Способ калибровки линейности цифроаналогового преобразователя

фиксируют,Далее на калибруемый ЦАП 5 подаютнабор входных сигналов, по которомувключаются старший разрядный вес айи первый младший по отношению к немуразрядный вес а , , выходной сигналкалибруемого ЦАП 5 при этом равена+да+а +дан.+даю-,ы . В опори- Е Е аЕ,РР=Р- Р+. Величина Ч сохраняется для последующих циклов калибровки. Затем 1325694 2Изобретение относится к измери- последовательно, начиная с самоготельной технике и может быть приме- старшего, определяют погрешностицецо при создании прецизионных много- а; =(.=Н, М 1) всех калибруеразрядцых цифроаналоговых и аналого- мых разрядов и величины 4 а1цифровых преобразователей и контроле(1=-1, з, ,1) взаимного влиянияих производства, разрядов калибруемого ЦАП 5. ПервымЦепь изобретения - повышение точ- калибруют самый старший разрядный весности, а, Для определения его погрешностиНа чертеже представлена функцио О 11 а и величин влияния дая (к=11-1,гцальцая схема устройства, иллюстрирую- К, , 1) остальных разрядов нащая применение способа. старший необходима измерить разностьУстройство содержит дополнитель- ЧР между ац и суммой всех меньшихцую аналоговую меру 1, аналоговыйнключ 2 опорный цифроаналоговый пре 15калибруемых разрядных весов Е а, иобразователь (ЦАП) 3, входную шину 4опорного ЦАП 3, калибруемый ЦАП 5 и все азности Чмежду суммой а и1 Р Рего входную шину 6, измеритель 7 разности и его выходную шину 8 и устрой- и всех младших по отношению к к-муство 9 задания входных кодовых сигна 1разрядных весова, . Каждую разКлюч 2 обеспечивает подачу на пер-,свый вход измерителя 7 разности допол- ность определяют по результатам двухцительной аналоговой меры 1, базово- измерений, производимых следующимго потенциала устройства или сигнала 25 образом. Ва калибруемый цАП 5 подаютс выхода опорного ЦАП 3, На шины 4 и набор входных сигналов, по которомуб подаются наборы входных сигналов включается только старший разрядныйпреобразуемые опорным ЦАП 3 и калиб- вес, выходной сигнал калибруемогоруемым ЦАП 5, С выхода 8 снимается ЦАП 5 при этом равен а + да Вя Рсигнал измерения. ЗО опорном ЦАП 3 включают также Х-й раэСпособ осуществляют следующим об- рядный вес Ь приблизительно равйразом. ный а , и через аналоговый ключ 2Определяют величины взаимного вли- подают ца вход измерителя 7. Последлния разрядов и погрешности разряд- ний измеряет разность сигналовных весов калибруемого ЦАП 5. Проце- а +4 а и Ь и результат Ч =а +дура калибровки применима к любым +да Р - Ь фиксируют,фиксируютдвоичным ЦАП с разрядными весами, Затем в калибруемом ЦАП 5 выклюубывающими по степеням двойки. Так чают старший разрядный вес и включаюткак выходной сигнал калибруемого ЦАП все меньшие калибруемые веса; выход 5,может быть разной природы (ток, нап О ной сигнал калибруемого ЦАП 5 теперьряжение), то 1-й разрядный вес обозК11-начается через а , Опорный ЦАП 3генерирует дополнительные аналоговыеравен сумме У (а. +Ва.)+4 ау Е (а,. ва,)" дасигналы Ь, для уменьшения разностиподаваемых на вход измерителя 7 сиг- Измеритель 7 измеряет разность между45цалов, указаннои суммои и выходным сигналомКалибровку начинают с измерения Ь опорного ЦАП 3, и полученный ре 1разности Ч , между дополнительной зультатаналоговой мерой 1 аРи суммойф Р ;и-г Н-старших разрядных весов калибруемого Ч = (а;+4 а )+ . , а -Ь50 РуРЦАП 3, из результата которого вычи=1 Ь 1 р тают результат измерения дрейфа нуля5694 35 40 3 132 цом ЦЛП 3 включают также 1 Ч-й н (11-1)-й разрядный веса Ь и Ьн суммарный вес которых приблизительно равен весу ан+а М, , и выходной сигнал опорного ЦЛН 3 подают через ключ 2 на вход измерителя 7. Последний измеряет разность выходных сигналов ЦЛП 3 и 5, и результат а + Ь а М+а М. г +да Н- +Ь а М.М., Н М М М.