Главная  Журналы 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 [ 160 ] 161 162 163 164 165 166

In -*rf -*

milll ПоверяемыйЦАП *

Поверйемый


Рис. 12.26. Структуры автоматических устройств для поверки ЦАП!-с - по дифференциальной нелинейности; б -по нелинейности; временная диаграмма.

Автоматические устройства для поверки дифференциальной нелинейности и нелинейности ЦАП

Одной из наиболее трудоемких процедур при поверке АЦП и ЦАП является поверка их дифференциальной нелинейности и нелинейности, поэтому эти виды поверки стремятся автоматизировать в первую очередь (п. 6.6).

Дифференциальная нелинейность (%)

"Д. н

100;

нелинейность

где - номинальное значение ступени квантования ЦАП; 9Jд - действительное значение ступени квантования ЦАП; t/дг -выходное напряжение ЦАП при номинальном входном коде N.

Методы поверки дифференциальной нелинейности отличаются от методов поверки АЦП и ЦАП тем, что они могут быть реализованы без дорогостоящих образцовых АЦП и ЦАП.

Устройство для поверки дифференциальной нелинейности ЦАП состоит из генератора тактовых импульсов, счетчика, подающего последовательные значения кода от 1 до через регистр на вход поверяемого ЦАП, дифференцирующего усилителя, электронного осциллографа, фазового детектора и регистратора (рис. 12.26,а). На выходе ЦАП при этом создается ступенчато возрастающее напряжение U, которое подается на вход дифференцирующего усилителя. На выходе этого усилителя получают прямоугольные импульсы, амплитуда которых пропорциональна соответствующим реальным значениям ступеней кван-



тования выходного напряжения поверяемого ЦАП Дет ~ "лн ± н • равным сумме нсминального значения ступени квантования q. и погрешности дифференциальной нелинейности Д После введения смещения q. амплитуда выходных импульсов становится равной искомой дифференциальной нелинейности ±Дд „ . Затем сигнал подается либо на осциллограф, либо на фазовый детектор и регистрирующий прибор, что позволяет визуально наблюдать зависимость дифференциальной нелинейности Дд.„. от текущего значения кода N.

Устройство автоматической поверки нелинейности ЦАП (рис. 12.26,6) состоит из цифрового автомата, генератора кода Nрегистра, поверяемого ЦАП, формирователя интервалов времени Т, Т, Tg, меры напряжения (/о, двух ключей SWl и SW2, интегратора и регистратора. Временная диаграмма работы этого устройства представлена на рис. 12.26,е).

В течение интервала Tj на вход интегратора через ключ SW1 подается Ul, - выходное напряжение поверяемого ЦАП при входном номинальном

"коде Лд.

В течение интервала = Tj на вход интегратора через ключ SW2 подается выходное напряжение меры Uo = Uj, равное номинальному напряжению ЦАП.

Если Uf = Uq = и и напряжение смещения Д = 0, то выходное напряжение интегратора U. = 0. В противном случае U. пропорционально сумме погрешности нелинейности и погрешности смещения.

Для устранения погрешности от смещения предусмотрен третий такт, после которого выходное напряжение интегратора становится пропорциональным нелинейности ЦАП.

12.6. ИНТЕРФЕЙСЫ ЦИП

Для современных информационно-измерительных систем характерен агрегатный, или модульный, принцип построения. Суть этого принципа заключается в объединении автономных цифровых измерительных приборов с приемниками, источниками информации в виде измерительных преобразователей, преобразователей аналог - код, счетчиков импульсов, устройств накопления, регистрации информации и управляющих устройств контроллеров. Для этого все ЦИП и другие устройства должны обладать свойствами совместимости - конструктивной, информационной, метрологической, энергетической, эксплуатационной. Устройства соединяются друг с другом при помощи унифицированной системы взаимосвязи - интерфейса.

