Устройство контроля аналого-цифровых преобразователей

Изобретение относится к аналогоцифровой и информационно-измерительной технике,Цель изобретения - повышение точности контроля.На фиг. 1 приведена функциональнаясхема устройства, на Фиг2 - теневоеизображение выходного кода АЦП на экране осциллографа, иллюстрирующеепринцип построения иэображения с использованием модуляции луча по яр 1кости; на фиг.3 и 4 - функциональныесхемы соответствующих блоков,Устройство содержит преобразователь 1 параллельного кода в последовательный, первую входную шину 2 устройства, генератор 3 пилообразногонапряжения, осциллограф 4, источник5 напряжения, сумматор 6, первую выходную шину 7 устройства, делитель 8напряжения, счетчик 9, формирователь10 импульсов запуска, синхронизатор11, преобразователь 12 напряжений игенератор 13 тактовых импульсов, проверяемый аналого-цифровой преобразователь 14,Устройство работает следующим образом.Исследуемый АЦП 14 подключаетсяс помощью входной шины аналоговогосигнала к выходной шине устройства,с помощью входной шины тактовых импульсов - к выходной шине устройства,(разрешающей способности и дифференциальной нелинейности) АЦП 14 осуществляется по растровому изображению на экране осциллографа 4. На экране осциллографа 4 с помощью специальной развертки и модуляции яркостилуча создается .растровое изображе-.ние, в котором одновременно содержится информация как о разрешающей способности АЦП 14 при нескольких соседних кодовых комбинациях, так и о значениях этих комбинаций. Измеряемаявеличина (разрешающая способность)отображается геометрически - высотойопределенного элемента изображения,что облегчает сравнение соседних элементов при определении дифференциальной нелинейности,На вход контролируемого АЦП 14 свыхода сумматора 6 подается напряже 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ние сложной формы, представляющее собой сумму постоянной регулируемой составляющейобразующейся на выходе 2 источника 5 напряжения и низкочастотной переменной составляющей (симметричной пилообразной формы), формирующейся на выходе генератора 3 пилообразного напряжения (ГПН), Величина пилообразного напряжения на входе сумматора 6 определяется коэфФициентом деления делителя 8 напряжения. Частота повторения циклов преобразования (т.е, частота преобразования входного сигнала), задаваемая с помощью генератора 13 тактовых импульсов, во много раз превышает частоту пилообразного напряжения на вы-. ходе ГПН 3, поэтому в течение любого одного цикла преобразования входное напряжение АЦП 14 практически не успевает существенно измениться, Код с выхода АЦП 14, соответствующих этому напряжению, преобразуется в последовательную форму (фиг.2 а) в преобразователе 1, а затем после привязки в синхронизаторе 11 выводится на экран осциллографа 4 через третий вход (канал 2 управления яркостью).Развертка осциллографа 4 запускается одновременно с началом выдачи последовательного кода, для чего в формирователе 10 из сигналов счетчика 9 вырабатывается импульс запуска, передний фронт которого перед поступлением на вход синхронизации осциллографа 4 выравнивается в синхронизаторе 11 с передним фронтом первого разряда последовательного кода,Последовательный код, поступая на вход, модулирует яркость луча при его движении вдоль линии развертки по горизонтали, доэтому любая кодовая комбинация отображается сочетанием светлых и темных отрезков горизонтальной линии. Эти линии периодически перемещаются по вертикали под действием пилообразного осциллографа 4, Поскольку вертикальные перемещения линий развертки производятся одновременно с изменением входного напряжения АЦП 14, которое вызывает соответствующее изменение кода на выходах ЛЦП 14, преобразователя, 1 и преобразователя 12, на экране осциллографа 4 получается растровое изображение,показывающее связь между входным напряжением и кодом на выходе АЦП 14(фиг. 2 б). Если отношение частот го 1 б 31725риэонтальной развертки и пилообразного напряжения достаточно велико, отдельные линии растра сливаются и перестают различаться. Полученное изобоажение можно представить состоящим из ряда горизонтальных полос, отображающих ряд кодовых комбинаций, Вь 1 сота какой-либо полосы пропорциональнавеличине шага квантования, соответстэующего отображаемой комбинации, т.