г Н- М-г, М -Ь -ЪМ Мфиксируют. Затем в калибруемом ЦЛП 5выключают (11-)-й разрядньп вес, авключают все меньшие по отношению кнему. калибруелые веса, выходной сигнал калибруемго ЦЛП 5 теперь равенсумленн.2 н. нган+дам+(а+ьа.)+,г ь а+., ь а,-сЬ ррахИзмеритель 7 измеряет разностьмежду указанной суммой и выходнымсигналом Ь+Ь , опорного ЦЛП 3, иполученныи результатм.2 н.2Ч =ан+дам+(а+ьа,) +да, +н. л.2+;ьа -Ь -Ь.,р: р-сфиксируют.Потом последовательно измеряютразности Ч н 2 и и Ч и 2 Н для соответ.ствующих наборов входных сигналов,по которым в калибруемом ЦАП 5включены Х-й и (М)-й разрядные веса и И-й и все младшие по отношению к (И)-му разрядные веса, ав опорном ЦАП 3 включены соответствующие разряды И-й и (И)-й с весамиЬ и Ьр 2 , результаты измеренийфиксируют, разности Члги Чмни так.далее до измерения разности с 10 15 20 25 30 всех лла,Чпнх по отношению к к-му раэкрядных весов . а; . Каждую. раэцость также определяют по результатам двух измеренй.Иа калгбруемыйг ЦЛП 5 гадают набор входилх сгггапов, по которому вклю - чается тол.ко (11-1)-разрядный вес а . В опорном ЦЛП 3 включается также (11-1)-г разрядный вес Ь лг, , а измеритель 7 измеряет разность 2=ал- +ьа и. Ь н-и результат фиксируют. Затем в калнбруемом ЦЛП 5 выключают (И)-й и включают все меньшие (-)-го разрядные веса, Измеритель 7 измеряет разностьнн-Э м=, (а;+аа.)+ . дар р -Ь,Г= г р.р+и результат фиксируют, Далее на калибруемьп ЦАП 5 падают набор входных сигналов, по которому включается (И-)-г разрядный вес аи следующий младший по отношегю к нему разрядный вес аН . В опорном ЦАП 3 включают также (И)-й и (И)-й разрядные веса Ьн, и Ь , Измеритель 7 измеряет величину ми- =а м. +а м-. +ьа ., +да++ьа н-, нЬч., -Ьм 2, и результатфиксируют. Затем в калибруемом ЦАП 5выключают (г) -й раэрядньп вес, авключают все меньшие по отношению кнему калибруемые веса. Измерительизмеряет разность между укаэаннойсуммой и выходным сигналом Ьм, +Ь.2опорного ЦЛП 3, и полученньпг результати Ч, н и фиксирования результа 1тов измерения. Этим заканчивают цикл измерений для И-го старшего разрядного веса анДалее для определения погрешности(И) -го разряда д а н. и величины взаимных влияний между (И)-м и остальными младшими по отношению к немУ к РазРЯДами Ь а К м., (К=И, .И-З 1) необходимо измерить разность Ч, между а, и суммру всех меньших калибруемых разрядов Е. а,. иг"- 1все разности Ч между суммой ам., иК, м к-го разрядного веса аи суммой а н, ин ьар р -Ь м., -Ьн.: р-р 50 фиксируют,Затем последовательно измеряют1разностин.э и Чндля кодов, по которым в калибруемомЦАП 5 включены (к 1-1)-г и (М)-й раз рядцые веса ц (л 1-1)-г и все младшиепо отношению к (11-3)-му разрядные веса, а в опорном ЦЛ 1 3 включены соответствующие разряды (3-1)-1 и (К)-йс весами Ьл , и Ь, результаты иэ5 1 32.56 мерений фиксируют и так далее до измерения разности Ч, н Ч, и фиксиронания результатов измерений.Далее определяют и фиксируют результаты измерений 5 Ч н-э,н-г Ч 2 , н.е 1ггПа=2-= 4 а-Ч,.Ч ,+Ч -Ч -Ч.,+10(т)-го разрядов калпбруемого ЦАП,а погрешности калибруемых разрядных весов определяются по формуле+2 да (2)Свт где йа, - величина взаимного влияния в-го и к-.го разрядовкалибруемого ЦАП;в=И И, ,2; 1 с=в,эву, 1 р- результат измерения раз 1 ености между суммой весовщ-го и к-го разрядов калибруемого и опорного цифроаналогового преобразователя;- результат измерения разности между суммой весовв-го и к-го разрядов опорного ЦАП и суммой в-го ивсех младших по отношениюк к-му разрядов калибруемого ЦАП;Ъ.