шествующего кода. Это значение передается в ЭВМ, которая после накопления данных о напряжениях всех уровней квантования производит расчет параметров ХП.

Для обеспечения приемлемой точности устройства интегрирующий измерительный прибор должен иметь нелинейность на порядок меньше нелинейности измеряемого АЦП, а изменение напряжения на входе измеряемого АЦП в течение одного цикла преобразования не должно превышать 0,1 ЕМР.

Достоинство данного устройства - возможность оперативно контролировать любой уровень квантования, что очень удобно при исследовании параметров стабильности, а также при функциональной настройке, регулировке напряжения смещения нуля или коэффициента преобразования.

6.1.3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ НАКОПЛЕНИЯ ДАННЫХ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЛИНЕЙНО ИЗМЕНЯЮЩЕГОСЯ СИГНАЛА

Если на вход АЦП подать линейно изменяющееся напряжение и со стабильной частотой производить преобразование, то число появлений какого-либо кода будет пропорционально действительной ступени квантования в этой точке ХП. Фиксируя при этом число появлений каждого из возможных значений выходного кода, можно вычислять нелинейность и дифференциальную нелинейность измеряемого АЦП. Точность данного метода определяется линейностью изменения входного напряжения и стабильностью частоты преобразования. Обеспечение этих условий не является трудновыполнимой задачей, что позволяет использовать этот метод и для измерения ХП прецизионных АЦП.

Генератор линейно нараста-

тщеео напряжения

Устройство сравнения

Измеряемый АЦП

Генератор импульсов

Рис. 6.3. Схема измерения ХП цифровой обратной связью

Рис. 6.4. Схема измерения ХП с линейным генератором

Устройство, реализующее описанный метод, может быть выполнено по структурной схеме, показанной на рис. 6.4. Имеющийся в нем блок сравнения предназначен для привязки характеристики преобразования к конкретным значениям напряжения и выдает сигналы в моменты достижения нарастающим напряжением значений JJ\ и JJ. ЭВМ фиксирует число преобразований до появления этих сигналов, а также подсчитывает число появлений каждого возможного кода. Значения напряжений Ui п U2 должны находиться в диапазоне изменений линейно нарастающего напряжения, но их разность, для повыщения точности, должна быть максимально возможной. По окончании цикла работы действительное значение напряжения заданного уровня квантования может быть вычислено по формуле

1 = 1

*=0

где Qi, Q2 - число преобразований до появления сигналов о равенстве нарастающего напряжения значениям Ll и U2; Рк - число появлений кода k.

6.2. АППАРАТУРА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СТАТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ АЦП

6.2 1 ИЗМЕРЕНИЕ СТАТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ АЦП К1107

Параметры характеристики преобразования АЦП КП07 измеряются по методу, изложенному в п. 6.1.2. Используется соответствующий тестер, в котором применен цифровой универсальный измерительный прибор (ЦУИП), подключенный к ЭВМ с помощью интерфейса. Для контроля микросхем, диапазон входного напряжения которых -2...О В, применено смещение щкалы цифрового прибора в диапазоне измерения 1,6 В, что позволяет перекрывать диапазон входного напряжения с повыщенной разрешающей способностью. С аналогичной целью в диапазоне входного напряжения - 2,5 ... +2,5 В ЦУИП подключается через делитель 1:2.

Определение параметров ХП начинается с измерения напряжений всех уровней квантования и запоминания их значений в памяти ЭВМ. Непосредственно по этим данным вычисляется дифференциальная нелинейность. Далее по значениям двух соседних уровней квантования вычисляется среднее значение ступени квантования k-ro кода Uk cp={Ui-\-Ui+\)/2, которое используется для расчета нелинейности, напряжения смещения нуля и коэффициента преобразования.

Нелинейность ИС К1107ПВ1 [ЕМР] оценивается относительно прямой, соединяющей начальную и конечную точки ХП, поэтому

для k-го кода (>Lk=[(Jkcp - Uicp - {k-\)h.]/h. Для остальных ИС данной серии нелинейность оценивается относительно прямой, аппроксимирующей ХП по методу наименьших квадратов у=Ах-\-В, где А - коэффициент, характеризующий напряжение смещения нуля; В - коэффициент преобразования:

;(2.ср)/А]-(2)

к=1 к=\

Если коэффициент А к В известны, нелинейность [ЕМР] 6;= -{Ukcp-kA-B)/h. Нормирование нелинейности и дифференциальной нелинейности производится по всем точкам при заданных пре--дельно допустимых значениях.

В тестере использована ЭВМ типа ДВК-2М. Программы для этой ЭВМ могут быть составлены как на языках низкого уровня (Ассемблер, Макроассемблер), так и высокого уровня (Бейсик, Фортран, Паскаль). Использование языка высокого уровня значительно упрощает программирование и изменение программ, но снижает быстродействие, поэтому может быть оправдано только тогда, когда необходимо часто и оперативно менять программу. Для производственного контроля, при котором первостепенное значение имеет скорость выполнения программы, целесообразнее применять язык низкого уровня.

Для измерения других статических параметров АЦП, определяющих энергетические свойства ИС (входных и токов потребления, напряжений выходных уровней и т. д.), можно использовать любой измеритель статических параметров, например установки «Интеграл», «Вахта», обеспечивающие измерение необходимых параметров АЦП.

6.3. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ И ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ИЗМЕРИТЕЛЕЙ ДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ АЦП

Динамические свойства АЦП характеризуются большим числом параметров, в отличие от ЦАП, динамические параметры которых в основном определяются временем установления напряжения или тока. Причиной этого является многофункциональность АЦП, разнообразность их использования, а также параметры преобразуемого (входного) сигнала.

Анализ методов и аппаратуры измерения динамических параметров АЦП, описанных в разной литературе, показывает, что в зависимости от типа измеряемого АЦП, специфики работы преобразователя в конкретной аппаратуре, средств измерения применяются различные методы оценки динамических параметров. Хотя