Ѕаза знаний студента. –еферат, курсова€, контрольна€, диплом на заказ

курсовые,контрольные,дипломы,рефераты

»змерение параметров ј÷ѕ — –адиоэлектроника

ѕосмотреть видео по теме –еферата

ћинистерство общего и профессионального образовани€ –‘

-------------------------------------------------------------------------------------------------------

Ќовгородский √осударственный ”ниверситет

†им. ярослава ћудрого

кафедра ‘““ић

 онтроль параметров ј÷ѕ

–еферат по дисциплине:

»спытани€ изделий электронной техники.

¬ыполнил:

—тудент группы 4031

_______√алинко ¬.ё.

Ђ___ї_____________1999

ѕроверил:

ѕреподаватель каф. ‘““ић

_______ рут€ков.Ћ.Ќ.

Ђ___ї_____________1999

††

Ќовгород

1999


—одержание

¬ведение

3

†RD

4

2. ’арактеристики »ћ— ј÷ѕ

7

3.  онтроль статических параметров »ћ— ј÷ѕ

13

4.  онтроль динамических параметров »ћ— ј÷ѕ

19

—писок использованных источников

23


¬ведение

÷ифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразовате≠ли ј÷ѕ наход€т .широкое применение в различ≠ных област€х современной науки и техники. ќни €вл€ют≠с€ неотъемлемой составной частью цифровых измери≠тельных приборов, систем преобразовани€ и отображе≠ни€ информации, программируемых источников питани€, индикаторов на электронно-лучевых трубках, радиоло≠кационных систем, установок дл€ контрол€ элементов и микросхем, а также важными компонентами различных автоматических систем контрол€ и управлени€, устройств вводаЧвывода информации Ё¬ћ. Ќа их основе стро€т преобразователи и генераторы практически любых функ≠ций, цифроуправл€емые аналоговые регистрирующие устройства, коррел€торы, анализаторы спектра и т. д. ¬елики перспективы использовани€ быстродействующих преобразователей в телеметрии и телевидении. Ќесом≠ненно, серийный выпуск малогабаритных и относительно дешевых ј÷ѕ еще более усилит тенденцию про≠никновени€ метода дискретно-непрерывного преобразо≠вани€ в сферу науки и техники. ќдним из стимулов раз≠вити€ цифро-аналоговых и аналого-цифровых преобразо≠вателей в интегральном исполнении в последнее врем€ €вл€етс€ широкое распространение микропроцессоров и методов цифровой обработки данных. ¬ свою очередь потребность в ј÷ѕ стимулирует их разработку и производство с новыми, более совершенными характе≠ристиками. ¬ насто€щее врем€ примен€ют три вида тех≠нологии производства ј÷ѕ: модульную, гибрид≠ную и полупроводниковую. ѕри этом дол€ производства полупроводниковых интегральных схем (»ћ— ÷јѕ и »ћ— ј÷ѕ) в общем объеме их выпуска непрерывно возрастает и в недалеком будущем, по-видимому, в мо≠дульном и гибридном исполнени€х будут выпускатьс€ лишь сверхточные и сверхбыстродействующие преобра≠зователи с достаточно большой рассеиваемой мощно≠стью.

¬ данной главе рассматриваютс€ основные структу≠ры, характеристики и методы контрол€ интегральных микросхем ј÷ѕ.


1 ќсновные структуры »ћ— ј÷ѕ


–ис. 1. ќбобщенна€ структурна€ схема ј÷ѕ


ќбобщенна€ структурна€ схема ј÷ѕ† (рис.1) представл€ет собой дискретизирующее устройство ƒ”, тактирующее работу кванту≠ющего  в” и кодирующего  д” устройств. Ќа вход квантующего устройства по≠ступает преобразуемый сиг≠нал x(t), а с выхода кодиру≠ющего устройства снимаетс€ дискретный сигнал ƒ—, кото≠рый дл€ ј÷ѕ в интеграль≠ном исполнении обыччно име≠ет форму двоичного параллельного кода. ¬ результате равномерного квантовани€ мгновенное значение xi не≠прерывной величины x(t) представл€етс€ в виде конеч≠ного числа п ступеней квантовани€ Δх:

Xi=nΔx=x ±Δk,

где Δk - погрешность квантовани€, обусловленна€ тем, что преобразуема€ величина х может содержать нецелое число п ступеней квантовани€ Δх.

ћаксимально возможна€ погрешность квантовани€ (погрешность†† дискретности) определ€етс€ ступенью квантовани€, т. е.

Δkmax= Δx

ƒл€ известного диапазона xmax максимально возмож≠ное число дискретных значений преобразуемого сигнала х (включа€ х==0)

nmax=(xmax/ Δx+1)

ѕри этом, как правило, погрешность квантовани€ не должна превышать общую погрешность преобразовани€.

—ледовательно, если известно значение допустимой отно≠сительной погрешности преобразовани€ γmaх, то при опре≠делении ступени квантовани€ необходимо учитывать со≠отношение

Δx ≤ (γmaх /100)*xmax

 роме того, следует учитывать, что ј÷ѕ обладают определенным порогом чувствительности ’п.ч, т. е. спо≠собностью вызывать изменение выходной информации преобразовател€ при воздействии на его вход наимень≠шего значени€ преобразуемого сигнала. ѕоэтому значе≠ние Δx должно превышать ’п.ч и удовлетвор€ть неравен≠ству

’п.ч < Δx ≤ (γmaх /100)*xmax

–еализацию обобщенной структуры можно осущест≠вить различными способами, которые рассмотрены ниже. Ќезависимо от способа построени€ ј÷ѕ всем им прису≠ща методическа€ погрешность, обусловленна€ погрешно≠стью квантовани€ Δx.

¬ зависимости от области применени€ ј÷ѕ их основ≠ные характеристики (точность, разрешающа€ способ≠ность, быстродействие) могут существенно отличатьс€. ѕри использовании ј÷ѕ в измерительных устройствах главную роль играет точность преобразовани€, а быстро≠действие этих устройств ограничено реальной скоростью регистрации результата измерени€. ѕри использовании ј÷ѕ в качестве устройства ввода измерительной инфор≠мации в Ё¬ћ от него требуетс€ быстродействие в боль≠шей степени.

Ўирокое применение ј÷ѕ в различных област€х на≠уки и техники €вилось предпосылкой создани€ разных структур ј÷ѕ, кажда€ из которых позвол€ет решить определенные задачи, предъ€вл€емые к ј÷ѕ в каждом конкретном случае. »з всего многообрази€ существую≠щих методов аналого-цифрового преобразовани€ в интегральной технологии нашли применение в основном три:

1) метод пр€мого (параллельного) преобразовани€;

2) метод последовательного приближени€ (поразр€д≠ного уравновешивани€);

3) метод интегрировани€.

 аждый из этих методов позвол€ет добитьс€ наилуч≠ших параметров (быстродействи€, разрешающей способ≠ности, помехоустойчивости и т. д.). ѕотребность в ј÷ѕ с оптимальными параметрами или с отдельными экстре≠мальными параметрами обусловила по€вление структур преобразователей, использующих комбинацию перечис≠ленных методов. –ассмотрим структурные схемы ј÷ѕ, нашедших наибольшее распространение в интегральной технологии.

