Способ определения динамических характеристик аналого- цифровых преобразователей

 

3I0 384

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 12.1Х.1969 (№ 1360348/18-24) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 26.V11.1971. Бюллетень ¹ 23

Дата опубликования описания 11.Х.1971

NI1K, Н 03k 13/02

G 06j 3/00

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 681.325(088.8) Авторы изобретения

H. Н. Вострокнутов и А. П. Кнюпфе11

Заявитель Всесоюзный научно-исследовательский институт Комитета стандартов, мер и измерительных приборов при Совете Министров СССР

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

АНАЛОГО-ЦИФРОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

Предлагаемый способ определения динамических характеристик аналого-цифровых преобразователей может быть использован для ттценки погрешности аналого-цифрового преобразования изменяющихся процессов и погреш- 5 йости работающих в многоканальных измерительных системах аналого-цифровых преобразователей и т. п.

Известны способы определения динамических характеристик аналого-цифровых преобра- M зователей, например, путем скачкообразного изменения преобразуемой величины и регистрации выходного кода с последующим построением переходной функции исследуемого преобразователя. При использовании этих способов 1s необходимы внешние регистрирующие устройства выходного кода преобразователя.

Однако известные способы не могут быть использованы непосредственно для определения динамических характеристик аналого-цифро- 20 вых преобразователей, в частности для снятия их переходной функции, в силу того, что при аналого-цифровом преобразовании производится квантование преобразуемой величины во времени и, следовательно, фиксирован ин- 2S тервал времени между двумя последовательными преобразованиями. По этой причине переходная функция линейного динамического звена, которое характеризует динамические свойства преобразователя, не может быть оп- 30 ределена непосредственно по выходным сигналам преобразователя, если переходной процесс, вызванный скачкообразным изменением преобразуемой величины, успевает практически полностью закончиться во время между двумя последовательными преобразованиями входной величины.

Предлагаемый способ позволяет определить динамические характеристики аналого-цифровых преобразователей, в частности снять переходную функцшо эквивалентного линейного динамического звена аналого-цифровых преобразователей, в том числе и для случая, когда длительность переходных процессов меньше периода преобразования, без использования внешних регистрирующих устройств, непосредственно по регистрирующему (отсчетному) устройству исследуемого преобразователя, при условии, что длительность цикла преобразования мала по сравнению с интервалом времени между последовательными циклами.

Указанная цель достигается следующим образом: значение входной величины преобразователя, работающего в режиме периодического внешнего запуска, скачкообразно изменяют в моменты времени, задержанные относительно момента запуска, и при этом регистрируют выходной код преобразователя, используя при этом регистрирующее устройство исследуемого преобразователя. Задержку между моментом

310384

65 запуска и моментом скачкообразного изменения входного сигнала изменяют в пределах периода преобразования, регистрируя выходной код преобразователя при каждом значении задержки. Зафиксированные таким ооразом значения выходного кода представляют собой точки определяемой переходной функции преобразования преобразователя.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства, реализующего описываемый способ; на фиг. 2 — временная диаграмма, поясняющая сущность описываемого способа.

На фиг. 2а показан сигнал внешнего запуска (Т вЂ” период преобразования входной величины). Переходная функция, подлежащая определению, показана пунктиром на фиг. 2б.

Выходной код У... зафиксированный в момент времени tp+T, представляет собой результат преобразования значения, которое имеет переходная функция в момент времени 10+Т при скачкообразном изменении входного сигнала в момент времени 1о. При сдвиге момента скачкообразного изменения входного сигнала относительно момента времени tp на величину

At (момент времени 3ь см. фиг. 2в), выходной код У„, зафиксированный в момент времени /о+Т, представляет собой результат преобразования значения, которое имеет переходная функция в момент времени 10+Т при скачкообразном изменении входного сигнала времени (1 (см. фиг. 2в). Аналогично, при сдвиге момента изменения сигнала на величину М (i=0, 1, 2, ...), выходной код преобразователя

У„,, зарегистрированный в момент времени

4+Т (см. фиг. 2г), представляет собой результат преобразования значения, которое имеет переходная функция в момент времени

4+Т при изменении входного сигнала в момент времени t; = (О+i М. Последов ател ьно зарегистрированные значения У,„, У,„У,,, У„ представляют собой результаты измерения значений переходной функции в моменты времени Т вЂ” At, Т вЂ” 2М, ....., Т вЂ” Ь At (см, фиг. 2д); по значениям У,„У,„У,„..., У„. может быть восстановлена переходная функция (см. фиг. 2д, пунктирная кривая).

Предлагаемый способ может быть использован для определения переходной функции при произвольном соотношении между длительностью переходных процессов и периодом

Т (см. фиг. 2е). В этом случае помимо выходного кода, регистрируемого в момент времени

4+Т (см. фиг. 2а — 2д), необходимо регистрировать выходной код в моменты tp+Ò, p+2T, ..., tp+mT (т=1, 2, 3 ...) в зависимости от длительности переходных процессов.

Устройство (см. фиг. 1) содержит исследуемый аналого-цифровой преобразователь 1, исгочник 2 стабилизированного напряжения, генератор импульсов 8, триггеры 4 и б, электронные ключевые схемы б — 9 и пересчетную схему 10.

1О

15 го

4О

4

Ключевые схемы 7 — 9 управляются триггерами 4 и б (ключевая схема б — сигналом

«начало измерения») и находятся в проводящем или непроводящем состоянии в зависимости от состояний этих триггеров. Пересчетная схема 10 позволяет осуществлять фиксацию результата преобразования в один из моментов времени

4+тТ (коэффициент пересчета схемы равен

m и устанавливается вручную перед измерением).

С основного выхода генератора импульсов 8 через нормально проводящую ключевую схему 8 импульсы внешнего запуска поступают на вход «внешний запуск» преобразователя 1, работающего в циклическом режиме внешнего запуска. С выхода задержанных импульсов генератора импульсов 8 на нормально непроходящую ключевую схему б поступают импульсы, задержанные относительно импульсов основного выхода на величину, равную i At и регулируемую в процессе эксперимента. В некоторый произвольный момент времени поступает сигнал «начало измерения», который переводит ключевую схему б в проводящее состояние. В момент прихода задержанного импульса с выхода ключевой схемы б срабатывает триггер 4, который переводит ключевые схемы 7 и 9 в проводящее состояние. На вход преобразователя через ключевую схему 9 поступает скачок напряжения с выхода источника 2, Одновременно с выхода ключевой схемы 7 задержанные импульсы поступают на вход пересчетной схемы 10, затем на вход триггера б, который переводит ключевую схему 8 в непроводящее состояние, при котором запрещается прохождение на вход преобразователя следующего импульса запуска. На индикаторе преобразователя остается показание, представляющее собой результат преобразования входного сигнала в момент времени

1,+Т. При других изменяемых в процессе эксперимента значениях задержки i - М устройство работает аналогично.

Предмет изобретения

Способ определения динамических характеристик аналого-цифровых преобразователей, в котором скачкообразно во времени изменяют входной аналоговый сигнал, отличающийся тем, что, с целью определения переходной функции непосредственно по регистрирующему устройству исследуемого аналого-цифрового преобразователя при любом соотношении длительности переходных процессов и периода преобразования, скачкообразные изменения входной величины производят в моменты времени, задержанные относительно момента прихода импульсов внешнего запуска, фиксируют выходные сигналы после окончания цикла преобразования и исключают повторную регистрацию выходных сигналов после окончания цикла преобразования.