Устройство для определения характеристик аналого-цифрового преобразователя

Сотоэ СоветсннаСоцнвпистнчеснннРеснубпнн ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 936419(51)М. Кл. Н 03 К 13/17 ЬвудеРвтювИ квмнтет СССР лв делам нзвбрвтеннй н втврытнйДата опубликования опнсання 15. 06. 82(72) Автор нзобретення С.С.Архангельский Куйбышевский институт инженеров железнодорожного транспорта(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК АНАЛОГО-ЦИФРОВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ 1Изобретение относится к вычисли; тельной и измерительной технике и ис,пользуется для автоматизации испытаний аналого-цифрового преобразователя АЦПИзвестно устройство, содержащее АЦП, циФровую задержку, цифровой сумматор, блок вычисления статистичес" ких характеристик, индикатор, генератор аналогового синусоидального сигнала, блок выработки синхроимпуль сов, блок задержки импульсов 13.Недостатком данного устройства является малая точность определе" ния значений погрешностей АЦП и ниэ- та кая надежностьЦель изобретения - повышение точности определения погрешности и на". дежнЬсти АЦП.Поставленная цель достигается тем, зт что в устройство для определения хаа рактеристик аналого-цифрового преобразователя, содержащее генератор синусоидального напряжения, выход которого соединен с первым входом вналого-циФрового преобразователя, второй вход которого соединен с первым входом первого элемента цифровой за держки, а выход с первым входом сум-; матора и вторым входом первого элемента цифровой задержки, выход блока вычисления статистических характеристик соединен с входом индикатора дополнительно введены генератор импульсов, два частотомера , два блока нелинейных функций, два цифровых умно-, жителя и второй элемент цифровой задержки, первый вход которой соединен с выходом генератора импульсов,вторым входом аналого-цифрового преобразователя и первыми входами пер вого частотомера и первого элемента цифровой задержки, второй входс выходом первого элемента цифровой задержки и первым входом первого цифрового умножителя, а выход - со вторым входом сумматора, третий вход которого соединен с93641 3выходом первого цифрового умножителв. второй вход которого соединенс выходом первого блока нелинейных функций и входом второго блока нелинейных функций, выход которого соеинен с первым входом второго цифрового умножителя, второй входкоторого соединен с выходом сумматора, а выход - с входом блокавычисления статистических характерис втик, первый вход первого блока нелинейных функций соединен С, выходом первого частотомера, второйвход - с выходом второго частотомера, вход которого соединен с выходом генератора синусоидального на"пряжения.На фиг.1 представлена структурная схема устройства для определения харктеристик аналого-цифровогопреобразователя, на фиг.2 - графики,иллюстрирующие его работу,Устройство для определения характеристик АЦП содержит АЦП 1,элемент цифровой задержки 2, сумматор3, блок вычисления статистическиххарактеристик 4, индикатор 5, генератор синусоидального напряжения 6,генератор импульсов 7, два частотомера 8 и 9, первый блок нелинейной30функции 10 и второй блок нелинейной функции 11, два цифровых умножителя 12 и 13и второй элемент цифровой задержки 14,Генератор синусоидального напряжения 6 и генератор импульсов 7 имеет установочные входы, посредством35которых задаются значения частотгенерируемых сигналов, а такжеамплитуда синусоиды,Синусоидальный аналоговый сигналс. генератора синусоидального напря 40жения 6 поступает на рабочий входАЦП 1, а сигнал с генератора импульсов 7 - на вход синхронизации АЦП1. В Момент поступления синхроимпульса АЦП 1 осуществляет преобразование значения аналогового сигналаимеющегося в данный момент наего входе, в цифровую форму.Одновременно сигналы с генератораимпульсов 7 и генератора синусоидального напряжения 6 поступаютна частотомеры соответственно 8 и 9,на выходы которых выдаются цифровыесигналы соответственно 1 ц и Е., пропорциональные частотам сигналов, 5поступающим на ихвходы, Первыйблок нейлинейной функции 10, на входы которого поступают цифровые сиг 9 4 налы Г и Ес, выдает на выходе цифро вой сргнал, равный величне (,-2 соВ 2 3 ).РиВ момент выдачи генератором импульсов к-ого импульса ( фиг.2 а,62 на выходе АЦП 1 появляется цифровой сигнал з , являющийся значением входного аналогового сигнала в момент выработки к-го импульса генератором импульсов. Сигнал К подает" ся на вход сумматора 3, при этом первый элемент цифровой задержки 2, синхронизируемая генератором импульсов 7, выдает сигнал ъ 1 с -1), являющийся цифровым значением входного аналогового сигнала в .