¬ ј÷ѕ с параллельным преобразованием входной сигнал прикладываетс€ одновременно ко входам всех компараторов. ¬ каждом компараторе он сравниваетс€ с опорным сигналом, значение которого эквивалентно определенной кодовой комбинации. ќпорный сигнал сни≠маетс€ с узлов резистивного делител€, питаемого от ис≠точника опорного напр€жени€. „исло возможных кодо≠вых комбинаций (а следовательно, число компараторов) равно 2mЧ1, где тЧчисло разр€дов ј÷ѕ. ј÷ѕ пр€мо≠го преобразовани€ обладают самым высоким быстродей≠ствием среди других типов ј÷ѕ, определ€емым быстро≠действием компараторов и задержками в логическом де≠шифраторе. Ќедостатком их €вл€етс€ необходимость в большом количестве компараторов. “ак, дл€ 8-разр€дно≠го ј÷ѕ требуетс€ 255 компараторов. Ёто затрудн€ет реализацию многоразр€дных (свыше 6Ч8-го разр€дов) ј÷ѕ в интегральном исполнении.  роме того, точность преобразовани€ ограничиваетс€ точностью и стабильно≠стью каждого компаратора и резистивного делител€. “ем не менее на основе данного принципа стро€т наиболее быстродействующие ј÷ѕ со временем преобразовани€ в пределах дес€тков и даже единиц наносекунд, но огра≠ниченной разр€дности (не более шести разр€дов).

ј÷ѕ последовательного приближени€ имеет несколь≠ко меньшее быстродействие, но существенно большую разр€дность (разрешающую способность). ¬ нем исполь≠зуетс€ только один компаратор, максимальное число срабатываний которого за один цикл измерени€ не превы≠шает числа разр€дов преобразовател€. —уть такого ме≠тода преобразовани€ заключаетс€ в последовательном сравнении входного преобразуемого напр€жени€ Us с выходным напр€жением образцового ÷јѕ, измен€ю≠щимс€ по закону последовательного приближени€ до момента наступлени€ их равенства (с погрешностью дискретности). ¬ходной сигнал Ux с помощью аналогового компаратора  Ќ сравни≠ваетс€ с выходным сигналом образцового ÷јѕ, который управл€етс€ в свою очередь регистром последовательно≠го приближени€ –гѕѕ. ѕри запуске схемы –гѕѕ уста≠навливаетс€ генератором √ в исходное состо€ние. ѕри этом на выходе ÷јѕ формируетс€ напр€жение, соответ≠ствующее половине диапазона преобразовани€, что обес≠печиваетс€ включением его старшего разр€да 100 ... 0. ≈сли Us меньше выходного напр€жени€ ÷јѕ, то стар≠ший разр€д выключаетс€, включаетс€ второй по стар≠шинству разр€д (на входе ÷јѕ код 0100...0), что соот≠ветствует 'формированию на выходе ÷јѕ напр€жени€, равного половине предыду≠щего. ¬ случае если »х пре≠вышает это напр€жение, то дополнительно включаетс€ третий разр€д (на входе ÷јѕ код 0110...0), что при≠водит к увеличению выходного напр€жени€ ÷јѕ в 1,5 раза. ѕри этом выходное напр€жение ÷јѕ вновь сравни≠ваетс€ с напр€жением Ux и т. д. ќписанна€ процедура повтор€етс€ т раз (где mЧчисло разр€дов ј÷ѕ). ¬ итоге на выходе ÷јѕ формируетс€ напр€жение, отли≠чающеес€ от входного преобразуемого напр€жени€ Ux не более чем на единицу младшего разр€да ÷јѕ. –езультат преобразовани€ напр€жени€ Ux в его цифровой эквива≠лентЧпараллельный двоичный код NxЧснимаетс€ с выхода –гѕѕ. ќчевидно, погрешность преобразовани€ и быстродействие такого устройства определ€ютс€ в основ≠ном параметрами ÷јѕ (разрешающей способностью, ли≠нейностью, быстродействием) и компаратора (порогом чувствительности, быстродействием).†† ѕреимуществом рассмотренной схемы €вл€етс€ возможность построени€ многоразр€дных (до 12 разр€дов и выше) преобразова≠телей сравнительно высокого быстродействи€ (врем€ 'пре≠образовани€ 'пор€дка нескольких сот наносекунд). Ќа ос≠нове метода последовательного приближени€ реализова≠на и серийно выпускаетс€ »ћ— 12-разр€дного ј÷ѕ  572ѕ¬1 с временем преобразовани€ 100 мкс.

Ќаиболее простыми по структуре среди интегрирую≠щих преобразователей €вл€ютс€ ј÷ѕ с преобразовани≠ем напр€жени€ в частоту, построенные на базе интегри≠рующего усилител€ и аналогового компаратора. ѕогреш≠ность их преобразовани€ определ€етс€ нестабильностью порога срабатывани€ компаратора и посто€нной времени интегратора. Ѕолее высокими метрологическими харак≠теристиками обладают ј÷ѕ, реализованные по принци≠пу двойного интегрировани€ (например, »ћ—, 11-раз≠р€дного ј÷ѕ  572ѕ¬2), поскольку при этом практиче≠ски удаетс€ исключить вли€ние на погрешность преобра≠зовани€ нестабильности порога срабатывани€ компара≠тора и посто€нной времени интегратора.

јнализ описанных методов преобразовани€ и струк≠турных схем ј÷ѕ позвол€ет сделать вывод, что наи≠большим быстродействием обладают ј÷ѕ пр€мого пре≠образовани€, однако их разр€дность невысока. ј÷ѕ поразр€дного уравновешивани€, облада€ средним быст≠родействием, дают возможность получить достаточно высокую разрешающую способность. Ќо помехозащи≠щенность тех и других преобразователей невысока. ј÷ѕ интегрирующего типа, облада€ наименьшим быстродей≠ствием, обеспечивают наибольшую помехозащищенность и точность преобразовани€.


2. ’арактеристики »ћ— ј÷ѕ

ќсновными параметрами,† характеризующими† »ћ— ј÷ѕ, €вл€ютс€ разрешающа€ способность, нели≠нейность, коэффициент преобразовани€, погрешность полной шкалы, смещение нул€, абсолютна€ погрешность, дифференциальна€ нелинейность, монотонность, врем€ преобразовани€.

–азрешающа€ способность определ€етс€ числом дис≠кретных значений выходного сигнала преобразовател€, составл€ющих его предел преобразовани€. „ем больше число дискретных значений, тем выше разрешающа€ способность преобразовател€. ƒвоичный m-разр€дный преобразователь имеет 2m дискретных значений, а его разрешающа€ способность равна 1/2m. ¬ преобразовате≠л€х различают наименьший и наибольший значащие раз≠р€ды. ¬ двоичной системе кодировани€ наименьший зна≠чащий разр€д Ч это разр€д, имеющий наименьший вес. ¬ес младшего разр€да определ€ет разрешающую способ≠ность. Ќаибольший значащий разр€д соответствует наибольшему весу. ¬ двоичной системе кодировани€ наи≠больший значащий разр€д имеет вес 1/2 номинального значени€ максимально возможного выходного сигнала при всех включенных разр€дах (полной шкалы преобра≠зовани€).