результат измерения разности между к-ми разрядными весами калибруемого и опорного цифроаналогового преобразователя;результат измерения разности между суммой всех калибруемых разрядных весов, меньших к-го разрядного веса калибруемого цифроаналогоного преобразователя, и к-м разрядным весом опорного цифроаналогового преобразователя; общее число разрядов калибруемого ЦАП;номер итерации Ц=0,1,2); Чк,Ч -МПо результатам й циклов измеренийвеличины взаимных влияний разрядовопределяются по формулам3 1 12 1 да,=2-(йа.,-Чк +Ч+Чкмгде 4 а - погрешность в-го калибруемого разрядного веса;15 Ч- результат измерения разности между аналоговой меройи суммой и старших раэрядон калибруемого ЦАП;1Чп,- результат измерения смещения нуля характеристики калибруемого и опорного ЦАП.Таким образом, по сравнению с известным, данный способ обеспечиваетоценку взаимных влияний разрядных 25 весов и повьппает точность калибровкиЦАП. 20 Формула изобретения Способ калибровки линейности цифроаналогового преобразователя, заключающийся в последовательном измерении разности между суммой п старших разрядных весов калибруемого цифроаналогового преобразователя и аналоговой мерой и выполнении п циклов измерения разности между щ-ми разрядными несами калибруемого и опорного цифроаналоговых преобразователей и раз ности между в-м разрядным весом опорного и суммой всех младших по отношению к щ-му разрядных весов калибруемого цифроаналоговых преобразователей с последующей обработкой реэуль татов измерения разностей, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьппения точности, н каждом щ-м цикле после иэмерения разности между в-ми разрядными весами калибруемого 50 и опорного цифроаналоговых преобраэонателей и разности между в-м разрядным весом опорного и суммой всехмладших по отношению к нему разрядных весов калибруемого цифроаналоговых преобразователей, измеряют разность между суммой щ-го и каждого к-го из млад-.ших по отношению к щ-му разрядных весон калибруемого и суммой в-го и к-го разрядных весов опорного цифроанало1Чк,м 7 1325694 гового преобразователей, после чего измеряют разность между суммой в-го и к-го разрядных весов опорного исуммой в-го и всех младших по отношению к к-му разрядных весов калибруемого цифроаналоговых преобразователей, а при обработке результатов измерений определяют погрешности разрядных весов калибруемого цифроаналогового преобразователя по формуле 1 О погрешность в-го калибруемого разряда за счет влияния К-го разряда (в= =К,И, ,2: К=щ,результат измерения разности между суммой в-го и к-го разрядных весов калибруемого и опорного цифроаналоговых преобразователей;результат измерения разности между суммой в-го и к-го разрядных весов опорного и,ав-, щ погрешность в-го калибруемого разрядного веса;результат измерения разности между аналоговой мерой 20и суммой и старших разрядных весов калибруемого цифроаналогового преобразователя;величина смещения нуля характеристики калибруемогои опорного цифроаналоговыхпреобразователей;погрешность аналоговой меры; 30 Г 1+ 13 12Ьа, =Ч, ,-Ч 12 ,-Ч,.1+Ч, +1С 22+В а - погрешность в-го калибруеР, 111мого разряда за счет влияния суммы (в)-го разряда;(13 1 (Л 1 2 2 ( к 1, Чк суммой в-го и всех младшихпо отношению к к-му разрядных весов калибруемого цифроаналоговых преобразователей;результат измерения разности меящу к-ми разряднымивесами калибруемого и опорного цифроаналоговых преобразователей;результат измерения разности между суммой всех калибруемых разрядных весов,меньших к-го, калибруемогои к-м разрядным весом опорного цифроаналоговых преобразователей;общее число разрядов калибруемого цифроаналоговогопреобразователя;исходное значение величины взаимного влияния в-го и (в)-го разрядов калибруемого цифроаналогового преобразователя;номер итерации (1=0, 1,2,) ..Попович о ст Корректор ехре писн а СССтий д водственно-полиграфическое предприятие, г.укгор л.Проектная,тор И.Николайчук% ф+ ч 3124/55 ВНИИПИ Государ по делам из 113035МосквааТирам 901 твенного комите бретений и откр Ж, Раушская