Параллельно последовательный анало-гО-цифРОВОй пРЕОбРАзОВАТЕль C CAMOKOH-ТРОлЕМ Советский патент 1981 года по МПК H03K13/00 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения прецизионных аналого-цифровых преобразователей в информационно-измерительных системах, устройствах автоматизированного контроля управления. Известно устройство контроля последовательного аналого-цифрового преобразователя (АЦП), содержащее дв дополнительных разряда, из которых бДин подсоединен к плюсу эталонного источника, другой - к его минусу ll Однако такое устройство характери зуется быстродействием, так как контроль АЦП производится за два так та и дополнительно требуется источник отрицательного эталонного напря.зсения. Известно также устройство контроля работоспособности цифроаналоговых преобразователей, являющихся составной частью АЦП, имеющих резистивиую схему R « 2R, регистр, аналоговые пе реключатели, источники эталонных напряжений, аналоговый компаратор,источник уровней сравнения и блок управления Г2 . Однако такое устройство имеет большой объем оборудования/ контроль производится за несколько тактов. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является параллельно-последовательный аналого-цифровой преобразователь, содержащий две т-разрядные резистивные схемы R 2R с подключенными к ним двухпозицирняыми переключателями, управляющие входы которых подсоединены к прямым и инверсным выходам резистора, выходы резистивных схем соединены между собой через два последовательно включенных резистора,три нуль-органа, дешифратор, генератор импульсов, распределитель тактов,источник эталонного напряжения, схеглл И, ИЛИ З . Однако в таком АЦП отсутствует самоконтроль. Наличие двух ЦАП значительно усложняет применение известных средств )контроля и не позволяет получить высоких значений быстродействия и обеспечить надежный контроль. Цель изобретения - повышение достоверности и быстродействия контроля АЦП. Указанна цепь достигаетс;я тем, Что в параллельно-последовательный аыалого-цмфроэоП тф зобрэзосатель, содержащий две п --рс13рядг ые резистива ле схемы R 2R с 1-юд1 :л1оче шгз:ми к ним ДБухпоэиппоинымя переключателями, упраэ:оя| 2;4ке входы которых подсоединены к прямы.- и инверсным выхо дам резистора, выходы резкстивнык схем соедииемы между собой через два последовательно вклкченкых резистора, три нуль-органа, дешифратор генератор импу.гтьсов, распрецепк елъ тактов, источ ;Н с эталогното наг ря кекия. схемы И, ИЛК, введены четвертЬй нуль-орган, спергилионный усипитйль, HHsepTHpyiomsiJi вход которого гюдсоединен к выходу второй резистив яой охемы., а - еиивэртируквдий зхо,п. источнику эталоняого напряжения, его выход .- к J1цpвo jy входу четЕертого нулъ-Оргаяа, второй вход которого гюдсоединен к шигте измеряемого напря , а В л1ход к пегркому входу схемы ИЛИ, второй вход ко-торой ооединея с выходом первого пуяь-органа, а выход подключен к первому входу oxef/ibi И, второй вход которой соединен о выходом схемы задержки, а выход охемл И соединен с входом логического блока, вход схемы задержки соединен с единичнь5м входом триггера и п--ым вЬкодом расгзределителя тактов, единичный выход триггера подсоедиие к управляющему входу двухпозициоииого переключателя, вход которого подсоединен к источнику эталонного напряжения, а выход к (гп + 1 )-ому резистору 2R первой резистивыой схемы,, На чертеже изображена скема предлагаемого устройства, Оно содержитнуль-органы 1-4,преобразователи 5 и 6 кода в напряже;ние/ опергцдионный усилитель 7, дешиф ратор 8,схемь; ИЛИ 9,схему И 10,схему 11 задержки г распределитель 12 тактов регистр 13,.триггер 14, логический блок 15, источник 16 этсшонного :-:ia.-прях ения, генератор 17 иштульсов, дйухиозиционные перек7початели 1820; схегМ И 21 и 22, резистора 23-i-23-п; 2.4 схемы R. 2R,резисторы 25-1 - 25-п, 26, 21.. Устройство работает следующим об разом. Весь цикл преобразования происхо дит за п-тактов п - Rp п, где п - число рабочих тактов, а к 1 контрольный такт Работа АЦП без са моконтроля проискодит следугадим образом. .