†††††††††††††††††††† a)††††††††††††††††††††††††††† †††††††††††††††††††††††††† †††††б)

–ис. 2.††††††† ѕримеры линеаризации выходной характеристики преобразователей:

аЧлинеаризующа€ пр€ма€ проходит через крайние точки реальной харак≠теристики преобразовател€; б Ч линеаризаци€ дл€ получени€ минимальной погрешности линейности

–азрешающа€ способность характеризует как ÷јѕ, так и ј÷ѕ и может выражатьс€ либо в процентах, либо в дол€х полной шкалы. Ќапример, 12-разр€дный ј÷ѕ имеет разрешающую способность 1/4096, или 0,0245% от значени€ полной шкалы. ѕреобразователь с полной шка≠лой напр€жени€ 10 ¬ может обеспечивать изменение выходного кода на единицу при изменении входного напр€≠жени€ на 2,45 м¬. јналогично 12-разр€дный ÷јѕ дает изменение выходного напр€жени€ на 0,0245% от значе≠ни€ полной 'шкалы при изменении двоичного входного кода на один двоичный разр€д. –азрешающа€ способность €вл€етс€ скорее расчетным параметром, а не тех≠нической характеристикой, поскольку она не определ€ет ни точность, ни линейность преобразовател€.

Ќелинейность dн, или интегральна€ нелинейность, ха≠рактеризуетс€ отклонением dн(х) реальной характерис≠тики преобразовател€ fp(x) от пр€мой. ѕри этом значе≠ние dн(х) зависит от метода линеаризации. –ис. 2,а иллюстрирует способ линеаризации, когда линеаризую≠ща€ пр€ма€ проходит через крайние точки реальной ха≠рактеристики ÷јѕ. ѕри этом наблюдаетс€ максималь≠на€ погрешность линейности (нелинейность dн). Ќа рис. 2,б пр€ма€ проводитс€ таким образом, что макси≠мальное отклонение fp(x) от пр€мой получаетс€ в два раза меньше. ќднако дл€ этого необходимо знать харак≠тер реальной характеристики ÷јѕ, что очень 'сложно обеспечить в серийном производстве. ѕоэтому, как пра≠вило, погрешность линейности определ€ют при прохож≠дении линеаризующей пр€мой через крайние точки ха≠рактеристики fp (х). ƒл€ определени€ нелинейности (ко≠тора€ обычно выражаетс€ в процентах от полной шкалы или в дол€х единицы младшего разр€да) необходимо знать аналитическую зависимость между выходным ана≠логовым сигналом ÷јѕ и его цифровым входом. ƒл€ ÷јѕ с двоичными т-разр€дами аналоговый выход Uвых зависит от входного двоичного кода в идеальном случае (в отсутствие погрешностей преобразовани€) таким об≠разом:

Uвых = Uоп(B12-1+B22-2+Е+ Bm2-m), ††††††††††††††††††††††††††††††††††† (1)

где B1, B2, ..., BmЧкоэффициенты двоичного числа, име≠ющие значение единицы или нул€ (что соответствует включению или выключению разр€да); UonЧопорное напр€жение ÷јѕ. “ак как

то выходное напр€жение ÷јѕ при всех включенных раз≠р€дах (B1, B2, ..., Bm = 1) определ€етс€ соотношением

†††††††††††††††††††††† (2)

“аким образом, при включении всех разр€дов выход≠ное напр€жение ÷јѕ, равное напр€жению полной шка≠лы Uп.ш, отличаетс€ от опорного напр€жени€ Uоп на зна≠чение младшего разр€да преобразовател€ Δ:

††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††† (3)

ѕри включении i-ro разр€да выходное напр€жение ÷јѕ

Uвых=Uоп2-i††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††† (4)

¬ыражение (1) показывает линейную зависимость между аналоговым выходом и цифровым входом преоб≠разовател€. —ледовательно, сумма аналоговых выходных величин, полученна€ дл€ любой комбинации разр€дов, действующих независимо, должна быть равна аналого≠вому сигналу, который получаетс€ при одновременном включении всех разр€дов этой комбинации.

–ис 3 ’арактеристики ÷јѕ с различными значени€ми коэффициентов преобразовани€


Ёто €вл€ет≠с€ основой простого и эффективного контрол€ нелиней≠ности: включаютс€ различные комбинации разр€дов и регистрируетс€ соответствующий аналоговый сигнал. «а≠тем каждый разр€д этой комбинации включаетс€ отдель≠но и записываетс€ соответствующее ему значение выходного напр€жени€.† јлге≠браическа€†† сумма этих значений срав≠ниваетс€ с суммой, получаемой дл€ всех разр€дов выбранной комбинации, включЄнных одновременно. –азность сумм и будет погрешностью линейности дл€ данной точки выходной характеристики преобразовател€. Ќаи≠худшим случаем дл€ погрешности линей≠ности €вл€етс€ вклю≠чение всех разр€дов, поскольку при этом погрешность опреде≠л€етс€ суммой по≠грешностей всех раз≠р€дов.


ѕреобразователь считаетс€ линейным, если его максимальна€ погрешность линейности δn не превышает 1/2 значени€ младшего разр€да Δ. ќценку линейности ј÷ѕ провод€т так же, как и дл€ ÷јѕ.

“аким образом, нелинейность характеризует как ÷јѕ, так и ј÷ѕ и нар€ду с дифференциальной нели≠нейностью имеет первостепенное значение дл€ оценки качества преобразователей, поскольку все другие по≠грешности (смещение нул€, погрешность полной шкалы и т. д.) могут быть сведены к нулю соответствующими регулировками.

 оэффициент преобразовани€  пр определ€ет наклон характеристики преобразовател€.  ак отмечалось, дл€ идеального ÷јѕ наклон характеристики должен быть таким, чтобы при включении всех разр€дов (двоичный код полной шкалы No на его цифровых входах равен 111...1) выходное напр€жение полной шкалы Uп.ш ÷јѕ было меньше опорного напр€жени€ Uоп на значе≠ние младшего разр€да Δ, что соответствует пр€мой 1 на рис. 3 [соотношение (2)]. ƒл€ ÷јѕ с токовым выхо≠дом наклон характеристики определ€етс€ номиналом ре≠зистора обратной св€зи Roc (–ис. 4), который нахо≠дитс€ в составе преобразовател€ и предназначен дл€ включени€ в цепь обратной св€зи усилител€-преобразо≠вател€ тока в напр€жение. ѕри номинальном значении Rос напр€жение Un.ш отличаетс€ от Uon на значение младшего разр€да Δ. ≈сли номинал Roc больше, то ко≠эффициент преобразовани€ возрастает (пр€ма€ 3 на рис. 3), если меньше,Что уменьшаетс€ (пр€ма€ 2 на рис 3). Ёто объ€сн€етс€ тем, что абсолютные значени€ младшего разр€да Δ2 и Δ3 дл€ характеристик 2 и 3 рис. 3 отличаютс€ от расчетного номинального значени€ Δ1, определ€емого соотношением (3). ѕри этом фактиче≠ские значени€ младших разр€дов преобразовани€ опре≠дел€ютс€ соотношением

Δф=Uп.ш.ф./(2m-1)

где Uп.ш.ф.Чфактическое значение полной шкалы преоб≠разовател€.

