Преобразователь напряжения в кодС САМОКОНТРОлЕМ Советский патент 1981 года по МПК H03K13/02 

Изобретение относится к автомат)иес- кому контролю в измерительной технике. Известен преобразователь напряжения в код (ПНК) в котором обеспечивается проведение операти)аного контроля работоспособности путем проверки осуществле ния уравновешивания входного сигнала компенсируюпшм ij. Опнако осуществление контроля работо способности путем щ)оверки правильности уравновешивания входного сигнала компен сщ)ующим после окончания процесса коД1фования, т.е. во время проведения специальных контрольных .тактов приводит к дополнительным временным затратам, что снижает быстродействие ПНК, а в процессе контроля не выявляются те виды его неисправностей,. которые обуславливаю получение ошибочного результата кодирования, но не нарушают условий уравновешивания. Таким образом, указанный способ не обеспечивает щ оведение полного контроля ПНК. Известен также ПНК с самоконтролем, в котором, с целью повьпиения полноты контроля, в контрольных тактах осуществляется сравнение компенсирующего сигнала, соответствукзщего обратному коду, полученному при кодировании, с контрольным сигналом, равным разности между напряжением рпорногч и входного сигналов. Данное устройство содеркит преобразователь кода в нацряжение, блок сравнения, блок управления, переключатель, фqpмирователь контрольного сигнала, ключ, коммутатор, шины вх щного и опорного сигналов, Ш1щу . сигнала д и1уска, шины выходного кода и сигнала ЕСЩ)авности. Контроль работоспособности устройнства осуществляется .1фи щ оведении двух-дополнительных контрольных тактов. В первом такте по сигналу из блока управления коммутатор инвертирует полученный код N , в результате чего на выходе преобразователя кода в напряжение устанавливается напряжение U| (2-1-:) Д t где д - величина кванта. В этом же такте на выходе формирователя контрольного сигнала формируется контрольный сигнал U,o,UQ -Ug s2 u-Uay затем осуществляется сравнение сигналов и и (оц-гр ° втором контрольном такте напряжение и, уменьшается на величину и. после чего осуществляется сравнение полученного сигнала с напряжением { По результатам указанных операций в блоке управления формируется сигнал исправности преобразователя 2}. Недостатком этого устройства являет- ся необходимость в дополнительных време ных затратах на проведение контрольных операций, что снижает его быстродействие. Цель изобретения - повышение быстро действия преобразователя. Поставленная цель достигается тем, что в ПНК с самоконтролем, содержащий преобразователь кода в напряжение, выход которого подключен к первому . ВХОДУ первого блока сравнения, выход которого соединен с первым входом блока управления, первый выход которого через коммутатор соединен с кодовым входом 1феобразователя кода в напряжение, второй выход соединен с управляющим входами коммутатора и переключателя, а третий и четвертый выходы соединены соответственно с выходной -шиной и с щиной сигнала исправности, при этом шина опорного сигнала подключена it первому входу формирователя контрольного сигнала, ко второму входу переключ теля и к аналоговому входу преобразователя кода в напряжение, а третий вход переключателя подключен к шине Аходного сигнала, введены операционный усилитель и второй блок сравнения, 1Ц1ичем щина входного сигнала подключена ко второму входу первого блока сравнения, второй вход которого соединен через операционный усилитель с первым входом второго блока сравнения, щзи этом второй вход операдионяого усилителя соединен с выходом переключателя, а выходы формирователя контрольного сигнала соединены сО входами второго блока сравнения, при этом второй вход формирователя соединен с выходом блок управления, второй вход которого соединен с выходом второго блока сравнения, а второй выход подключен ко входу дополнительного разряда преобразователя кода в напряжение. 8 0 На чертея е представлена структурная схема предлагаемого преобразователя. . Устройство содержит преобразователь кода в напряжение (ПНК) 1, блок 2 управления, коммутатор 3, первый блок 4 сравнения, операционный усилитель 5, второй блок 6 сравнения, переключатель 7, формирователь 8 контрольного сигнала и шины 9 входного сигнала, 10 опоркого сигнала, 11 выходного кода, 12 сигнала исправности, первую, вторую, и третью выходные шины 13-15 блока управления и входную шину 16 блока 6 сравне- якя. Оперативный. контроль ПНК в гфоиессе преобразования заключается в определении правильности формирования, компенсирующего сигнала. Значение компенсирующего сигнала заранее известно только для первого такта: (j - ... . В произвольном т -ом такте значение компенсирующего сигналаи :- А -- -(- - ,где значение разрядного коэффициента j -го разряда, определяется текущим значением кодируемого напряжения Ug и заранее неизвестно. Спнако известно, что разность между значениями кодируемого и компенсирующего сигналов в i -ом такте при исправной работе преобразователя должна быть такова, чтобы обеспечивалась возможность компенсации в доследующих тактах, т.