Устройство контроля аналого-цифровых преобразователей

 

Изобретение относится к аналогоцифровой и информационно-измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности контроля за счет того, что в устройство, содержащее преобразователь 1 параллельного кода в последовательный, генератор 3 пилообразного напряжения , осциллограф 4, источник 5 напряжения , сумматор 6, введены делитель 8 напряжения, счетчик 9, формирователь 10 импульса запуска, синхронизатор 11, преобразователь 12 напряжений и генератор 13 тактовых импульсов. Это позволяет исключить нестабильность изображения на экране осциллографа, а также исключить влияние собственных шумов последнего на результаты контроля. 4 ил. о SS (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„Я0„„1631725 (51)5 Н 03 М 1/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К Д BTOPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4662031/24 (22) 13. 03,89 (46) 28.02. 91. Бюл. Ф 8 (72) Н. К. Ваулин, Н, П, Ермилов, A,С.Мельников и А.М,Симагин (53) 68 1.325 (088.8) (56) Аналого-цифровые преобразователи/Под ред. Г.Д,Бахтиарова. M„:

Советское радио, 1980, с, 229, рис.8.1б..

Федорков Б.Г. и др. Микроэлектронные цифроаналоговые и аналогоцифровые преобразователи. Г1.: Радио и связь, 1984, с. 101, рис ° 64. (54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ АНАЛОГО—

ЦИФРОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ (57) Изобретение относится к аналого2 цифровой и информационно-измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности контроля за счет того, что в устройство, содержащее преобразователь 1 параллельного кода в последовательный, генератор 3 пилообразного напряжения, осциллограф 4, источник 5 напряжения, сумматор 6, введены делитель 8 напряжения, счетчик 9, формирователь 10 импульса запуска, синхронизатор 11, преобразователь 12 напряжений и генератор 13 тактовых импульсов. Это позволяет исключить нестабильность изображения на экране осциллографа., а также исключить влияние собственных шумов последнего на результаты контроля. 4 ил.

1631 725

Изобретение относится к аналогоцифровой и информационно-измерительной технике, Цель изобретения — повышение точности контроля.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства, на фиг ° 2 — теневое изображение выходного кода АЦП на экране осциллографа, иллюстрирующее принцип построения иэображения с использованием модуляции луча по яр1 кости; на фиг.3 и 4 — функциональные схемы соответствующих блоков.

Устройство содержит преобразователь 1 параллельного кода в последовательный, первую входную шину 2 устройства, генератор 3 пилообразного напряжения, осциллограф 4, источник

5 напряжения, сумматор 6, первую выходную шину 7 устройства, делитель 8 напряжения, счетчик 9, формирователь

10 импульсов запуска, синхронизатор

11, преобразователь 12 напряжений и генератор 13 тактовых импульсов, проверяемый аналого-цифровой преобразователь 14, Устройство работает следующим образом.

Исследуемый АЦП 14 подключается с помощью входной шины аналогового сигнала к выходной шине устройства, с помощью входной шины тактовых импульсов — к выходной шине устройства, . а выходы АЦП 14 соединяют с первыми входами преобразователя 1.

Контроль и измерение параметров (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 яркости луча 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 ° Измеряемая величина (разрешающая способность) отображается геометрически — высотой определенного элемента изображения, что облегчает сравнение соседних элементов при определении дифференциальной нелинейности °

На вход контролируемого АЦП 14 с выхода сумматора 6 подается напряже5

I ние сложной формы, представляющее собой сумму постоянной регулируемой ( составляющей образующейся на выходе

2 источника 5 напряжения и низкочастотной переменной составляющей (симметричной пилообразной формы), формирующейся на выходе -енератора 3 пилообразного напряжения (ГПН). Вели— чина 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.2а) 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, поэтому 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. 2б). Если отношение частот го 631 725 риэонтальной развертки и пилообразного напряжения достаточно велико, отдельные линии растра сливаются и перестают различаться. Полученное изображение можно представить сос тоящим из ряда горизонтальных ..ñëoñ, отображающих ряд кодовых комбинаций, Вь1сота какой-либо полосы пропорциональна величине шага квантования, соответстэующего отображаемой комбинации, т.е. высота полосы геометрически отобра— жает разрешаемую способность АЦП 14 при определенном коде на выходе. Количество одноьременно наблюдаемых на экране 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 величи— ны разрешающей способности количество полос обычно выбирается не более 6 °

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 AIIJI 14.

Приведенное на фиг.2б 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

".àïðÿæñíèé. Поиск требуемого участка характеристики АЦП 14 облегчает— ся 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, как разрешающая способность и дифференциальная нелинейность благодаря тому, что точность измерения не зависит от

5 формы пилообразного напряжения, от его размаха и частоты и определяется лишь точностью калибровки осцилло/ графа 4 и целителя 8 напряжения. Миквантования, помощью устлишь собствеличиной нимальная величина шага поддающаяся измерению с ройства, ограничивается ненными 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

4Q с первым вхоцом осциллографа, источник напряжения, ab!xoq которого подключен к первому вхоцу сумматора, выход которого является первым выходом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я

45 тем, что, с целью повышения точности контроля, введены делитель напряжения, счетчик, формирователь импульса запуска, синхронизатор, преобразователь напряжений, генератор тактовых

5О импульсов, выход которого является вторым 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, третий вход внешних помех, проникающих в цепь формирования нходнсго сигнала АЦП 14

15 и не зависит от шумов в узлах осциллографа 4, гоэтому предлагаемое устройство хорошо приспособлено для контроля многоразряцных АЦП, >

При необходимости с помощью цифрового вольтметра, контролирующего величину регулируемой постоянной составляющей входного напряжения АЦП 14, можно измерить коорцинаты той точки статической характеристики, которой соответствует коц, отображаемый на средней линии развертки (проходящей через центр экрана), т.е. можно измерить величину абсолютной погрешности н любой точке характеристики.

Формула изобретения которого подключен к Выходу IIpeaCpa— зователя параллельного кода В последовательный, первый выход — к второму

Входу осциллографа, а второй выход через преобразователь напряжений к третьему входу осциллографа, второй выход генератора пилообразного на единаяB С П ОНЫМ,ЗХодОМ д чР я I. пряжения „ВТОрОН Вход ко торого является первым входом установ5 ки, а Выход подключен к Bòñðcìó вхсду сумматора> Вторым ВходОм установ ки яьляется вход Hcточнкка напряжеНИЯ. YY»У/» »У gKQ

1631725

0m cw+b 2

К&ау Yg

gm дЪРл-а У

&асу 8

Гму Ф

Составитель И. Романова

Текред JI.Îëèéíûê

Корректор С.Шекмар

Редактор M. Келемеш

Заказ 556 Тираж 458 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101

0е &ока (Om &Омс 0

Сл & ил-а <9 ж.у гг го у 4