По сигналу Установка С распр.ед« 1итель 12 тактов устанавливает регистр 13 в исходное состояние .При переключатели 19 включаются, а переключатели 18 выкл очаются, а на один из двух входов каждого нуль-ор гана поступают соответственно напря I t.. i,u-1 г j. .и03 --Так II l-ЭТ жения и, О1- о -1 генератора 1/ поотупает на расгграцелитель 12 такто.в и н 15;епь стробирования нуль-органов . Нуль-органгз вгдцают сигналы .1 npii и., U. . После демнфрации в соответствии с формулами , X,,, у х , х -х сигналы поступают для 5правления регистром 13. В перЕО м такте преобразования зк..П10чаются два триггера старших разрядов, Соответстзенно включаются два ста.рли;х разряд,; переключателей 18 и вык;.иочаются два старших разряда переключателей 19. Далее управление этими двумя рггзрядами осуществляется дешифрслтором. Иа выходе двух преобразовате.пей 5 и 6 разность эталонных нз..пряжений вновь делится резисторами 25 и 26 на четыре ргшные части и поступает на вхо.цсл нуль-органов 1--3. В результате, например для /.(есятиразрядного АЦП за 5 тактов происходит определение всех разря;дов. Пр.и сачМО.коитроле на п--ом такте включается трнпвр 14 и происходит кание переключателя 20. При этом к напряжевиго U, добавляется напряжение равное .величине младшего разряда &U . Напряжение U поступает на вход нуль-органа 1, а напряжение U поступает на инвертируюш.ий вход усилителя 7. Ка неинвертирующий вход усилителя 7 поступает эталонное напряжение с первого входа источника эталон.ного напряжения, равное ,,, с учетом особенностей де;штеля R--2R на В зходе усилителя 7 возникает напряжение 2ли-,.лт U + U . Если на выходе ну.ль-органов 4 Ux и. 4- и или и - д и , на выходе схем-л ИЛИ 9 формируется импульс неиСПразности, стробируег ый импульсом 11, который поступает в блок 15, где индицируется, регистрируется и используется для восстанов-. ления АЦП. Следующим циклом преобразования триггер 14 устанавливается в нулевое состояние, и. процесс .преобразования повторяется. Таким образом самоконтроль производится за один аакт, что повьшает быстродействие контроля АЦП, при этом дополнительно контролируются два АЦП и повышается достоверность контроля АЦП. Формула, изобретения Параллельно-последовательный аналозго-цифровой преобразователь с самоконтролем, содержащий две т-раз рядные ре.эистивные схемы R-2K. с подключенными. к ним двухпозидионными переключателями, управляющие входы которых подсоединены к пряг.шм и инверсным выходам резистора, выходы резистивных схем соединены между собой через два последовательно включенных резистора, три нуль-органа, дешифратор, генератор импульсов, рас пределитель тактов, источник эталонного напряжения, схемы .И, ИЛИ, о тличающийся тем, что, с целью повышения достоверности и быст родействия контроля, в него введены четвертый нуль-орган, операционный усилитель, инвертирующий вход которого подсоединен к выходу второй резистивной схемы, а пеинвертирующий вход - к источнику эталонного напряжения, его выход - к первому входу четвертого нуль-органа, второй вход которого подсоединен к шине измеряемого напряжения, а выход к первому входу схемы ИЛИ, второй вход которой соединен с выходом первого нуль-органа, а выход подключен к первому входу схемы И, второй вход которой соединен с выходом схемы задержки,а выход схемы И соединен с входом логического блока, вход схемы задержки соединен с единичным входом .триггера и п-ым выходом распределителя тактов, единичный выход триггера подсоединен к управляющему входу двухпозиционного переключателя,вход которого подсоединен к источнику эталонного напряжения, а выход к (т 1)-ому резистору 2R первой резистин ной схемы. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 185581, кл. G 06 f 17.08.64. 2.Авторское свидетельство СССР № .469212, кл. Н 03 К 13/17, 26.07.72. 3.Осгроверхов В.В. Динамические по1--решности АЦП, Энергия, 1975, с. 144-152 (поототип).