Аналого-цифровой преобразователь с самоконтролем Советский патент 1987 года по МПК H03M1/06 

1311021

паратурных затрат и повышения досто- весов разрядов кодов с естественной верности преобразования в условиях избыточностью, введены элемент 16 помех при использовании в качестве запрета и элемент И 17. I ил.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при создании помехоустойчивых аналого-цифровых преобразователей специализированных систем контроля, регистрации и управления.

Целью изобретения является расширение диапазона преобразования, повышение надежности за счет сокращения аппаратурных затрат и повышение достоверности преобразования.

На, чертеже показана функциональная схема первых шести разрядов предлагаемого устройства.

Аналого-цифровой преобразователь с самоконтролем содержит первый и второй п-разрядные регистры 1 и 2, первую группу элементов И, вьтолнен- ную на элементах 3-13 И, преобразователь 14 код - напряжение (ПКН), компаратор 15, элемент 16 запрета, элемент 17 И, Вторую группу элементов И, выполненную на элементах 18 и 19 И, шину 20 Пуск, входную шину 21, тактовую шину 22, и шины 23 и 24 Наличие ошибок.

Аналого-цифровой преобразователь работает следующим образом,

При поступлении единичного сигнала на игану 20 Пуск последние шестые разряды первого и второго регистров устанавливаются в 1, остальные сбрасываются в О, Работа синхронизируется одним тактовым импульсом по шине 22,

Предположим, что U 20 квантам и что в первом такте на нход прибора действует отрицательная импульсная помеха или отказал один из элементов схемы в старшем разряде. Тогда в первом такте в результате выполнения операции (в компараторе 15) вида и - и„ () на выходе компаратора 15 будет сформировано единичное значение сигнала с. 1 . При поступлении тактового сигнала Г на выходе. элемента 17 И будет единичный сигнал

5

0

5

0

5

0

5

по которому произойдет срабатывание элемента 13 И.

По единичному сигналу с выхода элемента 13 И устанавливаются в О шестые разряды первого и второго регистров и в 1 - пятые разряды этих регистров, Во втором такте выполняется операция U U и на выходе ком- компаратора 15 присутствует нулевой сигнал () , В результате открывается элемент 16 запрета, единичным сигналом с выхода которого стробируется элемент 10 И, Единичным сигналом с выхода элемента 10 И устанавливаются в единичное состояние четв:ертые разряды регистров 1 и 2 и пятый разряд регистра 1. На выходе первого .регистра устанавливается код 01 1000. С выхода компаратора 15 имеется нулевой сигнал (), так как U U -В результате по Г срабатывает эле- мент 16 запрета и в первом регистре 1 по описанным правилам устанавлива- ется код , а во втором регистре 2 устанавливается код 000100. На выходе компаратора 15 формируется сигнал , как результат операции и и. Единичным сигналом с выхода элемента 17 И по г стробируется , элемент 7 И. В результате единичным сигналом с выхода элемента 7 И устанавливаются в 1 вторые разряды регистров 1 и 2, третьи разряды этих регистров - в О. На выходе первого регистра устанавливается код , Последующие такты работы устройства Н1гчем не отличаются от описанного и соответствуют алгоритму поразрядного кодирования. В данном примере, на выходах элементов 5,6,9,11,12 И за весь цикл преобразования сохраняются нулевые потенциалы. В шестом такте на выходе первого регистра 1 устанавливается код 01 . При этом на выходе 24 элемента 19 И присутствует единичный сигнал, свидетельствующий о наличии ошибки в старших разрядах устройства. По комбинации на

313

выходах 23 и 24 можно судить не только о категории ошибки, но и об истинности результата. Действительно, . При наличии кода 11 на выходах 23 и 24 полученный результат бракуется. При большем числе разрядов в устройстве анализ кодовых шин ошибок является более информативным. Для построения прототипа при требуется логических элементов и L 735 связей между ними (без учета затрат оборудования на лкн, и компаратор).Для построения предлагаемого устройства при равных условиях требуется 173 логических элементов при L-..324.

Ji

При этом отношения данных оценок составляют: K /Kj-;. 2,5; . 2,2. Минимальное расчетное время с1дного такта в известном устройстве составляет м с + t| , где время срабатывания компаратора. При равных условиях время одного такта в предлагаемом устройстве составляет t- 215 м с +Г- .. .-..

