Способ контроля нелийности цифроаналоговых преобразователей

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля нелинейности прецизионных цифроаналоговых преобразователей (ЦАП). Изобретение позволяет повысить точность контроля нелинейности ЦАП за счет уменьшения влияния погрешности суперпозиции на получаемый результат, так как в данном способе контроля не используются зависимости между погрешностями контролируемого ЦАП на коде N и антикоде N. Т ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„.SU» 455389 А1 (51) 4 Н 03 М i /10, 1/66

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ CHHT СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 2

Изобретение относится к измери- телей 1, 2 поступают токи, равные С. тельной технике и может быть исполь- соответственно I (N) + I,(И) и I (И)+ зовано для контроля нелинейности + Х (Ы), где I Ä I — прямые, а I,, прецизионных цифроаналоговых преоб- I — инверсные аналоговые сигналы. разователей . (ЦАП) . 5 Изменением напряжений U()n, (шина 12) 4h

Цель изобретения — повьппение точ- или U 0« (шина 13) добиваются ну- . ф ф ности контроля. левых показаний вольтметра 11. Пос- . ф

На чертеже приведена схема уст- ле этого на ЦАП 14, 15 подают коды, фр ройства, реализующего данный способ. соответствующие выключению всех разУстройство содержит преобразова- 0 рядов, и определяют начальные погтели 1, 2 ток — напряжение, пере- решности линейности DI (00...00). ключатели 3 — 10, вольтметр 11 и ши- Для ЦАП 14 устанавливают переключаны 12, 13 опорного напряжения. Объек- тели 3 и 7 в верхнее положение, потами контроля яв.;яются ЦАП 14, 15. дают на инвертирующий вход преобраПеред началом контроля производят зователя 1 ток I „ а токи I Ä I,I

1 калибровку масштабов обоих ЦАП, для отключают от входов преобразователей >В чего на них подаются коды, соответ- 1 и 2 установкой переключателей 4-6 Ъ. ствующие включению всех разрядов. в нижнее положение. Показания вольтПереключатели 3-8 и 10 устанавливают метра 11 Ы,(00...00) при этом пров верхнее положение, а переключатель порциональны току I „(00...00).

9 — в нижнее. При этом на входы предварительно подстроенных преобразова- Ю,(00.. ° О) = RJI„(00...0). (21) 3993480/24-24. (22) 20.12.87 (46) 30.01.89. Бюл.. 1п 4 (72) Н .И.Черньппев (53) 681.325(088.8) (56) Шлыков Г.П. Измерение параметров интегральных ЦАП и АЦП. M.: Радно и связь, 1985, с. 85-87, рис.5.9.

Сушко А.Ф... Акимов А.А. Метод поверки высокоточных двоичных резистивных дискретных делителей напряжения. — Измерительная техника, 1979, N -12, с. 60,61, рис. 1. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ НЕЛИНЕЙНОСТИ

ЦИФРОАНАЛОГОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля нелинейности прецизионных цифроаналоговых преобразователей (ЦАП). Изобретение позволяет повысить точность контроля нелинейности ЦАП за счет уменьшения влияния погрешности суперпозиции на получаемый результат, так как в данном способе контроля не используются зависимости между погрешностями контролируемого ЦАП на коде N и анl тикоде N. 1 ил.

1455389

Аналогично определяют величину нелинейности ЦАП 15: дЦ,(00...0) = RgI< (00...0) . д I (100... 0)

dU 1(110 ° ..О) 2К

Контроль нелинейности ЦАП начина1от с кодов, соответствующих включению их старших (первых) разрядов, ричем контроль ЦАП 14 и 15 на даном коде проводят последовательно, ачиная, например, с ЦАП 14. Для этоо сначала на ЦАП 14 подают код, сответствующий включению старшего азряда, а на ЦАП 15 — код, соответ« 15 твующий выключению всех разрядов. ереключатели 3, 4, 5, 7 устанавлиают. в верхнее положение, переключаели 6, 8, 9 - в нижнее, что обесечивает подачу на вход преобразоваеля тока Х,(10...00), а на вход реобразователя 2 — суммы токов (10...00) и I<(00...00). Вольтметр

