Устройство аналого-цифрового преобразования с самоконтролем Советский патент 1991 года по МПК H03M1/06 

1

(21)4706962/24

(22) 19.06.89

(46)30.11.91. Бюл. Me 44

(72) П.В.Белаш, Н.Н.Новиков, П.Г.Суворов,

В.А.Терехов, О.В.Коровин и О Г Трандин

(53)681.325(088,8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 275547, кл. Н 03 М 1 /06, 197Q.

Авторское свидетельство СССР ISfe 1215175, кл. Н 03 М 1/06, 1986. (54) УСТРОЙСТВО АНАЛОГО-ЦИФРОВОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ С САМОКОНТРОЛЕМ

(57)Изобретение относится к вычислительной и контрольно-измерительной технике и может быть использовано для повышения достоверности функционирования контрольно-измерительной аппаратуры В устройство,содержащее первый аналогб-цифровой преобразователь 1, первый 8 и второй 9 сумматоры по модулю два, три элемента И 10,11 и 12, первый блок 19 элементов И, аналоговый коммутатор 24, источник 25 эталонного напряжения, четыре элемента ИЛИ 15-18, с целью повышения достоверности функционирования за счет увеличения глубины самоконтроля введены пять триггеров 3-7, цифровой блок 22 сравнения, четвертый и пятый элементы И 13 и 14, элемент 26 задержки, второй и третий блоки 20 и 21 элементов И, блок 23 элементов ИЛИ и второй аналого-цифровой преобразователь 2. Повышение достоверности функционирования достигается за счет использования двухканальной структуры устройства и дополнительных элементов, позволяющих сократить время локализации неисправности и время восстановления работоспособности устройства 1 ил

(Л

С

29

о

Ч)

л

ь

о

00

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике и может быть использовано для повышения достоверности функционирования контрольно-измерительной аппаратуры.

Цель изобретения - повышение досто- верности функционирования.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство содержит первый и второй аналого-цифровые преобразователи 1 и 2, с первого по пятый триггеры 3-7, первый и второй сумматоры 8 и 9 по модулю два, с первого по пятый элементы И 10-14, с первого по четвертый элементы ИЛИ 15-18, с первого по третий блоки 19-21 элементов И, цифровой блок 22 сравнения, блок 23 эле- ментов ИЛИ, аналоговый коммутатор 24, источник 25 эталонного напряжения, элемент 26 задержки, тактовую шину 27, входную информационную шину 28, первую, вторую и третью управляющие шины 29,30 и 31, шину 32 Сброс, первую, вторую и третью выходные сигнальные шины 33,34 и 35, выходные информационные шины 36,

Устройство работает следующим обра- зом.

Для приведения в исходное состояние устройства подается команда Сброс на R- входы триггеров 3,4,6 и 7, они приводятся в нулевое состояние.

Устройство может работать в четырех режимах.

Первый - режим двухканальной работы, т.е. все триггеры находятся в нулевом состоянии, аналоговый коммутатор 24 подключа- ет аналоговый вход устройства к аналоговым входам первого и второго аналого-цифровых преобразователей 1 и 2.

Второй - режим одноканальной работы, т.е. четвертый триггер 6 находится в единич- ном состоянии, аналоговый коммутатор 24 подключает аналоговый вход устройства к аналоговым входам первого и второго аналого-цифровых преобразователей 1 и 2, работа того или иного канала определяется подачей управляющих воздействий на вторую, или третью управляющие шины 30 или 31 устройства.

Третий - режим проверки работоспособности аналого-цифровых преобразова- телей 1 и 2, т.е. триггеры 3,4 и 6 находятся в единичном состоянии, Коммутатор 24 подключает к аналоговым входам первого и второго аналого-цифровых преобразователей 1 и 2 источник 25 эталонного напряжения, проверка первого или второго аналого-цифровых преобразователей 1 и 2 определяется подачей управляющего воздействия на вторую и третью управляющие шины 30 и

Четвертый - режим проверки работоспособности всего устройства, т.е. триггер 7 находится в единичном состоянии, на сигнальной шине 34 должен появиться сигнал Дефект.

Реализация первого режима.