ѕогрешность полной шкалы δп.ш отражает степень отклонени€ реального коэффициента преобразовани€ от расчетного, т. е. под δп.ш понимают разность между но≠минальным значением полной шкалы преобразовател€ Uп.ш.н, определ€емым соотношением (2), и его фактичес≠ким значением Uп.ш.ф. “аким образом, дл€ ÷јѕ

де Δн и Δф Ч номинальное и фактическое значени€ еди≠ницы младшего разр€да преобразовател€.

ќтносительна€ погрешность полной шкалы определ€≠етс€ выражением

и, следовательно, не зависит от коэффициента преобра≠зовани€ ÷јѕ.

ѕогрешность полной шкалы ј÷ѕ харак≠теризуетс€ отклонением действительного входного напр€жени€ от его расчетного значени€ дл€ полной шкалы вы≠ходного кода. ќна может быть обусловлена погрешнос≠т€ми опорного напр€жени€ Uoп, многозвенного резистивного делител€, коэффициента усилени€ усилител€ и т. д. ѕогрешность шкалы может быть скорректирована с по≠мощью регулировани€ коэффициента усилени€ выходно≠го усилител€ или опорного напр€жени€.

—мещение нул€ (погрешность нул€) равно выходному напр€жению ÷јѕ при нулевом входном коде или среднему значению входного напр€же≠ни€ ј÷ѕ, необходи≠мому дл€ получени€ нулевого кода на его выходе.†† —мещение нул€ вызвано током утечки через разр€д≠ные† ключи ÷јѕ,

напр€жением смеще≠ни€ выходного уси≠лител€ либо компаратора. ƒанную погрешность можно скомпенсировать с помощью внешней по отношению к ÷јѕ или ј÷ѕ регулировки нулевого смещени€. ѕо≠грешность нул€ δ0 может быть выражена в процентах от полной шкалы или в дол€х младшего разр€да. —ледует отметить, что погрешность полной шкалы определ€ют с учетом смещени€ нул€ характери≠стики преобразовател€, в то врем€ как при определении погрешности линейности линеаризующа€ пр€ма€ должна проходить через начало реальной функции преобразова≠ни€ fр(х), т. е. смещение нул€ δ0 необходимо корректи≠ровать, чтобы не внести погрешность в измерение линей≠ности, поскольку она суммируетс€ вс€кий раз при счи≠тывании выходного сигнала. ƒействительно, дл€ ÷јѕ справедливо неравенство

Uвых(B1+B2+Е+Bm)+δ0≠UвыхB1+ UвыхB2+Е+ UвыхBm+mδ0

в левой части которого погрешность нул€ 6о суммируетс€ один раз (все разр€ды включены), а в правойЧт раз (m отдельных считываний выходного сигнала ÷јѕ). ѕри этом погрешность измерени€ нелинейности будет мень≠ше, если смещение нул€ 6о запоминаетс€ и вычитаетс€ из напр€жени€ каждого последующего считываемого раз≠р€да до того, как будет произведено определение нели≠нейности.

јбсолютна€ погрешность преобразовани€ отражает отклонение фактического выходного сигнала преобразо≠вател€ от теоретического, вычисленного дл€ идеального преобразовател€. Ётот параметр указываетс€ обычно в процентах к полной шкале преобразовани€ и учитывает все составл€ющие погрешности преобразовани€ (нели≠нейность, смещение нул€, коэффициент преобразовани€). ѕоскольку абсолютное значение выходного сигнала пре≠образовател€ определ€етс€ опорным напр€жением Uoп [см. соотношени€ (3), (4)], то абсолютна€ погрешность преобразовани€ находитс€ в пр€мой зависимости от ста≠бильности напр€жени€ Uоп. ¬ большинстве преобразова≠телей используетс€ принцип двойного кодировани€. ѕо≠этому дл€ получени€ кратного значени€ младшего раз≠р€да обычно выбирают Uon= 10,24 ¬. ¬ этом случае дл€ 12-разр€дных ÷јѕ расчетное номинальное значение младшего разр€да Δ=2,5 м¬ и напр€жение полной шка≠лы Uп.ш.н= 2,5 (212Ч1) м¬= 10237,5 м¬.

»зменение напр€жени€ Uon, например, на 1% вызо≠вет изменение абсолютной погрешности преобразовани€ также на 1%, что составит в верхней точке диапазона 102,375 м¬.

ƒифференциальна€ нелинейность δн.д определ€етс€ отклонением приращени€ выходного сигнала преобразо≠вател€ от номинального значени€ младшего разр€да при последовательном изменении кодового входного сигнала на единицу. ƒифференциальна€ нелинейность идеально≠го преобразовател€ равна нулю. Ёто означает, что при изменении входного кода преобразовател€ на единицу его выходной сигнал измен€етс€ на значение младшего разр€да. ƒопустимым значением дифференциальной не≠линейности считаетс€ (1/2)[ѕ¬1] Δ(1/2 значени€ младшего раз≠р€да).

ƒифференциальна€ нелинейность может быть вычис≠лена таким образом. ƒл€ конкретного m-разр€дного пре≠образовател€ расчетное значение единицы младшего раз≠р€да Δр=[Uп.ш/(2mЧl).

обеспечивающее контроль схем различного назначени€, обычно сложное и дорогосто€щее. ”становки специаль≠ного назначени€, контролирующие схемы, как правило, одного типа, выполн€ют контроль быстрее, и с ними мо≠гут работать люди, не обладающие большим опытом и мастерством.

¬ преобразовател€х с высокой разрешающей способ≠ностью необходимо проконтролировать большое количе≠ство параметров дл€ получени€ информации о работе преобразовател€. Ќапример, 12-разр€дный ÷јѕ или ј÷ѕ имеет 212, или 4096, возможных комбинаций входЧ выход. Ѕезусловно, без применени€ автоматизированной высокопроизводительной установки решить проблему контрол€ подобных преобразователей невозможно.

ѕри контроле »ћ— ј÷ѕ, особенно многораз≠р€дных, необходимо соблюдать меры предосторожности при подключении контролируемого преобразовател€ к установке контрол€. Ћинии св€зи должны быть такой длины и такого сопротивлени€, чтобы падение напр€же≠ни€ на них не вызвало значительного увеличени€ по≠грешности измерени€ параметров »ћ— ј÷ѕ.