Интерфейс определяет условия логической совместимости устройств, входящих в свстемуг формат передаваемых чисел, номенклатуру сигналов и команд, алгоритм обмена информацией, а также условия электрической и конструктив- ной совместимости. В общем случае интерфейс представляет собой совокупность унифицированных шин для передачи информации, унифицированных электронных схем, управляющих прохождением сигналов по шинам, а также алгоритмов управления обменом информацией и требований к используемым сигналам. Платы интерфейсов располагаются в самих модулях и блоках ЦИП и ИИС (так называемых интерфейсных частях).

Современные цифровые приборы, как правило, объединяются иа основе приборного интерфейса. При этом интерфейс должен обеспечивать выполнение прибором тех функций, что выполняются при управлении прибором оператором, т. е. передачу информативных данных и кодов управления управляюшим автоматом цифрового прибора. По сравнению с управлением оператором управление от интерфейса обеспечивает максимальную скорость выдачи измерительной информации, что должно быть учтено при проектировании цифрового автомата.

Интерфейсы могут быть построены по радиальному и параллельному принципу.

В интерфейсе, построенном по радиальному принципу, центральное управляющее устройство (контроллер) связано индивидуальными линиями с каждым прибором (модулем), которым оно управляет. По такому принципу построены применяемые в АСУ ТП интерфейсы ЕИ-0 (ОСТ 25450-74) и ЕИ-1 (ОСТ 25452- 72), а также применяемый в научных исследованиях интерфейс международного



Передача, прием.

(ЭВМ)

Передача, прием (Цифровой Вольтметр,АЦП)

Прием (ЦАП)

Передача (Считывающее устройство)

-Шина данных {влиний) -Шит уораВления (S/шний)

-Шина синхронизации (длиной)

Ь=. /1Д0-/1Д7

-Сопровождение данных

-Готов к приему

-/Панные приняты -Очистка интерфейса

- Запрос на обслуживание -Дистанционное управление -1онец передачи

Рис. 12.27. Структура интерфейса по ГОСТ 26.003- 80.

стандарта КАМАК. Такое построение систем отражает идеологию систем третьего поколения: сосредоточения «интеллекта» в центре. Радиальные интерфейсы включают большое количество шин и имеют ограниченный набор команд, что делает их дорогими и неудобными для подключения к ним существующих аналоговых автономных, универсальных измерительных приборов с широкой номенклатурой выполняемых ими функций.

В интерфейсах, построенных по параллельному принципу, принята идеология систем четвертого поколения, которая характеризуется противоположной тенденцией - распределением «интеллекта» по системе, максимальное его приближение к точкам съема и выдачи информации. Под «интеллектом» понимается свойство изменять выполняемые функции, приспосабливаясь к изменениям окружения. Это свойство имеют процессоры с памятью. Интерфейс параллельного типа (рис, 12.27), более удобен для объединения ЦИП с другими устройствами, расположенными на значительном расстоянии. Этот интерфейс рекомендован к применению Международной электротехнической комиссией (МЭК) и ГОСТ 26. 003-80.

Интерфейс содержит 16 сигнальных линий, объединяющих некоторое количество измерительных приборов. Каждый конкре1ный прибвр, снабженный интерфейсом и включенный в систему, может функционировать в качесгве прибора-источника информации (ПИ), в качестве прибора-приемника информации (ПП), управляющего прибора (контроллера) либо находиться в резерве (только контролировать сигналы, проходящие по интерфейсу).

При работе в качестве ПИ прибор посылает информацию на один или несколько ПП. При работе в качестве ПП прибор воспринимает такую информацию.

При работе в качестве контроллера прибор управляет потоком информации в магистрали и определяет, какие приборы должны передавать информацию, а какие принимать ее. Система минимального объема может состоять только из одного ПИ и ПП (например, цифрового вольтметра и цифропсчатающего устройства).

Все активные цепи, обеспечивающие прибору возмо?«ность принимать и вырабатывать сигналы, содержатся внутри прибора. Соединительная магистраль





0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 [ 160 ] 161 162 163 164 165 166