1 регистрирует разность сигналов (U,(f0...00), равную!

aU„(1o0...о) = н,ГХ,(100...0)—

- т,(ooo...î) — I,(оо...o)J . сигналов ЦАП выполня- З0

Дпя выходных

Ются условие ! т an, = 1(1) + т,(ы), + Хг(N) °

3

Нелинейность ЦАП 14 при включении

Старшего разряда определяется выра кением

40 („, 0) й, (100...0)

1 ° ° °

4Х1(00...О)

Выполняя аналогичные действия для

ЦАП 15, получим нелинейность dI (10 ...00) при коде, соответствующем включению его старшего разряда.

После определения нелинейности

И, (10...00) и Лт (10...00) пере Ходят к контролю погрешностей на кодах, соответствующих включению второго разряда, для чего сначала на

ЦАП 14 подают код, при котором включены два старших разряда, положение переключателей — аналогичное контролю погрешностей старшего разряда:

Затем на ЦАП 15 подают прежний код, на ЦАП 14 — код N(010...00), переключатели 3-5, 7, 9 устанавливают в верхнее положение, а переключатели 6, 8, 10 — в нижнее, что обеспечивает подачу на вход преобразователя 1 суммы токов I,(010...00) и

I<(1O...ОО), а на вход преобразователя 2 — токов I (01. ° .00).

Нелинейность ЦАП 14 при коде (010 ...00) равна:

Ы (010...0)

° ° °

2R — лт (100...0)

Аналогично контролируют нелинейность dIq(110...00) и dI (010...00)

ЦАП 15 при кодах, соответствующих включению его второго разряда, при включенном и выключенном его старшем разряде, после чего переходят к поочередному контролю погрешностей .линейности ЦАП 14, 15 при включенном третьем по старшинству разряде и всех возможных комбинациях включения двух предыдущих старших разрядов, причем при включенном старшем разряде ЦАП 14 переключатели 3-10 устанавливают в положения, при которых на вход преобразователя 1 подается ток Х,, а на вход преобразователя

2 — сумма токов I и I, при этом на

ЦАП 15 подают код (010...00), равный разности кодов (1010...00) и кода (011...00), а на ЦАП 15 — код (1010 ...00). Нелинейность ЦАП 14 при включенном старшем разряде определяют по сумме полученного значения разности сигналов с выходов преобразователей 1, 2 и нелинейности ЦАП 15 при коде 010 ° ..00, определенной в предыдущей стадии контроля.

При выключенном старшем разряде

ЦАП 14 переключатели устанавливают в положения, при которых на вход преобразователя 1 подается сумма токов I и Ig, а на вход преобразователя 2 †т I При этом на ЦАП 15 подают код (110...00), равный

389 6

5 1455 разности кода (1110...00) и кода (0010. ° .00). Нелинейность ЦАП 14 при этом определяется по разности полученного значения сигналов преобразователей 1, 2 и нелинейности

ЦАП 15 при коде .(110...00), определенной ранее.

По окончании контроля ЦАП 14 при включенном третьем разряде и всех возможных комбинациях включения двух

-предыдущих старших разрядов повторяют ту же последовательность действий для ЦАП 15, а затем переходят к контролю нелинейности ЦАП при поочередной подаче на них кодов, соответствующих последовательному включению оставшихся разрядов и перебору всех возможных комбинаций включения предыдущих старших разрядов. 20

Контроль продолжают до получения необходимого количества проконтролированных точек характеристики преобразования.

