Экспериментальная верификация аддитивного итерационного метода для коррекции ошибок в младшем разряде АЦП

Мирослав Каменски; Карол Ковач; Антон Краммер; Юрий Рафаилович Никитин

Авторы

М. Каменски Словацкий технологический университет, Словацкая Республика
К. Ковач Словацкий технологический университет, Словацкая Республика
А. Краммер Словацкий технологический университет, Словацкая Республика
Ю. Р. Никитин Ижевский государственный технический университет имени М. Т. Калашникова

Ключевые слова:

АЦП, ошибки, автоматическая коррекция

Аннотация

В применении аддитивного итерационного метода (АИМ) для аналого-цифрового преобразователя (АЦП), сочетание АИМ с методом подмешивания псевдослучайного сигнала без его вычитания позволяет исправлять ошибки в младшем разряде АЦП. Обсуждается реальное применение данного метода и его проверка при измерениях на базе однокристальных микроконтроллеров. Схемы, расположенные на кристалле, могут быть использованы для коррекции и требуется лишь несколько дополнительных компонентов. Инверсный элемент (ИЭ), который является основной частью AIM, создается с помощью широтно-импульсной модуляции выхода. Для достижения высокой точности обработки сигнала, генерируемого на выходе ИЭ, используется метод, похожий на детерминированное подмешивание псевдослучайного сигнала. Для обработки измеряемого сигнала на начальном этапе коррекции используется метод подмешивания псевдослучайного сигнала без его вычитания. Сравнивается теоретическая зависимость средней квадратической ошибки в зависимости от стандартного отклонения прибавленного шума с экспериментальными данными. В соответствии с реальной зависимостью находится квазиоптимальное стандартное отклонение и применяется для окончательной коррекции. Экспериментально доказана автоматическая коррекция как линейных, так и нелинейных ошибок АЦП. Наконец, найдены специальные условия окончания итерационной коррекции, которые особенно подходят для систем с квантователем.

Биографии авторов

М. Каменски, Словацкий технологический университет, Словацкая Республика

кандидат технических наук, старший преподаватель, Институт электротехники, факультет электротехники и информационных технологий; Словацкий технологический университет, Словацкая Республика

К. Ковач, Словацкий технологический университет, Словацкая Республика

кандидат технических наук, доцент, Институт электротехники, факультет электротехники и информационных технологий; Словацкий технологический университет, Словацкая Республика

А. Краммер, Словацкий технологический университет, Словацкая Республика

старший преподаватель, Институт электротехники, факультет электротехники и информационных технологий; Словацкий технологический университет, Словацкая Республика

Ю. Р. Никитин, Ижевский государственный технический университет имени М. Т. Калашникова

кандидат технических наук, доцент, кафедра «Мехатронные системы»; Ижевский государственный технический университет имени М. Т. Калашникова

Библиографические ссылки

Галлон Й., Гартянски Р., Биттера М., Караваев Ю. Л. Оценка взаимного влияния датчиков электромагнитного поля // Интеллектуал. системы в пр-ве. - 2010. - № 2. - C. 82-91.

Каменский M., Ковач K., Крамер A., Никитин Ю. Р. Использование аддитивного итерационного метода для коррекции ошибок в младшем разряде АЦП // Интеллектуал. системы в пр-ве. - 2011. - № 1. - C. 256-263.

Muravyov, S. V. Model of procedure for measurement result error correction // Proceedings of the XVI IMEKO World Congress, Hofburg, Vienna, Austria, 25-28 Sept. 2000. Published on CD ROM, sept. 2000.

Kamenský, M., Kováč, K. Iterative Correction of Measurement with Averaging of Dithered Samples // Advances in Electrical and Electronic Engineering. - 2008. - Vol. 7. - Nr 1-2. - Pp. 358-361.

Widrow, B., Kollár, I. Quantization Noise: Roundoff Error in Digital Computation, Signal Processing, Control, and Communications. Cambridge University Press, 2008.

Skartlien, R., Oyehaug, L. Quantization error and resolution in ensemble averaged data with noise // IEEE Trans. on Instrumentation and Measurement. -2005. - Vol. 54. - Nr 3. - Pp. 1303-1312.

Carbone, P. Quantitative Criteria for Design of Dither-Based Quantizing Systems // IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement. -1997. - Vol. 46. - Nr 3. - Pp. 656-659.