Аналого-цифровой преобразователь с самоконтролем Советский патент 1986 года по МПК H03M1/10 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в аналого-цифровых преобразователях, в устройствах регулировки и контроля с помощью управляющих вьгчис лительных машин.

Цель изобретения - повышение достоверности контроля.

На чертеже изображена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит первый 1, второй 2 и третий 3 усилители выборки, блок 4 сравнения, источник 5 .опорного напряжения, первый цифроаналого- вый преобразователь (ЦАП) 6, первый 7 и второй 8 регистры, второй ЦАП 9, распределитель 10 импульсов, первый 11 и второй 12 генераторы тактовых импульсов, первый элемент 13 задержки, формирователь 14 импульсов, вычи тающий блок 15, пороговый элемент 16, блок 17 индикации, третий 18 и рторо 19 элементы задержки, элемент И 20,

Устройство работает следующим образом.

Генератор 11 вырабатывает последовательность импульсов с требуемой частотой дискретизации входной ана- логовой величины. Положительный фронт этих импульсов записьшает значение входной аналоговой величины (напряжения) «одновременно в первый 1 и второй 2 усилители выборки, где эти величины хранятся до прихода следующего положительного фронта в следую- щем такте. Через заданное элементом 13 задержки время, которое определяется временем преобразования (не менее длительности такта), аналоговая величина из второго усилителя 2 выборки переписьгоается в третий усилитель 3 выборки. Первый генератор 11 через элемент 19 задержки и формирователь 14 импульсов дает разрешающий сигнал на второй генератор 12, частота генерации которого много выше частоты генерации генератора 11. Формирователь 14 импульсов формирует по переднему фронту сигнала разрешающий сигнал и подает его на вход генератора 12. Элемент 19 задержки задерживает сигнал на время, необходимое для окончания переходных процессов в усилителе выборки. Генератор 12 включается и запускает распре делитель 10 импульсов, который в определенном порядке заполняет первый регистр 7 до тех пор, пока величины

0

25

5

35 40 45 50 55

напряжений, подаваемых на блок 4 сравнения от первого усилителя 1 выборки и от первого ЦАП 6, не сравняются. Сигнал с выхода блока 4 сцаз- нения поступает на .первый регистр 7 и запрещает дальнейшую запись. Напряжение на выходе первого ЦАП 6 определяется кодом на его входе и источником 5 опорного напряжения, Одновременно с переписью аналоговой величины из второго усилителя 2 выборки в третий усилитель 3 выборки переписывается из регистра 7 в регистр 8 код, соответствующий этой величине, сигналом с выхода элемента 13 задержки. Об этом свидетельствует изменение потенциала в блоке 4 сравнения. Код с выходов регистра 8 поступает на выходы устройства и преобразуется вторым ЦАП 9 в аналоговую величину, которая вычитается в вычитающем блоке 15 из аналоговой величины, поступающей с усилителя 3 выборки. Разность этих величин, которая в данном случае является погрешностью, сравнивается заранее установленным порогом на пороговом элементе 16., При превьш1ении разрешенного уровня погрешности элемент 16 выдает сигнал о неисправности или помехе, который подается на элемент

И 20, Считывание этого сигнала производится сигналом с выхода элемента 18 задержки. Последний задерживает сигнал на время, несколько большее разности длительности такта и времени задержки элемента 13, С выхода элемента И 20 сигнал ошибки поступает в блок 17,индикации. При отказе любого из элементов t, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 13, 14 и 19 преобразователя формируется сигнал ошибки в блоке 15, который затем поступает в блок 17 индикации. Дублирование усилителя 1 выборки усилителем 2 выборки позволяет обнаружить отказы либо усилителя 1, либо усилителя 2, так как в этом случае (отказа) разность сигналов на входах блока 15 всегда превьш1ает величину срабатывания порогового элемента 16, который выдает сигнал ошибки. Таким образом, элементы, обеспечивающие самоконтроль устройства - второй ЦАП 9, усилители 2 и 3, вычитающий блок 15, пороговый элемент 16, блок 17 индикации позволяют контролировать работу аналого- цифрового преобразователя непосредст3122

венно в каждом такте его работы, при этом не требуется дополнительное время, увеличивающее длительность такта, т.е., быстродействие устройствав итоге не уменьшается.