≈сли провер€ют ÷јѕ с токовым выходом, то к его выходу подключают операционный усилитель, обеспечи≠вающий преобразование выходного тока ÷јѕ в напр€≠жение. ѕри этом резистор обратной св€зи, вход€щий в состав ÷јѕ, подключают без подстроечных потенцио≠метров, чтобы можно было измерить погрешность сме≠щени€ нул€ и полной шкалы.

ƒалее перед измерением параметров ÷јѕ нужно определенное врем€ дл€ его прогрева, чтобы обеспечить установившийс€ тепловой режим контрол€. Ёто относит≠с€ в первую очередь к контролю нелинейности ÷јѕ, поскольку требуетс€ большое количество измерений, за врем€ которых из-за нагрева ÷јѕ его параметры могут существенно изменитьс€. Ќапример, у ÷јѕ с рассеивае≠мой мощностью пор€дка 500 м¬т врем€ прогрева в зави≠симости от типа корпуса колеблетс€ от 5 до 15 мин.

— целью уменьшени€ времени контрол€ желательно проводить контроль параметров ÷јѕ не во всех точках его выходной характеристики. ћинимальный объем по≠лучаем при контроле значений всех разр€дов, включае≠мых по одному. ќднако такой контроль допустим только в случае малого взаимного вли€ни€ разр€дов, когда все разр€ды или комбинации разр€дов, которые включаютс€, полностью независимы от включенного (выключенного) состо€ни€ других разр€дов. ¬ противном случае дл€ по≠лучени€ достоверного результата следует производить контроль по всем дискретным значени€м выходного сиг≠нала, т. е. в 2mочках характеристики.

ƒалее будут рассмотрены методы контрол€ статичес≠ких и динамических параметров »ћ— ј÷ѕ, ко≠торые могут быть использованы в автоматизированных системах контрол€, предназначенных как дл€ обеспече≠ни€ серийного производства »ћ— ј÷ѕ, так и дл€ их входного контрол€.



–ис.†† 4.†† ’арактеристика ј÷ѕ при наличии шума† ††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††† ††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††† –ис.†† 5.†† ’арактеристика идеального четырехразр€дного ј÷ѕ


3.  онтроль статических параметров »ћ— ј÷ѕ

»з-за неопределенности квантовани€ при аналого-цифровом преобразовании, равной 1/2 значени€ младшего раз≠р€да Δ, контроль ј÷ѕ представл€ет большие трудности по сравнению с контролем ÷јѕ, поскольку приходитс€ не просто измер€ть выходной сигнал дл€ заранее определЄнного кода (в случае ÷јѕ), но также определ€ть как выходной код, так и точку (момент) изменени€ выходного кода при непрерывном изменении входного напр€жени€. Ўумы (в преобразуемом сигнале или в преобразователе) внос€т неопределенность в точное задание аналоговых входных величин, при которых происход€т кодовые преобразовани€ выходных сигналов, а также увеличивают диапазон квантовани€. ’арактер погрешности, обуслов≠ленной вли€нием шума, показан на рис. 4.

ѕри отсутствии шума и погрешности линейности ј÷ѕ изменение выходного кода происходит при номинальных значени€х входного напр€жени€. ѕри отсутствии шума и наличии допустимых погрешностей линейности ј÷ѕ выходной код измен€етс€ при изменении входного напр€жени€ относительно его номинального значени€ на (±1/2) Δ. Ўумы вызывают увеличение неопределенности момента изменени€ выходного кода (шумы показаны на рис. 4 в виде тонких линий).

ќтметим, что точность ј÷ѕ не может быть лучше его разрешающей способности. ¬ ÷јѕ, напротив, техниче≠ские требовани€ по точности превосход€т требовани€ по разрешающей способности. “акое различие объ€сн€етс€ противоположным характером этих преобразователей:

выход ÷јѕ может с высокой точностью воспроизводить уровень, €вл€ющийс€ мерой точного числа, между тем как выходной уровень ј÷ѕ определ€етс€ любой вход≠ной величиной в пределах кванта.

Ќаибольшим числом контролируемых параметров об≠ладают ј÷ѕ последовательного приближени€, в котором примен€ютс€ ÷јѕ и компаратор в цепи обратной св€зи. Ёти преобразователи, так же как и ÷јѕ, характеризуют≠с€ дифференциальной нелинейностью и немонотонностью в отличие от интегрирующих ј÷ѕ, у которых может на≠блюдатьс€ только нелинейность. Ќа рис. 5 показана выходна€ характеристика идеального четырехразр€дного ј÷ѕ, кажда€ ступенька которой посто€нна по ширине и равна Δ. “ем не менее даже дл€ идеального ј÷ѕ (всех типов) существует неопределенность, равна€ (±1/2)ј относительно входного напр€жени€, соответствующего какому-либо выходному коду ј÷ѕ. ” реального ј÷ѕ (имеющего нелинейность) неопределенность возрастает до суммы погрешностей квантовани€ и линейности. ≈сли ÷јѕ, примен€емый в ј÷ѕ последовательного приближени€, нелинеен, то размер ступеньки отклонитс€ от идеального значени€ и напр€жени€ переходов сдвинутс€ от напр€жении идеальных переходов. Ќа рис. 10.30 при≠ведена характеристика ј÷ѕ, внутренний ÷јѕ которого имеет погрешности разр€дов: δ1=(l/2)A (при коде 1000), δ2=(Ч1/2)ј (при коде 0100), δ3=0 (при коде 0010), δ4=0 (при коде 0001). ќбласти рис. 10.30, отме≠ченные пунктирными кружками, свидетельствуют о том, что изменени€ в по≠грешности дифференци≠альной линейности (а следовательно, и в по≠грешности линейности) имеют место при пере≠носах кода.ћетод контрол€ па≠раметров ј÷ѕ, кото≠рый необходимо ис≠пользовать в каждом конкретном случае, за≠висит от многих причин. ќдна из нихЧврем€ преобразовани€ контро≠лируемого ј÷ѕ. ƒл€ преобразователе醆 со временем преобразова≠ни€ менее 100 мкс (пре≠образователи последовательного .приближени€) могут быть использованы все методы контрол€. »наче обстоит дело при контроле Ђмедленныхї ј÷ѕ. Ќапример, пре≠образователи интегрирующего типа, врем€ преобразова≠ни€ которых составл€ет дес€тки и сотни миллисекунд, не могут быть исследованы динамическим методом, преду≠сматривающим наблюдени€ погрешности с помощью ос≠циллографа.ѕростейший метод контрол€ параметров ј÷ѕ за≠ключаетс€ в применении образцового ÷јѕ дл€ форми≠ровани€ входного аналоговового сигнала контролируемо≠го ј÷ѕ и в последующем сравнении входного кода об≠разцового ÷јѕ и выходного кода ј÷ѕ. ќднако он не определ€ет точного значени€ входного сигнала в момент перехода кода в пределах ј. ѕоэтому таким методом можно определить точность калибровки (погрешность шкалы), нелинейность, дифференциальную нелинейность ј÷ѕ с погрешностью контрол€ не менее Δ. –ассмотрим схемы нескольких устройств, позвол€ющих автоматизировать процесс контрол€ параметров ј÷ѕ, в которых ис≠пользуетс€ многоразр€дный образцовый ÷јѕ, предна≠значенный дл€ формировани€ входного сигнала ј÷ѕ ли≠бо дл€ восстановлени€ аналогового сигнала из выходно≠го кода ј÷ѕ. ѕри этом линейность ÷јѕ должна быть на пор€док выше линейности провер€емого ј÷ѕ.

