CS260738B1 - Zapojeni testovacího obvodu pro analogově-číslicové převodníky - Google Patents

Abstract

Řešení se týká zapojení testovacího obvodu pro analogově-číslicové převodníky. K testování se využívá referenční Číslicově- -analogový převodník o vyšší přesnosti než zkoušený převodník. Na vstup číslicově-analogového převodníku je připojen výstup čítače, jehož obsah se postupně zvyšuje od nuly do maximálního datového údaje převodníku. Výstupní napětí číslicově-analogového převodníku převádí zkoušení analogově-číslicový převodník na datový údaj, který se porovnává pomocí číslicového komparátoru s výstupem čítače. Navazující elektronické obvody umožňují stanovit přesnost převodníku a indikaci maximální chyby.

Description

Vynález se týká zapojení testovacího obvodu pťo analogově-číslicové převodníky,· které, řeší automatickou kontrolu amalogově-číslicových převodníků..

Analogově-číslicové převodníky představují důležitý stykový člen mezi technologickým procesem nebo fyzikální soustavou a mikropočítačem. Většina měření fyzikálních veličin je pomocí vhodných čidel převedena na analogovou hodnotu, což představuje určité napětí nebo proud. Tyto analogové hodnoty proudu nebo napětí je zapotřebí převést na číslicovou hodnotu, která je zpracována mikropočítačem nebo počítačem. Převod analogové hodnoty napětí nebo proudu na číslicový tvar provádějí analogově-číslicové převodníky.

V ipraxi se vyrábějí převodníky s různou přesností, většinou v rozmezí 8 až 16 bitů. Cím větší přesnost měření potřebujeme, tím více bitový převodník používáme. Podobně jako> u měřicích přístrojů je také zapotřebí kontrolovat přesnost převodníku v celém měřicím rozsahu a stanovit maximální chybu převodu.

V současné době se většinou přesnost analogově-číslicových převodníků kontroluje pouze v několika bodech, tj. pouze při určitých vstupních hodnotách napětí nebo iproudu. Toto měření je často nevyhovující, protože se mohou vyskytnout místa, resp. hodnoty vstupních napětí, kdy přesnost převodníku vybočuje ze zadaných mezí, tj. chyba převodníku je větší než pro vybrané kontrolní body. Pro měření převodníku v celém rozsahu vstupních napětí je časově náročné.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje zapojení testovacího obvodu pro analogově-číslicové převodníky, jehož podstata spočívá v tom, že na číslicový vstup referenčního číslicově-analogového převodníku je připojen číslicový výstup čítače, který je současně veden na displej a přes přepínač na komparátor. Na číslicový vstup komparátoru je připojen číslicový výstup zkoušeného analogově-číslicového převodníku, přičemž výstup komparátoru je připojen na první klopný obvod. Vstup zkoušeného analogově-číslicového převodníku je přes výstupní odpor připojen, na referenční číslicově-analogový převodník.

Výstup zkoušeného analogově-číslicového převodníku je připojen současně na vstup komparátoru a na start—stop oscilátor. Na řídicí vstup start—stop oscilátoru je připojen přes první klopný obvod řídicí obvod, přičemž výstup start—stop oscilátoru je přiveden jednak na čítač a jednak pres startovací obvod analogově-číslicového převodníku na zkoušený analogově-číslicový převodník. Výstup startovacího, obvodu je připojen současně na iprvní klopný obvod, na jehož výstup je připojen druhý indikační obvod a současně na druhý klopný obvod a na čítač. Výstup čítače je přes druhý klopný obvod připojen na první indikační obvod.

Zapojení podle vynálezu řeší testovací ob; vod pro automatickou kontrolu analogově -číslicových převodníků. Testovací obvod umožňuje stanovit rozlišovací schopnost převodníku, chybu, převodníku a hodnoty vstupních veličin, ve kterých vybočuje přesnost převodníku ze zadaných mezí.

Na připojených výkresech je na obr. 1 blokové schéma zapojení testovacího obvodu pro analogově-číslicové převodníky a na obr. 2 je znázorněn časový průběh signálů výstupů jednotlivých obvodů podle obr. 1.

Na číslicový vstup referenčního čislicově-analogového převodníku D/A, který vykazuje alespoň o jeden bit vyšší přesnost než zkoušený analogově-číslicový převodník A/D je připojen číslicový výstup čítač C, který je současně veden na displej DP a přes vícenásobný přepínač P na komparátor K, jehož výstup je připojen na první klopný obvod KOI. Na číslicový vstup komparátoru K označený Dl až Dn je připojen číslicový výstup zkoušeného analogově-číslicového převodníku A/D, na jehož vstup 10 je přes výstupní odpor R připojen referenční číslicově-analogový převodník D/A.

Výstup zkoušeného analogově-číslicového převodníku A/D je připojen současně na vstup komparátoru K a na start—stop oscilátor SP. Na řídicí vstup start—stop oscilátoru SP je připojen přes první klopný obvod KOl řídicí obvod RO, přičemž výstup start— —stop oscilátoru SP je přiveden na čítač Č a jednak přes startovací obvod IR analogově-číslicového převodníku A/D na zkoušený analogově-číslicový převodník A/D.

Výstup startovacího obvodu S je připojen současně na první klopný obvod KOl, na jehož výstup je připojen druhý indikační obvod 12 a současně na druhý klopný obvod KO2 a na čítač Č. Výstup čítače Č je přes druhý klopný obvod KO2 připojen na první indikační obvod II.