е, высота полосы геометрически отображает разрешаемую способность АЦП 14 при определенном коде на выходе. Количество одноьременно наблюдаемьх наэкране полос зависит от размаха пилообразной составляющей напряжения на входе АЦП 14 и может быть выбрано любым (по усмотрению оператора) с помощью изменения коэффициента деления 8 напряжения. При измерении величины разрешающей способности количество полос обычно выбирается не более б, В любом случае порядок отображения отдельных разрядов кода сохраняется неизменным, поэтому в изображечии также видны столбцы, которые соответствуют отдельным разрядам и сохраняют свое расположение при любых изменениях входного напряжения АЦП 14.Приведенное на фиг,2 б изображение соответствует лишь небольшому участку статической характеристики.Возможность контроля. любых участков характеристики обеспечивается планной регулировкой постоянной составляющей входного напряжения АЦП 14.Для регулировки постоянной составляющей оператор подает управляющий сигнал, изменяющий сигнал источни - ка 5 напряжения в нужную область напряжсний. Поиск требуемого участка характеристики АЦП 14 облегчается тем, что изображение предста:,яет собой характерный узор из прякоугольников, закономерность построения которых обнаруживается достаточно просто, а также тем, что величина отображаемого участка также регулируется оператором. Любые нарушения закономерности построения узора, вызываемые нелинейностью характеристики, легко отмечаются оператором и для их обнаружения не требуется ооращаться к таблицам или производить расчеты.Использование изобретения позволяет повысить точность контроля. таких важнейших характеристик АЦП, какразрешающая способность и дифференциальная пелинеиность благодаря тому,что точность измерения не зависит от 5формы пилообразного напряжения, отего размаха и частоты и определяетсялишь точностью калибровки осцилло- Гграфа 4 и целителя 8 напряжения. Миквантования,помощью устлишь собствеличиной нимальная величина шага поддающаяся измерению с ройства, ограничивается венными шумами АЦП 14 и Устройство контроля аналого-цифровых преобразователей, содержащее преобразователь параллельного кода в последовательный, первые входы которого являются первыми входами устрой .ства, генератор пилообразного напряжения, первый выход которого сосдипен с первым входом осциллографа, источник напряжения, выход которого подключен к первому вхоцу сумматора, выход которого является первым выходомустройства, о т л и ч а ю щ е е с я 45 тем, что, с целью повышения точностиконтроля, введены делитель напряжения,счетчик, формирователь импульса запуска, синхронизатор, преобразователь напряжений, генератор тактовых 5 О импульсов, выход которого являетсявторым выходом устройства и соединен с первым входом синхронизатора и входом счетчика, выходы которого подключены к.соответствующим вторым входам преобразователя параллельного кодр в последовательный и соответствующим входам формирователя импульса запуска, выход которого соединен с вторым входом синхронизатора, третии вход внешних помех, проникающих в цепьформирования нходнсго сигнала АЦП 1415 и не зависит от шумов в узлах осциллографа 4, гоэтому предлагаемое устройство хорошо приспособлено дляконтроля многоразряцных АЦП,При необходимости с помощью цифро 20 вого вольтметра, контролирующего величину регулируемой постоянной составляющей входного напряжения АЦП 14,можно измерить коорцинаты той точкистатической характеристики, которой25 соответствует коц, отображаемый насредней линии развертки (проходящейчерез центр экрана), т.е. можно измерить величину абсолютной погрешности н любой точке характеристики.30формула изобретения1631;25 поясе.яия соединен с первым Входомделителя напряжения р Второй Вход которого является первым Входом установки, а Выход подключен к второму вхсду с;мматора, вторым Входом установки является вход источника на."щяжения . ю а У 8 7. 6 Х Ф 3 2а РазДЯды юаЬ Зюуу 4 жырЮ О У Р 7 6 Г Ф 3 2СЖО Ю У уУУ Ю которого подключен к выходу греобразователя параллельного кода В последовательный, первый выход - к второмуВходу осциллографа, а второй выходчерез преобразователь напряженийк третьему входу осциллографа, второйвыход генератора пилообразного наУУУОО/ улаф,фф лф Р Ю 1 Н "ИВ1 б 31725 Рг О 4 С 3 цгиж 2 оставитель И. Романов дактор М.Келеме хред Л,Олийнык ректор екм Подписноеиям и открытиям при ГКНТ я наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Уж д, ул, Гагарина,Ощ ЮОкО йе дюлак Заказ 556 Тираж 458ВНИИПИ Государственного комитета п113035, Москва, Жизобрет Раушс ж.у гг гау 4