Ќа рис. 6 представлена схема одного из таких устройств. — генератора √ напр€жение синусоидальной формы Uвх поступает на вход контролируемого ј÷ѕ и


–ис. 6. —хема устройства автоматического контрол€ парамет≠ров ј÷ѕ

на один из входов дифференциального усилител€ ”. –е≠зультат преобразовани€ в виде кода Ni с частотой запус≠ка ј÷ѕ заноситс€ в регистр. «атем код Ni преобразует≠с€ с помощью образцового ÷јѕ (разр€дность которого должна быть, по крайней мере, на четыре единицы боль≠ше разр€дности контролируемого ј÷ѕ) в аналоговый сигнал Uвыx, подаваемый на другой вход усилител€. –аз≠ностный сигнал усилител€ ΔU=k(Uвх Ч Uвыч) характе≠ризуетс€ суммой погрешности квантовани€ (±1/2)ј и погрешности линейности ј÷ѕ. —ледует учитывать, что любой сдвиг по фазе между входным сигналом ј÷ѕ и задержанным выходным сигналом ÷јѕ дает дополни≠тельную погрешность. ѕоэтому дл€ минимизации этой дополнительной погрешности частота входного сигнала должна быть достаточно низкой и определ€ть ее необхо≠димо исход€ из быстродействи€ контролируемого ј÷ѕ и образцового ÷јѕ.

Ќа рис. 7 приведена схема еще одного устройства автоматического контрол€ ј÷ѕ, где образцовый ÷јѕ используетс€ в качестве формировател€ входного воздей≠стви€ на контролируемый преобразователь. ‘ормирователь кодов ‘  обеспечивает формирование на цифровых входах образцового ÷јѕ любой требуемой кодовой ком≠бинации. ¬ыходное напр€жение ÷јѕ подаетс€ на вход контролируемого ј÷ѕ. ÷ифровой код Ni с ј÷ѕ переда≠етс€ в запоминающий регистр «–г после каждого преоб≠разовани€. ÷ифровое слово NiТ, присутствующее на входе образцового ÷јѕ, вычитаетс€ в устройстве ¬” из кода Ni и цифрова€ ошибка ΔN=NiЧNiТ подаетс€ на ÷јѕ с низкой разрешающей способностью, на выходе которого

–ис. 7. —хема устройства контрол€ ј÷ѕ с разбраковкой резуль≠тата контрол€

она представл€етс€ в аналоговой форме.  роме того, цифрова€ ошибка ΔN может быть подана на цифровой компаратор ÷ , в который занесены верхний и нижний пределы ее допустимых значений, что позвол€ет произве≠сти проверку ј÷ѕ по принципу ЂгоденЧне годенї, т. е. разбраковку контролируемых преобразователей. –азре≠шающа€ способность образцового ÷јѕ в данной схеме, как и в предыдущей, должна быть на пор€док выше, чем в контролируемом ј÷ѕ, чтобы уровень квантовани€ ана≠логового сигнала на входе ј÷ѕ не ограничивал разре≠шающую способность считывани€ ошибки.

 ак указывалось, сложность контрол€ параметров ј÷ѕ заключаетс€ в том, что каждому его выходному числовому коду соответствует определенна€ непрерывна€ аналогова€ входна€ величина (ширина ступеньки на рис. 5, 10.30), крайние значени€ которой формируют со≠ответствующие смежные числовые переходы. ѕоэтому дл€ более качественного контрол€ характеристик ј÷ѕ тре≠буетс€ определение значени€ каждого из переходных уровней входного напр€жени€, что не обеспечиваетс€ пре≠дыдущей схемой.

Ќа рис. 8 изображена схема устройства, осущест≠вл€ющего контроль выходной характеристики ј÷ѕ с ав≠томатическим поиском переходных уровней. Ёто достига≠етс€ включением контролируемого ј÷ѕ в цепь обратной св€зи, регулирующей его входное напр€жение. ÷ифровой код Ni определ€емого перехода с формировател€ кодов ‘  поступает на цифровой компаратор ÷  и на образ

–ис. 8. —хема устройства контрол€ ј÷ѕ с автоматическим поиском переходных уровней

цовый ÷јѕ. Ќа другой вход компаратора подаетс€ вы≠ходной цифровой сигнал контролируемого ј÷ѕ. ÷ифро≠вой компаратор вырабатывает сигнал, управл€ющий ключом  , через который на вход интегратора » посту≠пает напр€жение Ќо определенной пол€рности, формируе≠мое программируемым источником напр€жени€ ѕ»Ќ и инвертором »н. —истема сфазирована таким образом, что измен€ющеес€ выходное напр€жение интегратора прибли≠жает выходной код ј÷ѕ к записанному в компаратор коду Ni. ¬ момент достижени€ равенства кодов направ≠ление изменени€ выходного напр€жени€ интегратора из≠мен€етс€ на противоположное вследствие переключени€ ключа  . ¬ дальнейшем процесс продолжаетс€ при пе≠риодическом пилообразном колебании выходного напр€≠жени€ интегратора вблизи уровн€ перехода. “очность, с которой производитс€ поиск уровн€ перехода, определ€≠етс€ посто€нной времени “ интегратора, его входным ин≠тегрируемым напр€жением Uo и быстродействием конт≠ролируемого ј÷ѕ. ƒействительно, приращение ΔUи выходного напр€жени€ интегратора за врем€ интегрирова≠ни€ tи определ€етс€ соотношением

ΔUи=U0tи/T

ƒлительность интегрировани€ зависит от начальной разности кодов, поступающих на цифровой компаратор:

при большой разности длительность больше. ћинималь≠ное значение tn будет при периодическом колебании вы≠ходного напр€жени€ интегратора относительно уровн€ пе≠рехода. ѕри этом tи определ€етс€ периодичностью отсче≠тов ј÷ѕ, т. е. его быстродействием, и в предельном слу≠чае не превышает периода запуска ј÷ѕ “зап. ƒл€ обес≠печени€ требуемой точности контрол€ значение ΔUи не должно превышать нескольких процентов от значени€ младшего разр€да Ћ контролируемого ј÷ѕ. ѕри извест≠ных параметрах контролируемого ј÷ѕ (Δ и “зап) и по≠сто€нной времени “ интегратора входное интегрируемое напр€жение Uo дл€ допустимой относительной погрешно≠сти γ= ΔUи/Δ поиска уровн€ перехода определ€етс€ не≠равенством

и дл€ каждого конкретного типа ј÷ѕ формируетс€ про≠граммируемым источником напр€жени€ ѕ»Ќ. ƒл€ уменьшени€ времени поиска уровн€ перехода при боль≠ших начальных рассогласовани€х входных кодов компа≠ратора начальное значение Uo устанавливаетс€ значи≠тельно большим требуемого до момента наступлени€ ра≠венства кодов, после чего U0 автоматически приводитс€ к заданному значению. Ќайденное таким образом напр€≠жение перехода Ui2 сравниваетс€ затем дифференциаль≠ным усилителем ” с напр€жением Ui1, создаваемым об≠разцовым ÷јѕ. –азностное выходное напр€жение усили≠тел€ и будет характеризовать погрешность контролируе≠мого ј÷ѕ в заданной точке характеристики.