Referenční číslicově-analogový převodník D/A dává na svém výstupu, tj. na výstupním odporu R analogové napětí, které odpovídá číslicovému údaji na číslicovém vstupu referenčního. číslicově-analogového převodníku D/A. Toto analogové napětí se přivádí na .analogový vstup 10 zkoušeného analogově-číslicového převodníku A/D, který převádí toto napětí na číslicový údaj. Číslicový údaj na výstupu zkoušeného analogově-číslicového převodníku A/D odpovídá v ideálním případě číslicovému údaji, který se přivádí na vstup číslicově-analogového převodníku D/A.

.Porovnání číslicového údaje z výstupu zkoušeného analogově-číslicového převodníku A/D s údajem, který se přivádí na číslicový vstup referenčního číslicově-analogového převodníku D/A se provádí pomocí komparátoru K. Číslicový údaj, který se přivádí na číslicový vstup referenčního číslicově-analogového převodníku D/A se postupně zvyšuje od nulové hodnoty do hodnoty maximální.

Vstupní údaj pro referenční číslicově-analogový převodník D/A se vytváří v čítači C, jehož obsah se postupně zvyšuje. Zahájení testu je řízeno ze startovacího obvodu S, který je představován jako kombinace tlačítka a monostabilního multivibrátoru. Výstupní napětí startovacího obvodu S překlopí první klopný obvod KOI, anuluje čítač C. Výstup prvního klopného obvodu KOI je spojen s řídicím vstupem start—stop oscilátoru SP. Pokud je na výstupu prvního klopného obvodu KOI napětí logické jedničky, kmitá start—stop oscilátor SP a obsah čítače C se postupně zvyšuje. Na číslicový vstup referenčního číslicově-analogového převodníku D/A je přiváděno rostoucí číslicové napětí a na výstupním odporu R narůstá analogové napětí.

Každý výstupní impuls ze start—stop oscilátoru SP vytváří ve startovacím obvodu IR impuls pro zahájení analogově-číslicového převodu. Analogové napětí z výstupního odporu R je ihned převedeno na číslicový údaj ve zkoušeném analogově-číslicovém převodníku A/D. Výstup tohoto převodníku blokuje start—stop oscilátor SP, který nemůže kmitat po dobu analogově-číslicového převodu. Po ukončení tohoto převodu je start—stop oscilátor SP odblokován a provede se pomocí komparátorů K porovnání obou údajů, tj. výstupního údaje ze zkoušeného analogově-číslicového převodníku A/D a z výstupního údaje referenčního číslicově-analogového převodníku D/A, což je zároveň stav čítače .

V případě souhlasu obou údajů se přechází do dalšího kroku a celý cyklus se opakuje až do dosažení maximální hodnoty číslicového vstupu referenčního číslicově-analogového převodníku D/A.

V případě nesouhlasu obou údajů je na výstupu komparátorů K signál, který překlopí první klopný obvod KOI do výchozího stavu a tím se zastaví start—stop oscilátor Sp. Na displeji DP se objeví údaj číslicového vstupu, při kterém došlo k chybě. Řídicí obvod RO umožňuje pokračovat dále testování převodníku o zastavení cyklu v důsledku chyby. Řídicí obvod RO překlápí obvod KOI zase do aktivního stavu a start—stop oscilátor SP vykonává další kmity. Zastavení testování cyklu je indikováno pomocí druhého indikačního obvodu 12.

Ukončení celého testovacího cyklu bez chyby indikuje první indikační obvod II. Druhý klopný obvod KO2 je překlápěn z výstupu čítače Č po dosažení maximální vstupní hodnoty číslicového údaje referenčního číslicově-analogového převodníku D/A. Údaj z výstupu čítače C je přiváděn ke komparátor u K přes vícenásobný přepínač P, který umožňuje odporovat jednotlivé bity označené Dl ⁺ až Dn⁺. Například v případě, že zkoušený analogově-číslicový převodník A/D vykazuje chyby, při testu je možno odpojit nejnižší ibit D1+ a provést znovu testovací cyklus. Zkoušený analogově-číslicový převodník A/D o n hitech vykazuje přesnost rovnu počtu bitů minus počet odpojených bitů.

Claims (1)

1. Zapojení testovacího obvodu pro analogově-číslicové převodníky vyznačené tím, že na číslicový vstup referenčního číslicově-analogového převodníku (D/A) je připojen číslicový výstup čítače (Č), který je současně veden na displej (DP) a přes přepínač (P) na komparátor (K), na jehož číslicový vstup je připojen číslicový výstup zkoušeného analogově-číslicového převodníku (A/D), přičemž výstup komparátorů (K) je připojen na první klopný obvod (KOI), na vstup (10) zkoušeného analogově-číslicového převodníku (A/D) je přes výstupní odpor (Rj připojený referenční číslicově-analogový převodník (D/A), výstup zkoušeného analogově-číslicového převodníku (A/D) je

   VYNÁLEZU připojen současně na vstup komparátorů (K) a na start—stop oscilátor (SP), na jehož řídicí vstup je připojen před první klopný obvod (KOI) řídicí obvod (RO), přičemž výstup start—stop oscilátoru (SP) je připojen jednak na čítač (Č) a jednak přes startovací obvod (IR) analogově-číslicového převodníku na zkoušený analogově-číslicový převodník (A/D), výstup startovacího obvodu (S) je připojen současně na první klopný obvod (KOI), na jehož výstup je připojen druhý indikační obvod (12) a současně na druhý klopný obvod (KO2) a na čítač (C), přičemž výstup čítače (C) je přes druhý klopný obvod (KO2) připojen na první indikační obvod (II).