По значениям погрешности линейнос- 25 ти в разрядных точках определяют максимальную нелинейность каждого из двух ЦАП. формула изобретения

Способ контроля нелинейности цифроаналоговых преобразователей, заключающийся в и-тактном цифроаналоговом преобразовании цифровых сигналов для каждого из двух контролируемых

35 цифроаналоговых преобразователей путем формирования выходных прямых аналоговых сигналов, пропорциональных изменяющимся входным кодам, опреде40 лении максимальной нелинейности каждого цифроаналогового преобразователя по значениям погрешности их линейности в разрядных точках, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью

45 повышения точности, до и-тактного

В цифроаналогового преобразования цифровых сигналов осуществляют формирование для каждого цифроаналогового преобразователя суммы. пропорциональ50 ных максимальному значению входных кодов прямого и инверсного аналоговых сигналов, а затем определяют разностный сигнал между указанными суммарными аналоговыми сигналами с последующим его уменьшением до нуля путем изменения опорного напряжения одного из цифроаналоговых преобразователей, в первом такте и-тактного цифроаналогового преобразования поочередно формируют для первого и второго цифроаналогового преобразователей пропорциональные минимальному значению входного кода прямые аналоговые сигналы, являющиеся соответственно начальными значениями погрешностей линейности соответственно первого и второго цифроаналоговых преобразователей, во втором такте — поочередно для каждого контролируемого цифроаналогового преобразователя определяют погрешность линейности в соответствующей разрядной точке — при включении первого (старшего) разряда путем формирования разностного сигнала между пропорциональным текущему значению входного кода включения первого разряда прямым аналоговым сигналом первого (второго) цифроаналогового преобразователя и суммой инверсного аналогового сигнала первого (второго) цифроаналогового преобразователя и пропорционального минимальному значению входного кода прямого аналогового сигнала второго (первого) цифроаналогового преобразователя и по сумме полученного значения разностного сигнала и начального значения погрешности линейности второго (первого) цифроаналогового преобразователя, полученного в первом такте, определяют значение погрешности линейности первого (второго) цифроаналогового преобразователя при коде, соответствующем включению его первого разряда, в каждом последующем i-м такте цифроаналогового преобразования, где i = 3, 4, и, осуществляют поочередно для каждого контролируемого цифроаналогового преобразователя определение текущего значения погрешности линейности в соответствующих разрядных точках путем формирования выходных аналоговых сигналов, соответствующих текущим значениям кодов включения как j-ro разряда (j = i — 1) контролируемого цифроаналогового преобразователя самостоятельно, так и совместно с разрядами с первого по (j

1).-й, причем число различных комбинаций — размещений с повторениями— для указанных (j — 1) разрядов равно

2, при этом для определения погрешности линейности первого (второго) цифроаналогового преобразователя при включенном первом разряде входного

Составитель 3 Моисеенко

Техред М.Ходанич Корректор M.Ñàèáîðñêàÿ

Редактор М.Циткина

Заказ 7459/57 Тираж 879 Подписное

ВНК1ПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

7 14553 триода формируют 2 < разностных сигалов между пропорциональным прямому екущему значению входного кода пряМ ым аналоговым сигналом первого (вто11ого) цифроаналогового преобразовате5

Ля и суммой инверсного аналогового сигнала первого (второго) цифроаналогового преобразователя и пропоронально текущему значению входноо кода, равному разности прямого и нверсного значений кода первого (втоого) цифроаналогового преобразоваеля, прямого аналогового сигнала торого (первого) цифроаналогового рео6разователя, а при выключенном ервом разряде входного кода формиуют 2 разностных сигналов межу пропорциональным прямому текущему начению входного кода инверсным налоговыМ сигналом первого (второо) цифроаналогового преобразователя и суммы прямого аналогового сигнала первого (второго) цифроаналого" вого преобразователя с пропорциональным текущему значению входного кода, равному разности прямого и инверсного значений кода первого (вто" рого) цифроаналогового преобразователя, прямым аналоговым сигналом второго (первого) цифроаналогового преобразователя, причем значения погрешности линейности в соответствующих 2 разрядных точках первого (второго) цифроаналогового преобразователя в х-м такте определяют

\ суммированием каждого из 2 полученных значений разностного сигнала и значения погрешности линейности второго (первого) цифроаналогоi вого преобразователя, полученного в (i, — 1)-м такте.