ь)го импульса генератором 7 импульсов.Первый блок 18 нелинейной функции,на вход которого поступают цифровыесигналы 1 и 1 с выходов частотомеров 8 и 9 соответственно, выдает навыходе цифровой сигнал, равный2 лу, (+1)-2 соес --- )403после умножения на который в цифровомумножителе 20 сигнал Р 1 к.1 . подается на вход сумматора 22,Кроме того, в рассматриваемый момент времени на выходе элемента 17цифровой задержки, синхронизируемогогенератором 7 импульсов, выдаетсясигнал Р.3(к-) 2который также подается на вход сумматора 22.3-го блока фильтрации, соответствующие моментам возникновения соответственно (1 с)-го, ),1 с)-го и 1 с-го импульсов на выходе генератора 7 импульсов.Второй блок 19 нелинейной функции вырабатывает в цифровом виде сигнал, равный обратной величине суммы модулей коэффициентов при величинах в последнем выражении, т.е. сигнал, равный 1(12 + 2)сов( -- " - -" ). 2 с,)+1) 1 с ГПосле умножения сигнала ьпоступающего с выхода сумматора 22,на сигнал с выхода второго блока 19нелинейной функции, осуществляемогоциФровым умножителем 21, вырабатывается значение величины (обозначим еечерез Р , ), характеризующей погрешность работы АЦП, в которой отсутствует вклад 3+1)-й гармоники,спектра синусоидального сигнала навыходе генератора 6 синусоидальногонапряжения,С выхода блока 151 с фильтрации этивеличины поступают на блок 4 вычисления статических характеристик, в котором осуществляется вычисление оценок статических характеристик погрешности работы АЦП, Данные характеристики иидуцируются в блоке 5 индикации. Формула изобретения 50 1Устройство для определения характеристик аналого-цифрового преобразователя по авт.св. 111 936419, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения достоверности оце-, нок статических характеристик, путем повышения точности определения значения погрешности, введены 1 с последовательно соединенных блоков фильтрации, первый вход первого из которых соединен с выходом второго цифрового умножителя, а выход последнего соединен с входом блока вычисления статических характеристик, вторые входы блоков фильтрации объединены и подключены к выходу генератора импульсов, третьи и четвертые входы соответственно объединены и подключены к выхо 1411970дам первого и второго частотомеровсоответственно. 2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что блок фильтрации содержит два блока нелинейной функции, два цифровых умножителя, цифроой сумматор и два элемента цифровой задержки, первые входы которых объеинены и являются вторым входом блока ильтрации, первым входом которого является второй вход первого элемента цифровой задержки и первый вход цифрового сумматора, второй вход которого через первый цифровой умножи, тель соединен с выходом второго цифрового элемента задержки, третийвход через второй цифровой элементзадержки соединен с выходом первого .цифрового элемента задержки, а выход соединен с первым входом второго цифрового умножителя, выход которого является выходом блока фильтрации, а второй вход соединен с выходомпервого блока нелинейной функции,вход которого объединен с вторым входом первого цифрового умножителя исоединен с выходом второго блоканелинейной функции, первый и второйвходы которого являются соответственно третьим и четвертым входами блокафильтрации.141970 82 Составитель М,Романова Техред М. Дидык Коррек едактор Е.Пап Л,Пилипенко Тираж 928 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий