Многоканальный преобразователь напряжения в код Советский патент 1979 года по МПК H03K13/02 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть иснользовано в цифровых управляюншх системах.

Известны многоканальные преобразователи напряжения в код 1, содержащие коммутатор каналов с последовательно включенными на входах его ключей резисторами, соединенный по входу с блоком управления коммутатором, а но выходу - с преобразователем напряжения в код. Иреобразователь подключен к блоку синхронизации, блоку вентилей считывания кода и блоку сравнения кодов, который соединен с формирователем констант. Последний связан с блоком синхронизации.

Недостатком известных многоканальных преобразователей напряжения в код является невоз.можность контроля параметров ключей коммутатора каналов (обрыв, замыкание и деградационные уходы) без отключения ком.мутатора от источников преобразуемых напряжений с одновременным контролем преобразователя (деградация и сбои).

С целью осуществления самоконтроля работоспособности преобразователя напряжения в код и обеспечения автоматического

контроля ключей коммутатора каналов без отключения коммутатора от источника преобразуемых напряжений в многоканальный преобразователь напряжения в код, содержащий коммутатор каналов с последовательно включенными на сигнальных входах его ключей резисторами, выход которого соединен с информационным входом преобразователя напряжения в код; блок управления коммутатором, первый выход которого соединен с управляюнлимн входами ключей коммутатора каналов, второй вы.чод - с первым входом блока сравнения кодов, а вход - с первым выходом блока синхронизации, второй выход которого соединен с пусковым входом преобразователя напряжения в код, г третий выход которого соединен с первым входом формирователя констант, а четвертый выход - с BTOpbiNf входом фор.мирователя констант, вторым входом блока сравнения кодов и с первым входом блока вентилей считывания кода, выход которого соединен с тиной выходного кода, второй вход -

0 с выходом преобразователя напряжения в код, а третий вход - с выходом блока сравнения кодов, третий вход которого соединен с выходом формирователя констант, введены два регистра, сумматор-вычитатель и два элемента ИЛИ. Первые входы элементов ИЛИ соединены с выходом блока управления коммутатором, выходы - с управляющими входами ключей соответствующих контрольных каналов коммутатора. Первые входы первого регистра и сумматоравычитателя и второй вход второго элемента ИЛИ соединены с третьим выходом блока синхронизации; первый вход второго регистра и второй вход первого эле.мента ИЛИ соединены с первым выходом блока синхронизации. Первый вход второго регистра и второй вход первого элемента ИЛИ соединены с первым выходом блока синхронизации, четвертый выход которого соединен со вторыми входами первого и второго регистров. Выход преобразователя напряжения в код.соединен с третьими входами первого и второго регистров и со вторым входом сумматора-вычитателя, третий и четвертый входы которого соединены с выходами первого и второго регистров соответственно, а первый и второй выходы сумматора-вычитателя соединены соответственно с четвертым входом первого регистра и с четвертым входом блока сравнения кодов.

Структурная электрическая схема предлагаемого преобразователя приведена на фиг. 1; временная диаграмма - на фиг. 2.

Многоканальный преобразователь напряжения в код содержит коммутатор 1 каналов, выход которого соединен с входом преобразователя 2 напряжения в код, а входы - с резисторами 3. Выход преобразователя 2 связан с вторыми входами регистров 4, 5 и вторым входом блока 6 вентилей считывания кода, третий вход которого соединен с выходом блока 7 сравнения кодов. Выход блока 6 соединен с шиной 8 выходного кода, выходы блока синхронизации 9 - с первым входом блока 10 управления коммутатором, вторыми входами элементов ИЛИ И, 12, пусковым входом преобразователя 2, вторыми входами регистров 4, 5, первым входом сумматора-вычитателя 13, первым входом блока 6 вентилей считывания кода и первым и вторым входами формирователя констант 14. Первый выход блока 10 управления ко.ммутатором подключен к входу коммутатора 1 каналов, первым входом элементов ИЛИ 11, 12, а второй выход соединен с первым входом блока 7 сравнения кодов. Выходы регистров 4, 5 подключены к четвертому и третьему входам сумматора-вычитателя 13, выход которого связан с четвертым входом блока 7 сравнения кодов, третий вход которого соединен с выходом формирователя констант 14. Выход блока 7 соединен с третьим входом блока 6 вентилей считывания кода, выход сумматора-вычитателя 13 - с четвертым входом регистра 5, выходы элементов

ИЛИ 1U 12 - с управляющими входами ключей контрольных каналов коммутатора 1.

Преобразователь работает следующи.м образом. Блок синхронизации 9 вырабатывает импульсы частотой fo, f i, fs, з (с.м. фиг. 2). Импульсы частотой to запускают в преобразователь 2, а импульсы частотой fi поступают на блок 10 управления ко.ммутатором и обеспечивают включение ключей входных 0 напряжений коммутатора 1 каналов на время 1/fi. Крогме того, импульс частотой fi поступает на вход элемента ИЛИ 11 и. открывает ключ контрольного напряжения Укч коммутатора 1 каналов, при этом на выходе коммутатора при равенстве номиналов резисторов 3 появляется напряжение, равное 1/2 (Ui + UM),, где Ui - одно из входных напряжений при i 1, 2, ..., п. Это напряжение преобразуется преобразователем 2 в код, который записывается в регистр 4. 0 Импульс частотой fj поступает на элемент ИЛИ 12 и открывает ключ контрольного напряжения Una ком.мутатора 1 каналов. При этом на выходе коммутатора появляется напряжение, равное 1/2(Ui + UKJ). Это напряжение преобразуется преобразователем 2 ,в код. Запуск преобразователя 2 происходит импульсом частотой fo, которая в 3 раза выше любой из частот fi, fa, fj, полученный код записывается в регистр 5.

Во время импульса частотой fj цроисхо0 дит вычитание содержимого регистров 4 и 5 на сумматоре-вычислителе 13, а затем сравнение на блоке 7 сравнения кодов полученной разности, равной 1/2(UK,-UK) const, с константной, поступающей во время импульса частотой f из формирователя констант 14.

Если ключ, коммутирующий напряжение Ui, оборван или имеет недопустимо большое значение проходного сопротивления, значение получаемого кода будет отличаться от 0 значения константы, и блок 7 сравнения кодов выдаст сигнал запрета на блок 6 вентилей считывания кода, запретив тем самым выдачу кода данного канала из преобразователя.

,В начале импульса частотой Гд происходит суммирование в сумматоре-вычитателе 13 значений кодов регистров 4 и 5 и записью кода сум.мы, пропорционального Ui + + l/2(Uiti-f UKJ), в регистр 5.

В случае, если UK.) -UK, значение кода 0 в регистре 5 будет равно Ui. Во время же импульса частотой f происходит преобразование входного напряжения Ui без подгрузки, запись кода преобразования в регистр 4, вычитание на сумматоре-вычитателе 13 кодов регистров 4 и 5 и сравнение полученной разности с константой, поступающей во время импульса частотой 3 из фор.мирователя констант 14.

Если разность содержимого регистров 4 и 5 в конце импульса частотой fs не превышает заданной константы, то сбоя во время преобразования не произошло и результат преобразования через блок 6 вентилей считывания кода выдается на шину 8 выходного кода. В противном случае выдача кода запрещается. Таким образом происходит преобразование всех входных напряжений ui, Ua, ..., Un.

Во время преобразования контрольных напряжений UKI, Unj происходит контроль преобразователя 2 и ключей коммутатора каналов на неисправность типа короткого замыкания, так как коды преобразования контрольных напряжений UR, UKJ будут отличаться от заданных в случае подгрузки контрольных напряжений через постоянно замкнутый ключ или при выходе из строя преобразователя 2. При обнаружении такой неисправности блок 7 сравнения кодов формирует сигнал запрета на блок 6 вентилей считывания кода, который держится в течение полного цикла преобразования всех каналов.

Формула изобретения

Многоканальный преобразователь напряжения в код, содержаш,ий коммутатор каналов с последовательно включенными на сигнальных входах его ключей резисторами, выход которого соединен с информационным входом преобразователя напряжения в код, блок управления коммутатором, первый выход которого соединен с управляющими входами ключей коммутатора каналов, второй выход - с первым входом блока сравнения кодов, а вход - с первым выходом блока синхронизации, второй выход которого соединен с нусковым входом преобразователя напряжения в код, третий выход которого соединен с первым входом формирователя

констант, а четвертый выход - со вторым входом формирователя констант, вторым входом блока сравнения кодов и с первым входом блока вентилей считывания кода,

выход которого соединен с шиной выходного кода, второй вход - с выходом преобразователя напряжений в код. а третий вход - с выходом блока сравнения кодов, третий вход которого соединен с выходом формирователя констант, отличающийся тем, что, с целью осуществления самоконтроля работоспособности преобразователя напряжения в код, в него введены два регистра, сумматорвычитатель и два элемента ИЛИ, первые входы которых соединены с выходом блока

управления коммутатором, выходы которых соединены с управляющими входами ключей соответствующих контрольных каналов коммутатора, первые входы первого регистра и сумматора-вычитателя и второй вход второго элемента ИЛИ соединены с третьим выходом блока синхронизации, первый вход второго регистра и второй вход первого элемента ИЛИ соединены с первым выходом блока синхронизации, первый вход второго регистра и второй вход первого элемента

ИЛИ соединены с первым выходом блока синхронизации, четвертый выход которого соединен со вторыми входами первого и второго регистров, выход преобразователя напряжения в код соединен с третьими входами первого и второго регистров и со вторым входом сумматора-вычитателя, третий и четвертый входы которого соединены с ввгходами первого и второго регистров соответственно, а первый и второй выходы сумматора-вычитателя соединены соответственно с четвертым входом первого регистра и с четвертым входом блока сравнения кодов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Гитис Э. М. Преобразователи информации для электронных вычислительных устройств. М., «Энергия, 1970, с. 355-359.

Фиг. 2