Способ измерения нелинейности цифроаналогового преобразователя и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения нелинейности цифроаналоговых преобразователей (ЦАП). Цель изобретения - повышение быстродействия. Для достижения поставленной цели измеряют разность напряжений между выходами эталонного источника с линейной характеристикой и испытуемого ЦАП в трех точках: нулевой, максимальной и промежуточной , затем вычисляют нелинейность характеристики о ц как отклонение от аппроксимирующей прямой по формуле OH, (Д,1 - 00) N; NMdKC ( uk- $fl - h), где Дк , u, , . „,- -V 00 - разность выходных напряжений испытуемого ЦАП и эталонного источника соответственно при максимальном коде NMQKC,, промежуточном коде и нулевом коде на входе ЦАП; h - ступень квантования ЦАП. В устройство, реализующее способ, содержащее дифференциальный вольтметр, управляемый делитель напряжения, эталонный источник , трехпозиционный переключатель введены блок управления и отсчетно-регисгрирующий блок. 2 с.п. ф-лы, 2 ил. S (Л

СаОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПжЛИН (Я)5 Н 03 М 1 10

ГОсудАРстВенный нОмитет

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4310681/24 (22) 28 . 09. 87 (46) 28. 02. 91. Бюл. Н- 8 (72) В.А.Алексеенко, Г.С.Власов, Т.И.Ольховая и Н.И.Чернышев (53) 681.325 (088.8) (56) Измерение и контроль в микроэлектронике/Под ред. А.A.Ñàçîíîâà.

М.: Высшая школа, 1984, с. 288-293.

Авторское свидетельство СССР

К - 1229952, кл. Н 03 M 1/10, 1984. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ НЕЛИНЕЙНОСТИ

1ЯФРОАНАЛОГОВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения нелиней— ности цифроаналоговых преобразователей (ЦАП). Цель изобретения — повышение быстродействия. Дпя достиже— ния поставленной цели измеряют разность напряжений между выходами этаИзобретение относится к измери- тельчой технике и может быть использовано для измерения нелинейности цифроаналоговых преобразователей (ЦАП).

Цель изобретения — повышение быстродействия.

На фиг.1 представлены характеристики преобразования эталонного источника, поясняющие способ измерения нелинейности испытуемого ЦАП; на фиг.2— схема устройства для измерения нелинейности ЦАП, реализующего способ.

„„SU„„1631723 А 1

2 лонного источника с линейной характеристикой и испытуемого ЦАП в трех точках: нулевой, максимальной и промежуточной, затем вычисляют нелинейность характеристики $ !,, как отклонение от аппроксимирующей прямой по формуле 3Н, = (Ь, — 8 )

N, (Д вЂ” Π— h. 1, где Д к о К

1 разность выходных напряжений

0 испытуемого ЦАП и эталонного источника соответственно при максимальном коде И,цвак, промежуточном коде М и нулевом коде на входе ЦАП", h — ступень квантования ЦАП. В устройство, реализующее способ, содержащее дифференциальный вольтметр, управляемый делитель напряжения, эталонный источник, трехпозиционный переключатель введены блок управления и отсчетно — регистрирующий блок. 2 с.п. ф — лы, 2 ил.

Способ измерения нелинеиности ЦАП заключается в том, что сначала измеряют смещение нуля характеристики преобразования испытуемого ЦАП (О О фиг.1), подавая на ЦАП нулевой код, и запоминают полученное значение. Затем находят абсолютную разность в конечных точках характеристик преобразования испытуемого ЦАП и управляемого делителя напряжения (АВ, фиг.1), подавая на ЦАП максимальный код, и запоминают полученное значение. Затем в испытуемой точке, подавая на

1б31723

ЦАП и управляемый делитель напряжения код N,, измеряют абсолютную разность

MN > запоминают ее и вычисляют нелинейность ЦАП (KN фиг, 1), как

5 отклонение от аппроксимирующей пря.мой по формуле

8„, =(((,4) — — — (а - -().

"маке (1) !

О где 1 — смещение нуля испытуемого

ПЛП, измеренное вольтметром, — абсолютная разность напряжеk ний в конечных точках характеристики образцового эталонного источника и испытуемого ЦАП," абсолютная разность напряжений текущих точек характеристики эталонного источника и испытуемого ЦАП ;

N gp(, — максимальное значение преобразуемого кода, N — текущее значение преобразуе1 мого кода в исследуемой точ- 25

1— ке преобразования < — локальное значение нелинейн ности в исследуемой точке,"

h — ступень квантования.

