Способ контроля аналого-цифровых преобразователей Советский патент 1980 года по МПК H03K13/02 

(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ АНАЛОГО-ЦИФРОВЫХ ПРЕОБР/ЧЗОВАТЕЛЕЙ

нарушения условий уравновешивания. Катастрс4ические отказы разрядных переключателей АЦП типа COnstO также не нарушают условий уравновешивания в части диапазона входного сигнала, но приводят к появленшо погрешности АЦП по величине, соответствующей весу отказавшего разряда. Таким образом, известный способ контроля не обеспечивает выявление отказов неисправностях ряда узлов АЦП.

Цель предлагаемого изобретения - повышение полноты контроля.

Для этого в способе контроля аналого-цифровых преобразователей, основанном на изменении в процессе контроля} Йомпенсирующего сигнала и сравнении компенсирующего сигнала с контрольным сигналом, после окончания процесса кодирования формируют компенсирующий сигнал, соответствующий дополнительном коду по отношеншо к полученному при кодировании, и контрольный сигнал, соответствующий разности между напряжением опорного источника преобразователя и входным сигналом, сравни.вают эти сигналы и, в случае превышения конт-. рольным сигналом компенсирующего, уменьшают контрольный сигнал ка величину допуска и сравнивают новый контрольный сигнал с компенсирующим.

Таким образом, контроль работоспо- собного АЦП осзтцествляется в два конт рольных такта, а контроль неработоспособного - в один или два такта в зависимости от характера неисправности.

На чертеже представлена блок-схема АЦП с самоконтролеь, реализующего предлагаемый способ конроля

Преобразователь содержит устройство управления (УУ) 1, коммутатор 2, преобразователь 3 кода в напряжение (ПКН сравнивающее устройство (СУ) 4, переключатель 5, щину 6 входного сигнала Ug , с|юрмирователь 7 контрольного сигнала (ФКС) и ключ 8, шину 9 опорного напряжения JQ и шину 10 напряжени допуска .on

Кодовые Ейыходы У У 1 подключены к кодовым входам ПКН 3, выход которого соединен с од11им из входов СУ 4. К другому входу последнего подключен выход переключателя 5, выход СУ 4 соединен со входом УУ 1. К одному из входов переключателя 5 пoдклJoчeнa шина 6 входного сигнала, к - выход ФКС 7. Ко входам ФКС 7 подключены шина 6 входного сигнала, выход

ключа 8 и шипа 9 опорного напряжения, соединенная также с аналоговым входом ПКН 3. Шина 10 напряжения допуска подключена ко входу ключа 8. Уп-

равляющие входы коммутатора 2, переключателя 5 и ключа 8 соединены с соответствующими выходами УУ 1.

Контроль работы АЦП осуществляет ся следующим образом. После окончания

.процесса кодирования последовательно проводятся два контрольных такта. В первом такте по сигналу из УУ 1 коммутатор 2 инвертирует код N , полученный в процессе кодирования и содержащийся в регистре УУ, на обратный, в результате чего на входе СУ 4 вместо напряжения U| N . Д устанавливается напряжение U() Л (здесь Д - величина кванта, П - число разрядов). В

этом же такте коммутируется переключатель 5 и на второй вход СУ 4 вместо аходного сигнала Uf подключается контрольный сигнал с выхода ФКС 7

UKOHTB 2 )c. В случае идеального уравновещивания

и при отсутствии фeйфa СУ ( UjK,p tf) Ua)i UK AN , откудаи онтр;й(2-М) . Разность, напряжений ка входах СУ в первом контрольном такте равна дивхсу

UkOHTp-ui: .

Если же AUajr. фиксируется неисправность Mjfl, В случае Usxcy/LO проводится второй контрольный такт. По сигналу из УУ 1 срабатывает ключ 8

и напряжение О контр уменьщается на величину допуска Удоп . Значение Удоп избирается таким образом, чтобы обеспечить при исправном АЦП выполнение услови:: AUj,y. во втором такте.

Несоблюдение указанного условия указывает на неисправность АЦП.

Рассмотрим, каким образом при данном методе контроля выявляется дрейф СУ 4. Условимся, что напряжение дрейфа приложено ко второму входу СУ и суммируется со входным сигналом. Тогда при идеальном уравновешивании

вместо напряжения Ugx кодируется:

О)

первом контрольном такте л

и и и

С2)

Контр КОНТР АРУчитывая, что

Jконтр оп

СЗ)

подстаиляем в (3) значениеUg U T Одр. полученное из (1): o.r, o.l, ) Из (1), (2) и (4) получаем: UKOMTP() Напряжение на первом входе. СУ в конт рольном такте и(.М-)л. %XCN KOHTP- K 2U P Очевидно, что в первом контсольном та те будет выявлена неисправность АЦП, если )O, т.е. при Если допустима большая величина дрейфа АЦП, то значение контрольного сигна ла дол)но быть соответственно увеличено. В случае, если напряжение дрейфа имеет полярность, совпадающую с поляр ностью входного сигнала, то неисправно АЦП в -первом такте не может быть выявлена. Во втором контрольном такте значение и комтр уменьшается HiiU Если допустима величина дрейфа , то значение напряжения допуска может быть определено как .JдJ|i.г Если значение дрейфа превышает допус-тимое, то во втором контрольном такте . что и позволяет выявить неисправность. .АЛО. Рассмотрим, каким образом при данном методе конроля ныяапяются отказы типа сопэЬО разрядных перзсл ючателей АЦП. Пусть отказ произошел в nepeianoчателе старшего разряда. Тогда при кодировании входного сигнала триггер старшего разряда будет установлен в состоя1тее 1 и останется в нем, но ком пенспрующий сигнал останется равным О . В процессе дальнейшего зфавнове- 066 и: :ва1ПШ; Г слу.-ае лахождега я входного сигнала в нижно половине диапазона, чфавновошивание будет обеспечено, однако выход юй код в старшем разряде бу- дет иметь значение 1 вместо О. Оювидно, что в первом контрольном такте в этом случае будет зафиксировано , что и позволит выявить отказ АЦП. Таким образом, не более, чем за два дополнительных такта выявляются неисправности АЦП, как связанные с нарушечием уравновешиЕпгшя ах одного сигнала, так и не Приводящие к нарушению урав- новешиьания. Увеличение полкоты контроля АЦП достигается за счет незначительного увеличения требуемого для реализации метода объема контрольного оборудования. Общий объем контроль)ю- го оборудова шя не пре.ьышает 15-2О% объема основного. Формула изобретения Способ контроля аналого-цифровых преобразователей , основанный на изме- неиик S процессе контроля компенсирующего сигнала и сравиеник компенсирук - щйго сигнала с коктрольным сигналом, о т л и ч а ю ш п и с я тем, что, с целью повышения полноты контроля, после с.кончания процесса кодирон1ания формируют компекс фующий сигнал, со- ответст&ующий дополкктельному коцу по откопдению к кспученному при кодирова,ш{и, к контрольный сигнал, соответств тощнй разнсхзт.и междз напряжением опорногс источника преобразоватваш и входгдым С1ггналом, сравнивают эти сигналы и, в случае превышения котрольшлм сигналом компенсирующего, jNieHbiirajoT контрольный сигнал на величину допуска и сравни.вают новый контрольный сигнал с компенсирующим.

%

.. . ,. ./ ,7O85O6

fix о

Выходной

Сигнал неисправности