Способ коррекции погрешностей аналого-цифрового преобразования

 

Изобретение относится к автоматике , измерительной и вычислительной технике и может быть использовано в метрологическом обеспечении цифровых информационно-измерительных систем . Целью изобретения является расширение диапазона и снижение приведенной погрешности аналого-цифрового преобразования. Процесс коррекции погрешности состоит из трех тактов. В первом такте производят аналогоцифровое преобразование исходного аналогового сигнала п определяют значение скорректированного аналогового сигналаспутем умножения исходного сигнала на отношение кода, соответствующего верхнему пределу преобразования , и результата аналого-цифрового преобразования исходного ригнала Во втором такте производят аналого-цифровое преобразование скорректированного аналогового сигналаj а в третьем такте до определения скорректированного результата преобразования осуществляют формирование образцового аналогового сигнала, равного верхнему пределу преобразования , и его аналого-цифровое преобразование , а скорректированный результат определяют по формуле. 1 ил. SS (Л с 4 о

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) (11) (51) 4 Н 03 М 1/60

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К Д ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4022161/24-24 (22) 13.02.86 (46) 30.12.87. Бюл. - 48

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (72) В.М.Кузнецов, А.С„Лесной и 1О.Г.Кухта (53) 621.317.322 (088.8) (56) Микроэлектронные цифроаналоговые и аналого-цифровые преобразователи информации /Под ред. В,Б.Смолова.

Л, ; Энергия, 1976, с, 272-276.

Авторское свидетельство СССР

N - 984030, кл, Н 03 М 1/06, 1979. (54) СПОСОБ КОРРЕКЦИИ ПОГРЕШНОСТЕЙ

АНАЛОГО-ЦИФРОВОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯl. (57) Изобретение относится к автоматике, измерительной и вычислительной технике и может быть использовано в метрологическом обеспечении цифровых информационно-измерительных систем. Целью изобретения является расширение диапазона и снижение приведенной погрешности аналого-цифрового преобразования. Процесс коррекции погрешности состоит из трех тактов.

В первом такте производят аналогоцифровое преобразование исходного аналогового сигнала и определяют значение скорректированного аналогового сигнала. путем умножения исходного сигнала на отношение кода, соответствующего верхнему пределу преобразования, и результата аналого-цифрового преобразования исходного сигнала. Во.втором такте производят аналого-цифровое преобразование скорректированного аналогового сигнала, а в третьем такте до определения скорректированного результата преобразования осуществляют формирование образцового аналогового сигнала, равного верхнему пределу преобразования, и его аналого-цифровое преобразование, а скорректированный результат определяют по формуле, 1 ил.

1363470

Изобретение относится к автоматике, измерительной и вычислительной технике и может быть использовано в метрологическом обеспечении цифровых информационно-измерительных систем.

Цель изобретения — расширение диапазона и снижение приведенной погрешности аналого-цифрового преобразования. 10

Сущность способа заключается в следующем.

Весь процесс коррекции погрешностей аналого-цифрового преобразования состоит из трех тактов. t5

В первом такте производят аналогоцифровое преобразование исходного аналогового сигнала U,. Приведенная погрешность аналого-цифрового преобразования

5 Пм

Ilail U 9

30 у макс

У макс (2) где 6 — цена младшего разряда шкалы корректируемого аналогоцифрового преобразователя (АЦП);

U(— значение преобразуемого исходного сигнала, Из уравнения (1) видно, что принимает наименьшее значение, когда

U принимает наибольшее значение.

Чтобы снизить значение приведенной погрешности, преобразование нужно проводить при U, близком K Uь о верхнему пределу преобразования входного аналогового сигнала. Поэтому определяют отношение значений образцового кода Y и кода У,, Во втором такте производят анало- 40 го-цифровое преобразование исходного сигнала, увеличенного в У „ /У, раз.

Аддитивная составляющая погрешности, определяемая сдвигом характеристики корректируемого АЦП, оказывает на- 45 именьшее влияние на результат аналого-цифрового преобразования на участке характеристики, близком к

У„, поэтому ею можно пренебречь, В третьем такте роизводят анало- 50 го-цифровое преобразование образцового аналогового сигнала, равного U .

Для учета мультипликативной составляющей погрешности аналого-цифрового преобразования определяют поправочный коэффициент и корректируют результат преобразования, полученный во втором такте по формуле

У =У(1 — К ).. (3) Чтобы получить скорректированный результат преобразования исходного аналогового сигнала, значение кода

Y÷àкс у<

Х у т-,т —— и ч макс (4) Из уравнений (2) - (4) определяют выражение для вычисления скорректированного результата исходного сигнала

Y (2 — — — -) Ума кс

Y(Х = Y

Умакс

На чертеже приведена структурная схема измерительного вычислительного комплекса (ИВК) для реализации способа.

В состав ИВК входят АЦП 1, управляющий вычислительный комплекс (УВК)

2, коммутатор 3 аналоговых сигналов, цифровой управляемый делитель 4 и источник 5 образцового сигнала.