При равных диапазонах отношение значений приведенных оценок возрастает. Так, 529/173 3; 858/324 2,6.

Очевидно, что при -равных диапазонах представления чисел время полного цикла в известном устройстве значительно возрастает по сравнению с временем полного цикла преобразования в предлагаемом устройстве, как возрастает число составляюш;их его тактов.

Формула изобретения

Аналого-цифровой преобразователь с самоконтролем, содержашдй первый и второй п-разрядные регистры, первую и вторую группы элементов И соответственно из (2п-1) и (п-1/2) элементов И каждая, преобразователь код - напряжение, тактовую шину, шину Наличие ошибок, компаратор, первый вход которого является входной шиной а второй йход соединен с выходом преобразователя код - напряжение, входы которого подключены соответственно к выходам разрядов первого регистра, первые входы установки в О с первого по (п-1) разрядов которого объединены с входом установки в 1 п-го разрядов первого регистра, первые входы установки в О с первого по (п-1) разряды второго регистра объеI 1021

диваны с входом установки в 1 п-го. разряда второго регистра и являются шиной Пуск, выходы нечетных элементов И, начиная с третьего, кроме с п-го первой группы соединены соответственно с вторыми входами установки в О соответствующих, разрядов второго регистра, а выход п-го элемента И первой группы соединен с перO выми выходами установки в О п-го разряда второго регистра, первые входы элементов И второй группы соединены соответственно с выходами нечетных разрядов, начиная с третьего,

5 первого регистра, а вторые входы г соответственно с выходами четных разрядов первого регистра, о .j- л и ч а- ю щ и и с я тем, что, с целью расширения диапазона преобразования, повы0 шения надежности за счет сокращения аппаратурных затрат и повьппения достоверности преобразования, в него введены элемент запрета (п-1/2) шин Наличие-ошибок и элемент И, первый

5 вход которого объединен с входом запрета элемента запрета и подсоединен к выходу компаратора, второй вход объединен с информационным входом элемента запрета и является тактовой

0 ши1{ой, а выход - соединен с первыми входами нечетных элементов и первой группы, выход первого из которых соединен с вторым входом установки в О первого разряда первого регистра,

5 первые входы установки в 1 разрядов которого, кроме п-го, объединены соответственно с одноименными входами разрядов второго регистра, с третьими входами установки в О с второ- .

0 го по (п-1)-и разрядов второго регистра и подключе11ы соответственно к выходам четных элементов И первой группы, вторые входы установки в 1 разрядов, кроме п-го и (n-l)-ro, пер5 вого регистра объединены соответственно с вторыми входами установки в О разрядов, начиная с второго, кроме п-го первого регистра, с вторыми входами установки в 1 соответствую0 щих разрядов, второго регистра и соответственно подключены к выходам не- четньпс элементов И, начиная с третьего, первой группы, вторые входы которых объединены с первыми входами со5 ответствующих четных элементов И первой группы элементов И и подключены к выходам соответствующих разрядов, начиная с второго, второго регистра, выход первого разряда которого соеди51311021

цен с вторым входом первого элемента второй вход установки в 1 (ti-I)-ro И пер1вой группы, вторые входы четных разряда первого регистра объединен с .элементов И которой объединены и под- входом установки в О п-го разряда ключены к выходу злемента 3anpeTaj i первого регистра и подключен к выхо- причем вход установки п-го раз- ДУ (2п-1)-го элемента И первой груп- ряда первбго регистра подключен к пы, а второй вход установки в О шине Пуск, выходы элементов И втр п-го разряда EiToporo регистра объеди- рой группы являются соответствующими нен с первым входом установки в I шинами Наличия ошибок, при этом (n-l)-ro разряда второго регистра,

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано при создании помехоустойчивых аналого-цифровых преоб - разователей специализированных информационно-вычислительных систем. В устройство, содержащее первый и второй регистры 1 и 2, первую группу элементов И, выполненную на элементах 3-13, преобразователь-14 код-- напряжение, компаратор 15, вторую группу элементов И, вьшолненную на элементах 18 и 19, с целью расширения диапазона преобразования, повышения надежности за счет сокращения апS сл со