–ассмотренные методы контрол€ ј÷ѕ с использова≠нием образцового ÷јѕ нашли широкое применение при создании автоматизированного контрольно-измерительного оборудовани€.


4.  онтроль динамических параметров »ћ— ј÷ѕ

ƒл€ преобразовани€ быстроизмен€ющихс€ сигналов с широким частотным спектром, быстрого ввода информа≠ции в Ё¬ћ, в частности аналоговых сигналов с первич≠ных преобразователей при работе в многоканальных ин≠формационных системах, требуютс€ ј÷ѕ, имеющие хорошую линейность и малое врем€ преобразовани€. ѕо≠следнее определ€ют как интервал времени, в течение ко≠торого выходной сигнал ј÷ѕ при подаче ступенчатого входного сигнала достигает значени€, отличающегос€ от установившегос€ не более чем на допустимую погреш≠ность. —ледует иметь в виду, что при определении вре≠мени преобразовани€ необходимо учитывать статическую погрешность преобразовани€, чтобы последн€€ не входи≠ла составной частью в результирующую погрешность определени€ времени преобразовани€. ѕоэтому под уста≠новившимс€ значением выходного сигнала ј÷ѕ пони≠мают результат преобразовани€ в статическом режиме, когда процесс преобразовани€ заведомо завершилс€.

–ис 9 —хема ”стройства измерени€ времени преобразовани€ ј÷ѕ с внещним запуском.

¬ отличие от ÷јѕ, дл€ которых динамическа€ и ста≠тическа€ погрешности преобразовани€ могут быть опре≠делены как составна€ часть его разрешающей способно≠сти, в контролируемом ј÷ѕ погрешность преобразовани€, как бы мала она ни была, лимитируетс€ погрешно≠стью его дискретности. ѕомимо определени€ времени пре≠образовани€ в р€де случаев требуетс€ контроль допол≠нительных динамических характеристик: времени пере≠ходного процесса во входных цеп€х ј÷ѕ tвх и времени цикла преобразовани€ tц, необходимого дл€ отработки всех разр€дов ј÷ѕ и получени€ на выходе соответству≠ющего кода. Ёти характеристики св€заны соотношением tпр=tвх+tц, поэтому достаточно проконтролировать tгр и одну из оставшихс€ величин.  онтроль времени tвх целесообразен, когда оно соизмеримо со временем кодиро≠вани€, поскольку значение tax можно использовать в дальнейшем дл€ определени€ соответствующей составл€≠ющей результирующей погрешности в динамическом ре≠жиме. ≈сли врем€ преобразовани€ не зависит от значе≠ни€ входного сигнала, то целесообразно контролировать одно значение tпр в точке, расположенной в верхней поло≠вине диапазона измерений.

 онтроль динамических параметров »ћ— ј÷ѕ суще≠ственно зависит от конкретной структуры преобразовател€, в частности от наличи€ синхронизирующих команд ј÷ѕ.


ƒл€ преобразователей, использующих команду внеш≠него запуска и вырабатывающих сигнал окончани€ цик≠ла преобразовани€, значение tпр, определ€ют измерением временного интервала между импульсами запуска и кон≠ца цикла .преобразовани€. Ќа рис. 9 приведена схема устройства измерени€ времени преобразовани€ таких ј÷ѕ. — помощью .программируемого сточника образцовых напр€жений ÷јѕобр на входе ј÷ѕконтр формируетс€ требуемое значение напр€жени€, соответствующее коду Ni, который выдаетс€ формирова≠телем кодов ‘  на устройство сравнени€ кодов ”—  и ÷јѕобр. «атем производ€т периодический запуск ј÷ѕ импульсами генератора, определ€ющими момент начала преобразовани€. »мпульсы, соответствующие моменту конца преобразовани€, поступают на ¬ход 2 измерител€ временного интервала, на ¬ход 1 которого .поступают им≠пульсы запуска ј÷ѕ. ѕолученный результат определ€ет врем€ преобразовани€ tпp контролируемого ј÷ѕ, а раз≠ность кодов ΔN, выдаваема€ ”—  в момент окончани€ преобразовани€, характеризует динамическую погреш≠ность преобразовани€.

ѕри визуальном методе контрол€ с помощью осцил≠лографа эту задачу решают следующим образом. ƒл€ ј÷ѕ с последовательным кодом преобразовани€ на эк≠ране осциллографа определ€ют временной интервал меж≠ду импульсом запуска и моментом по€влени€ импульса выходного кодового сигнала контролируемого ј÷ѕ, со≠ответствующего его младшему разр€ду (рис. 10.35, а). ѕри параллельной форме выдачи цифровой информации с ј÷ѕ врем€ преобразовани€ наблюдаетс€ на экране ос≠циллографа как рассто€ние (по временной оси) между передними фронтами импульса запуска ј÷ѕ и импульса t-го разр€да, соответствующего допустимой динамиче≠ской погрешности преобразовани€ (рис. 10.35, б).

јвтоматическое измерение tпр подобных ј÷ѕ иллю≠стрируетс€ рис. 10. ќтличие данной схемы от схемы рис. 9 состоит в том, что момент выдачи выходной информации с ј÷ѕ в устройство сравнени€ кодов ”—  относительно импульса запуска ј÷ѕ можно мен€ть с помощью программируемой линии задержки Ћ«, обес≠печивающей запись выходного кода ј÷ѕ в запоминаю≠щий регистр «–г1 в конкретный момент времени /,, от≠сто€щий от импульса запуска ј÷ѕ на известное число п дискретных значений δt. ¬рем€ задержки между им≠пульсами запуска и считывани€ выходного сигнала ј÷ѕ определ€етс€ соотношением tзд =nδt. ћомент записи вы≠ходного кода ј÷ѕ в регистр «–г1 и передачи его кода в ”—  последовательно приближаетс€ к моменту запуска ј÷ѕ до тех пор, пока погрешность преобразовани€ ј÷ѕ не превысит допустимое значение .