Введение в устройство двух усилителей выборки, двух генераторов так

тов, элементов задержки, формирователя импульсов,второго цифроаналого- вого преобразователя, вычитающего 10 блока, порогового элемента, элемен а И позволяет повысить достоверность функционирования преобразователя за счет увеличения глубины контроля,охвата контролем максимально возможного j числа его элементов. При этом контроль проводится непрерывно во время основной работы преобразователя. В известном устройстве самоконтроль обнаруживаетотказы только в 50% обору- 20 дования, а в предлагаемом контролем охвачены практически все составные части преобразователя, отказ каждого из которых вызывает формирование сигнала ошибки, а значит позволяет диаг-25

ностировать работу преобразователя, что повышает достоверность контроля его работоспособности в 2 раза.

Формула изоберётения

Аналого-цифровой преобразователь с самоконтролем, содержащий первый . усилитель выборки, вход которого является входной шиной, а вых.од соеди йен с первым входом блока сравнения, распределитель импульсов, выходы которого соединены с первыми входами первого регистра, выходы которого подключены к первым входам первого цифроаналогового преобразователя и к первым входам второго регистра,

выходы которого являются выходными шинами, источник опорного напряжения выход которого соединен с вторым входом первого цифроаналогового преобраРедакторе. Саенко

Составитель И. Романова

Техред Н.Бонкало Корректор А. Обручар

Заказ 1723/58Тираж 816

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

зователя, выход которого подключен к второму входу блока сравнения, выход которого соединен с вторым входом первого регистра, блок индикации, отлич.ающийся тем, что, с целью повьшения Достоверности контроля, в нето введены первьгй и

10 j

0 5

0

5

0

5

второй генераторы тактовых импульсов, три элемента задержки, формирователь импульсов, второй цифроаналоговый преобразователь, вычитакяций блок, пороговый элемент, элемент И, второй и третий усилители выборки, первый вход второго усилителя выборки является входной шиной, а выход через третий усилитель выборки соединен с первым входом вычитающего блока, причем выход первого генератора тактовых импульсов подключен к входам первого и второго элементов задержки и к вторым входам первого и второго усилителей выборки, выход первого элемента задержки соединен с вторым входом третьего усилителя выборки, с входом третьего элемента, задержки и вторым входом второго регистра, выход второго элемента задержки через формирователь импульсов подключен к входу второго генератора тактовых импульсов, выход которого соединен с входом распределителя импульсов, выходы второго регистра соединены с первыми входами второго цифроаналогового преобразователя, второй вход которого подключен к выходу источника опорного напряжения, а выход - к второму входу вычитающего блока, выход которого соединен с первым входом порогового элемента, второй вход которого является шиной опорного напряжения, а выход соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соеди- нен с выходом третьего элемента задержки, а выход - с выходом блока индикации.

Подписное

Изобретение относится к вычислительной технике.и может быть использовано в аналого-цифровых преобразователях, в устройствах регулировки и контроля с помощью управляюпц1х цифровых вычислительных машин. Изобретение позволяет повысить достоверность контроля путем введения в устройство, содержащее первый усилитель 1 выборки. блок 4 сравнения, распределитель 10 импульсов, первый 7 и второй-8 регистры первый зцифроаналоговыйi преобразователь 6, блок 17 индикации первого 11 и второго 12 генераторов тактовых импульсов, трех 13, 18 и 19 элементов задержки, формирователя 14 импульсов, второго lцифpqаналoгoвoгo преобразователя 9, вычитающего блока 15, порогового элемента 16, элемента И 20, второго 2 и третьего 3 усилителей выборки. Контроль проводится непрерывно во время основной работы преобразователя,1им охвачены практически все составные части преобразователя, отказ каждого из которых вызьшает формирование сигнала ошибки, а значит позволяет диагностировать работу устройства, что повышает достоверность контроля его работоспособности в два раза. 1 ил. (А С го to Од со Oi сл