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如今#xff0c;几乎所有的测量仪器都是基于微处理器的设备。模拟输入量在进行数字处理之前被转换为数字量。对于参加电气和电子测量课程的学生来说#xff0c;了解ADC以及如何欣赏其性能至关重要。ADC的不确定性可以根据其传输…LabVIEW开发教学实验室自动化INL和DNL测试系统
如今几乎所有的测量仪器都是基于微处理器的设备。模拟输入量在进行数字处理之前被转换为数字量。对于参加电气和电子测量课程的学生来说了解ADC以及如何欣赏其性能至关重要。ADC的不确定性可以根据其传输特性来表征。更准确地说它可以基于微分DNL和积分非线性INL来理解。
INL和DNL的测量是一项耗时的操作占总测试时间的35%至50%。这意味着找到输出代码变为下一个输出代码的所有转换电压。ADC分辨率越高测试时间就越长。还有一些方法和技术可以根据一些假设根据转换电压的子集来估计这两个参数。
本方法专用于教学实验室学生将了解ADC的非线性及其传输特性。因此已经考虑了经典方法。400mV在其输入范围的中间电压以精细的步长变化并确定转换电压。由于测量非常耗时所以基于可编程电压源和LabVIEW应用程序实现自动化。DUT是NI的低成本DAQ。
Keitley6487可编程电压源是标准器件。它允许产生-10V至10V的高精度电压分辨率为200μV。根据其数据表源极精度为0.1%1mV。DUT是一款NI 6008数据采集设备具有12位分辨率和7.73mV的绝对精度。 DAQ卡在其差分输入端进行测试。两个100Mohms的电阻器从每个输入连接到地以保持其对称性。DAQ设备通过USB接口连接到主机PC而电压源则通过GPIB连接连接。NI USB转GPIB适配器插入在PC和电压源之间。测试电压通过同轴电缆提供。
INL和DNL表示实际ADC特性与理想特性差异程度的量度。“差分非线性DNL是校正静态增益后指定码箱宽度与理想码箱宽度之间的差值除以理想码箱宽度。这意味着DNL是两个连续代码的两个转换电压除以理想值7LSB之差
由于实际电路中的噪声与ADC内部噪声累积转换电压实际上是转换间隔对于相同的输入电压在输出端产生多个代码。确定哪个是实际转换电压的一种方法是为相同电压获取更多值并计算每个代码的结果数字。较大的数字是决定哪个输出代码是真实代码的选择。当您接近转换电压时测试的DAQ设备返回3个代码而在间隔中间它只返回2个代码。
LabVIEW DAQmx仪器允许从DAQ设备获取来自ADC的数字代码或根据这些代码和校准数据计算的校正电压。该软件允许学生获得两种数据类型的INL和DNL。
该应用程序是在LabVIEW中开发的。由于其编程方式学生很容易理解。在前面板上学生可以找到DUT的设置、电压源的设置和文件路径的对话框。 本应用程序是为电气和电子测量学科的实验室应用而开发的学生在其中研究数据采集设备ADC及其相应的误差和参数。在运行仪器并收集数据后要求学生根据保存在文件中的数据手动计算多个代码的相应INL和DNL并将其结果与VI获得的结果进行比较。
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