АЦП 1 производит преобразование исходного аналогового сигнала U увеличенного в Y „, /Y, раз, и обратного сигнала, равного Ue, в цифровой код.

УВК 2 с помощью оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) запоминает значения кодов Y, Y Y Y„ вычисляет результат деления Y „ /У ( и округляет его до ближайшего меньшего значения согласно шкале возможных коэффициентов передачи делителя 4, устанавливает коэффициент передачи делителя равным 1 и округленному результату деления У„ „ /Y(, управляет работой коммутатора 3, АЦП 1 и источника 5.

Коммутатор 3 подключает аналоговые сигналы с выхода делителя 4 к аналоговому входу АЦП 1 а образцовый аналоговый сигнал, равный с выхода источника 5 — к аналоговому входу АЦП 1;

Делитель 4 устанавливает коэффициент передачи исходного аналогового сигнала по коду, поступающему с УВК 2, 4 мул а и э о б р е т е ни я особ коррекции погрешностей го-цифрового преобразования, ающий три такта аналого-цифропреобраэования, в первом, из

ых осуществляют аналого-цнфрореобразование исходного аналоо сигнала и определяют значекорректированного аналогового ала, во втором такте осуществляалого-цифровое преобразование ектированного аналогового сига в третьем такте определяют ектированный результат преобрания, отличающийся что, с целью расширения диапазоснижения приведенной погрешносалого-цифрового преобразования, вом такте ан ало го-цифр о во го разования значение скорректиного аналогового сигнала опрет путем увеличения исходного гового сигнала пропорционально ению кода, соответствующего верхпределу преобразования, и реата аналого-цифрового преобраия исходного аналогового сигнав третьем такте до определения ектированного результата преобания осуществляют формирование цового аналогового сигнала, ro верхнему пределу преобразои его аналого-цифровое преобрание, а скорректированный резульреобраэования определяют iro ле у Y

X=Y — — — (г- — — ), Умакс ма.. — результат аналого-цифрового преобразования исходного аналогового сигнала; — результат аналого-цифрового преобразования образцового сигнала, равного верхнему пределу преобразования; — код, соответствующий верхнему пределу преобразования

Y — результат аналого-цифрового преобразования скорректированного аналогового сигнала. з 1363470

Источник 5 вырабатывает образцо- Фор вый аналоговый сигнал, равный U .

Сп

Работа ИВК при реализации предла- анало гаемого способа коррекции погрешнос- включ

5 тей аналого-цифрового преобразования вого заключается в следующем. котор

В первом такте на управляемый вое п вход делителя 4 с управляющего вы- говог хода УВК 2 подают код, устанавливаю- р ние с щий коэффициент передачи делителя 4 сиги равным 1, На аналоговый вход делите- ют ан ля 4 подают исходный сигнал, От УВК скорр

2 воздействуют на управляемый вход нала1 коммутатора 3, С помощью коммутатора 15 скорр

3 подключают исходный аналоговый зова сигнал с выхода делителя 4 к входу тем, преобразователя 1. От УВК 2 воздейс на и вуют на управляемый вход преобразова- ти ан теля 1. С помощью преобразователя 1 гц B nep преобразуют исходный аналоговый сиг- преоб нал в цифровой код У <, Код У, переда- рован ют в ОЗУ УВК 2, В УВК 2 вычисляют и деляю округляют результат деления Y„, „, /Y, анало и подают с управляющего выхода на 25 отнош управляемый вход делителя 4 код, ус- нему танавливающий коэффициент передачи эульт делителя равным округленному резуль- зован тату деления Y /Y . Во втором так- ла, а те воздействуют от УВК 2 на управля- Зп скорр емый вход коммутатора 3, С помощью разов коммутатора 3 подключают исходный образ аналоговый сигнал, увеличенный в равно

Y „, /Y, раз, к входу АЦП I. От УВК вания

2 воздействуют на управляемый вход

35 зова

АЦП 1, в результате чего последний тат п преобразует аналоговый сигнал, увели- форму ченный B Ума„ñ,/Y»,раз ° B цифровой код Y. Код Y передают в ОЗУ УВК 2.

В третьем такте воздействуют от УВК 4р где Y

2 на источник 5 и на управляемый вход коммутатора 3, С помощью комму-! татора 3 с выхода источника 5 подклю- Y чают образцовый сигнал, равный U к входу АЦП 1, От УВК 2 воздействуют 45 на управляемый вход АЦП 1, в котором осуществляется преобразование образ- . цового аналогового сигнала в цифро- Y

1 ма вой код Y . Код Y передают в ОЗУ

УВК 2, По окончании третьего такта преобразования в процессоре УВК 2 вычисляется скорректированный результат аналого-цифрового преобразования.

1363470

Составитель В,Войтов

Техред Л. Сердюкова, Корректор С.Шекмар

Редактор А.Orap

Тираж 900 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д.4/5

Заказ 6380/54

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðîä, ул.Проектная,4