момент выработки (к)-го импульса генератора импульсов 7.Сигнал(к) после умножения в цифровом умножителе 12 на коэффицид ент -2 сой 2 Л также поступаетЯм на вход сумматора 3,Кроме того, в рассматриваемый момент времени на выходе второго элемента цифровой задержки 14 синхро. низируемого генератором импульсов 7 выдается сигнал з (к), который также подается на вход суммато" ра 3,Таким образом, сумматором 3 вычисляется сигнал, равный- с З(Ф+ -сов 13 %- ф(В) .и где у(1 с), у(М),у(М) - выборки, т.е. цифровые значениямгновенных зна чений синусоиды (поступающей с генератора синусоиды 6), полученные в моменты возникновения соответственнс (к)-го (к)-го и 1-го импульсов на выходе генератора импульсов 9; значения частот соответсф и ственно синусоиды (навходе генератора синусоиды 6); и импульсов ( на выходе генератора импульсов 7), Если же значения у(1-2),у(К" 1), у(к) получены с некоторой погрешностью, то 5 М(М)ф АСОВ Ь Ъ(К"1)+ЗА= Ь (1) ИI где ь 4О, величина характеризуетпогрешность работы АЦП.936419 6 После умножения сигнала й , поступающего с выхода сумматора 3, на сигнал с выхода второго блока нели" нейной функции 11, осуществляемого цифровым умножителем 13, вырабатывается значение погрешности, приведенное к одной выборке. Эти приве" енные погрешности поступают на блок вычисления статистических характеристик 4, в котором осуществляется вычисление статистических погрешностей выборок. Индикатор 5 преобразует данные характеристики в визуальное изображение; удобное для восприятия оператором, Само устройство для определения характеристик АЦП позволяет повысить надежность и получить высокую точность и достоверность статистических характеристик погрешностей АЦЙ во всем статистическом,и динамическом диапазоне работы АЦП,. поскольку наборы выборок, по которым находятся погрешности, не зависят от тестовой синусоиды, так как генератор синусоиды и генаратор импульсов, управляющий моментами возникновения выборок, друг с другом не синхронизированы.с 5Второй блок нелинейной функции 11 вырабатывает в цифровом виде сиг. нал, равный обратной величине суммы модулей коэффициентов при выборках в выражении 1 , т,е. сигнал, равныйю. Формула изобретенияУстройство для определения характеристик аналого-цифрового преобразователя, содержащее .генератор синусоидальнаго напряжения, выход ко- . торого соединен с первым .входом аналого-циФрового преобразователя, второй вход которого соединен с первым входом,первого элемента цифровой задержки, а выход - с первьюфвходом сумматора и вторым входом первого элемента цифровойзадержки, выход блока вычисле",ния статистических характеристиксоединен с входом индикатора,.о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения точности определе"ния погрешности и надежности аналого-цифрового преобразователя, дополнительно введены генератор импульсов,два частотомера, два блока нелинейныхфункций, два цифровых умножителя, ивторой элемент цифровой задержки,первый .вход которого соединен с вы-,ходом генератора импульсов, вторымвходом аналого-цифрового преобразователя и первыми входами первого частотомера и первого элемента цифровомзадержки, второй вход - с выходомпервого элемента цифровой задержкии первым входом первого цифровогоумножителя, а аыход - с вторым входом Сумматора, третий .вход которогосоединен с выходом первого цифровогоумножителя, второй вход которого соединен с выходом первого блока нелинейных функций и входом второго блока нелинейных функций, выход которогосоединен с первым .входом второгоцифрового умножится, второй входкоторого соединен с выходом сумматора, а выход - с входом блока вычисления статистических характеристик, первый вход первого блока неЗз линейных функций соединен с выходомпервого частотомера, второй входс выходом второго частотоиерэ, входкоторого соединен с выходом генератора синусоидального напряжения,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Аппаратурный контроль аналогоцифровых и цифроаналоговых преобра.зователей. Тезисы докладов. Сборникфф .П ремоналъный семинар. Горький,ГПИ им. А.А.Жданова, 1978, с.8-9936419 Составитель А,КузнецовРедактор И,Митровка Техред И. Гайду Корректор ОМакаренко ю пваеЮеел ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектнаяаказ 4256/75 Тираж ВНИИПИ Государственно по делам изобре 113035, Москва, ЖПодпи тета СССР открытий ая наб.,о коми ений и Рауаск