Триггер 7 находится в нулевом состоя- нии, это обеспечивает получение на выходах первого сумматора 8 по модулю 2 кода аналогичного коду, снимаемому с выхода первого аналого-цифрового преобразователя 1, На входы второго сумматора 9 по модулю 2 подается информация с одноименных разрядов аналого-цифровых преобразователей 1 и 2. Если они работают правильно, то информация с одноименных разрядов одинакова и с выходов второго сумматора 9 по модулю 2 снимается сигнал, эквивалентный логическому нулю. Это обеспечивает формирование на выходах элемента 14 И и элемента 18 ИЛИ сигнала, эквивалентного логическому нулю. Триггер б остается в нулевом состоянии. Нулевое состояние триггера 6 обеспечивает формирование логического нуля на выходах блока 20 элементов И, элемента 13 И, элемента 11 И, элемента 10 И и наличие логической единицы на выходе элемента 15 ИЛИ, что позволяет снимать информацию с выхода второго аналого-цифрового преобразователя 2, через блок 21 элементов И и блок 23 элементов ИЛИ. Триггеры 3 и 4 находятся в нулевом состоянии,

Второй режим реализуется следующим образом.

При возникновении неисправности в одном из аналого-цифровых преобразователей 1 и 2 или появлении неисправности типа const 1 на выходе сумматоров 8 и 9 по модулю 2 появляется сигнал, эквивалентный логической единице на одном или всех выходах сумматора 9 по модулю 2. В случае появления единицы на одном или нескольких выходах сумматора 9 по модулю 2, она проходит через элементы 18 и 17 ИЛИ и поступает на S-вход триггера 6. Триггер 6 перебрасывается в единичное состояние, одновременно появляется сигнал Дефект на сигнальной шине 35 устройства. В случае появления единицы на всех выходах сумматоров 9 по модулю 2 открывается элемент 14 И и появляется сигнал Дефект на сигнальной шине 34 устройства. После переброса триггера 6 в единичное состояние он обеспечивает открытие блока 20 элементов И, через который информация с аналого-цифрового преобразователя 1 поступает в блок 22 сравнения, где она. сравнивается с информацией, поступающей с аналого-цифрового преобразователя 2. С целью

исключения разброса срабатывания преобразователей 1 и 2, их младшие разряды не сравниваются, Если информация, снимаемая с выходов аналого-цифровых преобразователей 1 и 2, совпадает, то с выхода блока 22 сравнения снимается сигнал, эквивалентный логическому нулю. В этом случае триггер 3 остается в нулевом состоянии, Устройство продолжает работать в однока- нальном режиме.

Второй режим работы устройства.

При установлении триггера 6 в единичное состояние сигнал, снимаемый с его прямого Bt хода, поступает на входы элементов 10 и 1 И. С выходов одного из них снимается с гнал, эквивалентный логической единица в зависимости от состояния, в коте ом находится триггер 5. Если триггер 5 находится в нулевом состоянии (было подано предварительное воздействие на управляющую шину 31), то появляется логическая единица на выходе элемента 10 И. Это позволяет снимать информацию с аналого-цифрового преобразователя 1 через блок 19 элементов И и блок 23 элементов ИЛИ. Если триггер 5 находится в единичном состоянии (было подано предварительное воздействие на управляющую шину 30), то появляется логическая единица на выходе элемента 11 И, что позволяет снимать информацию с аналого-цифрового преобразователя 2.

Третий режим работы устройства.

В этом случае информация, поступающая в блок 22 сравнения, не совпадает. На выходе этого блока появляется сигнал, эквивалентный логической единице. Этот сигнал обеспечивает формирование сигнала на сигнальной шине 33 устройства, который будет свидетельствовать о несовпадении формируемых аналого-цифровых преобразователей кодов 1 и 2. При появлении сигнала на выходе элемента 12 И, триггер 3 перебрасывается в единичное состояние. Это приводит к срабатыванию коммутатора 24, который отключает входную шину 28 устройства от аналоговых входов аналого- цифровых преобразователей 1 и 2 и подключает их входы к источнику 25. Последовательно переключая аналого-цифровые преобразователи 1 и 2, подавая управляющие сигналы на шины 30 и 31 устройства, обнаруживают неисправный аналого-цифровой преобразователь. После обнаружения неисправного аналого-цифрового преобразователя устройство продолжает функционировать, но уже не осуществляя самодиагностирования. Для этого необходимо подать команду Сброс на R-вход триггера 3. При этом он устанавливается в

нулевое состояние, т.е. аналоговые входы аналого-цифровых преобразователей 1 и 2 отключаются от источника 25. Для исключения влияния блока 22 сравнения на дэльнейшую работу в одноканальном режиме выходы элементов 10 и 11И связаны через элемент 16 ИЛИ с S-входом триггера 4. При переходе устройства в одноканальный режим появляется сигнал на выходе одного из

0 элементов 10 И и 11 И, перебрасывая триггер 4 в единичное состояние. После определенной задержки, которая позволяет сработать блоку 22 сравнения и зафиксировать сигнал на сигнальной шине 33, логиче5 екая единица со входа элемента 12 И снимается и сигнал на выходе этого элемента исчезает.