ƒл€ ис≠ключени€ вли€ни€ погрешности формировани€ входного сигнала ј÷ѕ и его статической погрешности преобразо≠вани€ на определение динамической погрешности ј÷ѕ устройством сравнени€ кодов сопоставл€ют текущее зна≠чение выходного сигнала †ј÷ѕ при †с его вы≠ходным сигналом Ni' дл€ режима преобразовани€, когда Ni на входе об≠разцового ÷јѕ результат преобразовани€ ј÷ѕ Ni' в статическом режиме его работы (при tзд>>tпр) записы≠ваетс€ в запоминающий регистр «–г2 и затем сравнива≠етс€ с текущим результатом преобразовани€ ј÷ѕ Ni' при уменьшении tзд. ¬ момент времени, когда выходной сигнал AN устройства сравнени€ кодов превысит допустимую погрешность преобразовани€, уменьшение времен≠ной задержки tзд устройством управлени€ ”” прекраща≠етс€ и производитс€ регистраци€ ее значени€ tзд=tпр= =nδt=KNx, т. е. врем€ преобразовани€ tпр пропорцио≠нально входному коду Nx программируемой линии за≠держки.

ƒл€ преобразователей, не использующих команду внешнего запуска и не формирующих сигнал окончани€ цикла преобразовани€, врем€ преобразовани€ tпр определ€ют путем измерени€ минимального временного интервала между моментами подачи ступенчатого входного сигнала ј÷ѕ и выдачи сигнала преобразовани€, наход€щегос€ в пределах допустимых значений. ≈динственное отличие схемы, обеспечивающей контроль tпр таких ј÷ѕ, от предыдущей состоит в том, что момент начала преоб≠разовани€ совпадает с моментом подачи через ключ   (показанный на рис. 10 пунктиром), управл€емый им≠пульсом запуска генератора √, входного воздействи€ с ÷јѕ на контролируемый ј÷ѕ. —ложность реализации такой схемы, особенно дл€ контрол€ быстродействующих ј÷ѕ, заключаетс€ в высоких требовани€х к параметрам формируемого ключом входного воздействи€ ј÷ѕ, вре≠м€ достижени€ которым номинального значени€ должно быть много меньше времени преобразовани€ контроли≠руемого ј÷ѕ. –егистр «–г2, запоминающий результат преобразовани€ ј÷ѕ в статическом режиме, позвол€ет исключить статическую погрешность ключа (в том числе его временную нестабильность) и тем самым значитель≠но уменьшить требовани€ к параметрам входного сигна≠ла ј÷ѕ.

—хема устройства измерени€ времени преобразовани€ tпр тактируемых ј÷ѕ (рис. 11), в которых начало преобразовани€ совпадает с моментом поступлени€ им≠пульса запуска (синхронизирующего импульса), отлича≠етс€ от предыдущих схем тем, что частота fг тактовых импульсов генератора √ возрастает до момента превыше≠ни€ результатом преобразовани€ контролируемого ј÷ѕ допустимого значени€, после чего с помощью устройства измерени€ частоты „ производ€т измерение частоты так≠товых импульсов, определ€ющих врем€ преобразовани€: tnp=n/fr, где пЧчисло тактов уравновешивани€ за один цикл измерени€, завис€щее от разр€дности контролируе≠мого ј÷ѕ.

¬ данной главе были рассмотрены основные структу≠ры »ћ— ј÷ѕ, параметры и методы их контро≠л€. ѕроведенный анализ методов контрол€ позвол€ет сде≠лать вывод, что наиболее универсальным €вл€етс€ метод, использующий образцовый ÷јѕ, на базе которого воз≠можно построение автоматизированного  »ќ дл€ провер≠ки как ÷јѕ, так и ј÷ѕ. —реди контролируемых парамет≠ров наибольшую сложность с точки зрени€ обеспечени€ их контрол€ представл€ют нелинейность характеристи≠ки преобразователей и их врем€ преобразовани€. ¬ первом случае требуетс€ образцовый преобразователь с высокой разрешающей способностью и линейностью, во втором Ч широкополосный усилитель и быстродействующий стробируемый дискриминатор

††††† –ис 11 —хема устройства измерени€ времени преобразовани€ ј÷ѕ без фиксации момента окончани€ цикла преобразовани€



–ис. 10. —хема устройства измерени€ времени преобразовани€ тактируемых ј÷ѕ††††††††† ††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††† ††††††††††††††††††

†уровней с высокой чувстви≠тельностью по амплитуде. ¬се это свидетельствует о том, что создание автоматизированного  »ќ дл€ »ћ— ј÷ѕ €вл€етс€ очень сложной научно-технической про≠блемой. Ќепрерывное совершенствование параметров вы≠пускаемых »ћ— ј÷ѕ, повышение их разрешаю≠щей способности, быстродействи€ требуют дальнейшего совершенствовани€ существующих и разработки новых методов и средств контрол€. ѕо€вление преобразователей с числом разр€дов 16 и более вызывает необходимость создани€  »ќ, которое по точностным характеристикам приближаетс€ к эталонным средствам. ќбеспечение до≠стоверного контрол€ подобных преобразователей стано≠витс€ возможным лишь в случае создани€  »ќ, в кото≠ром дл€ получени€ результата измерени€ широко исполь≠зуетс€ вычислительна€ техника, позвол€юща€ проводить статистическую обработку результатов отсчета, вводить дополнительные коррекции и т. д. ѕри этом желаемый ре≠зультат может быть достигнут, если  »ќ работает на специально оборудованном метрологическом участке, ис≠ключающем воздействие на него различных внешних де≠стабилизирующих факторов.


—писок использованных источников

1. »змерени€ и контроль в микроэлектронике: ”чебное пособие по специальност€м электронной техники/ƒубовой Ќ.ƒ., ќсокин ¬.»., ќчков ј.—. и др.; ѕод ред. ј.ј.—азонова.- ћ.:¬ысш. Ўк.,1984.-367с., ил.


PAGE # "'—тр: '#'
'"†  [ѕ¬1]

ћинистерство общего и профессионального образовани€ –‘ ------------------------------------------------------------------------------------------------------- Ќовгородский √осударственный ”ниверситет †им. ярослава ћудрого кафедра ‘““ић

 

 

 

¬нимание! ѕредставленный –еферат находитс€ в открытом доступе в сети »нтернет, и уже неоднократно сдавалс€, возможно, даже в твоем учебном заведении.
—оветуем не рисковать. ”знай, сколько стоит абсолютно уникальный –еферат по твоей теме:

Ќовости образовани€ и науки

«аказать уникальную работу

ѕохожие работы:

 онтроль динамических параметров ÷јѕ
Ёлектрические приемники: классификаци€, основные виды
ћикросхемо-техника: —хема контрол€ дешифратора на три входа восемь выходов
–ождение телевидени€
Ѕизнес-план создани€ городских распределенных цифровых радиосетей на базе коммуникационных узлов mpHUB
ќсновные типы датчиков и их назначение
—истемы подвижной спутниковой св€зи на основе низкоорбитальных »—«
–асчет напр€женности пол€ радиотелецентров
ћетодичка дл€ курсового проектировани€ по ѕ“÷ј (прикладна€ теори€ цифровых автоматов)
–азработка методики программного тестировани€ цифровых устройств с помощью программного пакета Design Center

—вои сданные студенческие работы

присылайте нам на e-mail

Client@Stud-Baza.ru