Устройство (фиг. 2) содержит ис( точник 1,1 опорного напряжения, управляемый делитель 2 напряжения, трехпозиционный переключатель 3, отсчетно-регистрирующий блок 4, клеммы 5,б подключения испытуемого ЦАП, блок 7 управления, диф(реренциальный милливольтметр 8, испытуемый ЦАП 9,9 .

Устройство работает следующим образом.

Измерение нелинейности ЦАП в одной 4О (i-й) точке осуществляется за 4 такта работы блока 7 управления, В первом такте выход трехпозиционного переключателя Замыкается на шину нулевого потенциала (нижнее положение), а 45 на выходе блока 4 формируется нулевой код. Дифференциальный милливольтметр

8 измеряет разность потенциалов, присутствующую на его входах, которая соответствует смещению нуля ЦАП 1а, и соответствующий ей код записывается в блок. 4 ° Во втором такте работы выход трехпозиционного переключателя 3 замыкается с выходом управляемого делителя 2 (среднее положение). При этом

35 на управляемом делителе ? выставлен коэффициент деления, соответствующий поверяемой точке. Код, соответствующий этой точке, через блок

4, где он запоминается, поступает на испытуемый ЦАП 9. Дифференциальный милливольтметр 8 измерит нескорректированную разность напряжений управляемого делителя 2 и напряжения .на выходе испытуемого ЦЛП в i-й точке его характеристики, и код, соответствующий измеренной разности, запоминается блоком 4. В третьем такте работы выход трехпозиционного переключателя замыкается к активному полюсу источника 1 опорного напряжения, а на входе ЦАП формируется максималь-. ный для данного ЦАП код. Здесь также измеряется разность напряжений на входе милливольтметра 8, и в блок 4 записывается соответствующий код. В четвертом такте работы осуществляется вычисление блоком 4 значения (5H — локальной нелинейности в i É точке характеристики преобразования по формуле (1). Нахождением максимального значения из всех вычисленных по шкале 3Н, заканчивается процесс измерения нелинейности испытуемого ЦАП 9.

Используя в качестве делителя 2 кодоунравляемый делитель, процесс можно полностью автоматизировать, формируя коды для i-й точки блоком 7 управления (на фиг.2 связь пунктиром между блоками 2 и 7).

Формула изобретения

1, Способ измерения нелинейности цифроаналогового преобразователя, основанный на задании эталонного линейного напряжения, измерений разности между выходным напряжением испытуемого цифроаналогового преобразователя и эталонным линейным напряжением, которые соответствуют значению нулевого кода испытуемого цифроаналогового преобразователя, и определении нелинейности характеристики испытуемого цифроаналогового преобразователя как отклонение от аппроксимирующей прямой, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения быстродействия, разность между выходным напряжением испытуемого цифроаналогового преобразователя и эталонным линейным напряжением измеряют при максимальном и промежуточном значениях кода испытуемого цифроаналогового преобразователя, а. не лйнейность H LI o характеристики вычисляют по формуле

1631723

1н

N, „(= (-g ) — — — —,ь -g -ь, о о ма с где Π— значение разности напряжений при нулевом коце испы- 5 туемого цифроаналогового преобразователя", Ь,,6к — значения разности напряжений соответственно при промежуточном N, и максимальном

N ä „ кодах испытуемого цифроаналогового преобразователя;

h — ступень квантования испыту— емого цифроаналогового пре15 образователя, 2. Устройство для измерения нелинейности цифроаналогового преобразователя, содержащее дифференциальный милливольтметр, первый вход которого является первым входом устройства, второй вход которого объединен с первым входом управляемого делителя напряжения и первым информационным входом трехпозиционного переключателя и соединен с шиной нулевого потенциала, второй информационный вход трехпозиционного переключателя подключен к первому выводу источника опорного напряжения, второй вывод которого соединен с шиной нулевого потенциала, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введены блок управления и отсчетно-регистрирующий блок, первая, вторая и третья группы входов которого подключены к выходам соответственно дифференциального милливольтметра, блока управления и группе выходов управляемого делителя напряжения, а выходы являются выходной шиной устройства, третий информационный вход трехпозиционного переключателя подключен к выходу управляемого делителя напряжения, второй вход которого соединен с первым выводом источника опорного напряжения, управляющие входы трехпозиционного переключателя поцключены к соответствующим выходам блока управления, а выход соединен с вторым входом дифференциального милливольтметра.

1631! 3 3

Составитель И.Романова

Техред п.Олийнык Корректор А,Обручар

Редактор М,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, Гaгарина, 101