Четвертый режим реализуется следующим образом.

0 Подается управляющее воздействие на управляющую шину 29. При этом на вторые входы сумматора 8 по модулю 2 подается сигнал, эквивалентный логической единице, так как триггер 7 перебрасывается в единич5 ное состояние, что обеспечивает появление на выходе сумматора 8 по модулю 2 информации противоположной информации, снимаемой с выхода аналого-цифрового преобразователя 1. Это приводит к тому, что

0 на всех выходах сумматора 9 по модулю 2 появляется логическая единица и на выходе элемента 14 И появляется сигнал, о чем сигнализирует сигнал на сигнальной шине 34. Далее в устройстве происходят процес5 сы,аналогичные работе устройства во втором режиме. Отсутствие сигнала на сигнальной шине 33 устройства свидетельствует о нормальной работе аналого-цифровых преобразователей 1 и 2.

0 Формула изобретения

Устройство аналого-цифрового преобразования с самоконтролем, содержащее первый аналого-цифровой преобразователь, первый и втором сумматоры по модулю

5 два, первый, второй и третий элементы И, выход первого из которых соединен с управляющим входом первого блока элементов И, аналоговый коммутатор, первый информационный вход которого подключен к выходу

0 источника эталонного напряжения, с первого по четвертый элементы ИЛИ, первый вход первого из которых подключен к выходу второго элемента И, отличающее- с я тем, что, с целью повышения достовер5 ности функционирования за счет увеличения глубины самоконтроля, в него введены пять триггеров, цифровой блок сравнения, четвертый и пятый элементы И, элементы задержки, второй и третий блоки элементов И, блок элементов ИЛИ и второй аналогецифровой преобразователь, тактовый вход которого объединен с тактовым входом первого аналого-цифрового преобразователя и является тактовой шиной, информационный вход первого аналого-цифрового пре- образователяобъединенс

информационным входом второго аналого- цифрового преобразователя и подключен к выходу аналогового коммутатора, второй информационный вход которого является входной информационной шиной, а управляющий вход подключен к прямому выходу первого триггера, S-вход которого подключен к выходу третьего элемента И и является первой выходной сигнальной шиной, первый вход третьего элемента И подключен к выходу четвертого элемента И, первый вход которого подключен к инверсному выходу цифрового блока сравнения, первые входы которого подключены к соответству- ющим выходам второго блока элементов И, информационные входы которого объединены с соответствующими информационными входами первого блока элементов И, с соответствующими первыми входами пер- вого сумматора по модулю два и подключены к соответствующим выходам первого аналого-цифрового преобразователя, второй вход третьего элемента И подключен через элемент задержки к инверсному выхо- ду второго триггера, S-вход которого подключен к выходу второго элемента ИЛИ, первый вход которого объединен с первым входом первого элемента ИЛИ, первый вход второго элемента И подключен к прямому выходу третьего триггера, инверсный выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого объединен с вторыми .входами второго и четвертого элементов И, с управляющим входом второго блока элементов И и подключен к прямому выходу четвертого триггера, S-вход которого подключен к выходу третьего элемента ИЛИ, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам пятого элемента И и четвертого элемента ИЛИ и являются соответственно второй и третьей выходными сигнальными шинами, входы четвертого элемента -ИЛИ объединены с соответствующими входами пятого элемента И и подключены к соответствующим выходам второго сумматора по модулю два, первые входы которого подключены к соответствующим выходам первого сумматора по модулю два, а вторые входы объединены с соответствующими вторыми входами цифрового блока сравнения, с соответствующими информационными входами третьего блока элементов И и подключены к соответствующим выходам второго аналого-цифрового преобразователя, вторые входы первого сумматора по модулю два объединены и подключены к прямому выходу пятого триггера, S-вход которого является первой шиной управления, а R-вход - объединен с R-входами первого, второго и четвертого триггеров и является шиной Сброс, инверсный выход четвертого триггера соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом третьего блока элементов И, выходы которого соединены с соответствующими входами блока элементов ИЛИ, выходы которого являются соответствующими выходными информационными шинами, а вторые входы подключены к соответствующим выходам первого блока элементов И, управляющий вход которого объединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, S-вход и R-вход третьего триггера являются соответственно второй и третьей управляющими шинами.