е. 4и„ -ЧИ В случае, если в i -ом такте Ugx , то в процессе преобразования уравновешивание не достигается даже при i . 2.1 ...f:dt, О (случай перекомпенсации). Если же в oL -ом такте Г уравновещивание не достигается даже при dL А ,,,,.(Цв-1 (случай недокомпенсации). Таким образом, текуишй допусковый контроль величины jt| в соответствии с (i) в -i -ом такте позволяет судить о возможности достижения компенсации в последующих тактах, т.е. об исправнох ги преобразователя на данном такте уравновешивания. Устройство работает следующим образом. В первом такте преобразования на выходной шине 13 блока 2 управления формируется п -разрйдный код N 1000 ..... О, а по сигналу с шины 14 того же блока осуществляется включение в положение 1 дополнительного раэрада ПНК 1, формирование на выходе коммута тора 3 кода .... 1 (т.е. инвертирование кода N ), коммутация переключателем 7 напряжения UQJ на вход операционного усилителя 5, при этом по сигналу с шины 15 блока управления на выходах формирователя 8 контрольного сигнала устанавливаются напряжения УАОП и- -Одоп . На входной шине 16 блока 6 сравнения в случае исправной работы преобразователя ус авливае ся сигнал iJon- Ui, dnf, л. . оп-чи. а на выходе этого блока - сигнал Ю. В случае отказа типа consiO какого-либо разрядного переключателя ПНК 7.-1. Сигнал Z поступает - 1 в блок 2 управления и обеспечивает формирование сигнала неисправности на выходной шине 12. Одновременно с проведением контрольной операции осуще ствляется рабочая операция. Значение разрядного коэффициента ot определяется с помощью блока 4 сравнения и запоминается в блоке 2 управления. Во BTcqpoM и последующих тактах по сиРНалу с шины 14 блока управления осуществляется поддержание в положении О дополнительного разряда ПНК 1, передача через коммутатор 3 сигнала с щины 13 блока управления без инвертирова ния на кодовый вход ПНК 1. Переключатель осуществляет ком мутацию напряжения 1%у н вход операционного усилителя, с выхода которого снимается сигнал U .На выходах формирователя 8 контрольного сигнала устанавливаются сигналы -22. и -;2 . Результат сравнения сигналов на входах блока 6 сравнения в i -ом такте запоминается: в блоке 2 управления. Одновременно с этим значение разрядного коэффициента определяется с пс мощью блока 4 сравнения. Таким образом, к моменту окончания h-ro гфеобразования осуществляет- ся формирование выходного кода ПНК на шине 11 и сигнала исправности на шине 12. В случае формирования в -i -ом такте сигнала Х 1 на выходе блока 6 сравнения блок 2 ухфавления вьфабатывает сигнал ненсправности на шине 12. Этот сигнал мснкет быть использован для повторения цикла преобразования ПНК с целью устранения влияния случайных : сбоев, а в случае.повс отнрго появления сигнала неисправности - для осуществле- ,1т-+ ния замены неисправного ПНК на резерв;ное. С целью упрощения формирователя 8 контрольного сигнала контроль работы ПНК может осуществляться не в каждом, а только в первом и последнем тактах |1феобразования. При этом, если в любом из промежуточных тактов преобразования ;3начеш1е сигнала Uny-Uiti выходит за ° то в последуку:пределы допуска ii,|jc;M J ..i.C4 .I. H.I у лл jtt,.f tiKit j п, |1цих тактах уравновешивание не достигае ся, т.е. в последнем и -ом такте гфи на выходе блока 6 сравнения получают п Формирование на шине 12 выходного сигнала исправности (неисправности) ПНК 7 2.У7 обеспечивает контроль его работы к моменггу окончания цикла кодирования. Требования к формирователю 8 контрольного сигнала упрощаются, поскольку в рассматриваемом случав на его выходе необходимо, формировать только две пары сигналов: в первом такте сигналы -идоп и -т идоп и в п -ом такте сигналы и-- В этом случае среднее время выявления отказа (сбой) близко к циклу преобразования. . Совмещение по времени рабочих и контрольных операций позволяет полностью устранить дополнительные временные затраты на проведение оперативного контроля, что повышает быстродействие предлагаемого ПНК. Формула изобретения Преобразователь напряжения в код с самоконтролем, содержащий Щ)еобразователь кода в нагфяжение, выход которого подключен к первому входу первого бло-. ка сравнения, выход которого соединеи с первым входом блока ущ авления, первый вы-, ход которого через коммутатор соединён ксмдовым входом преобразователя кода в напряжение, второй выход соединен с управляющи ми входами коммутатора и переключателя, а третий и четвертый выходы соединены соответственно с выходной шиной и с щиной сигнала исправности, арк этом шина оперного сигнала подключена к первому входу формЕ5)ователя контроль.ного сигнала, ко второму входу переключателя и к анал1яоаому входу преобразо вателя кода в напряжение, а третий вход переключателя подключен к шине входного сигнала, отличающийся тем, что, с целью повышения быстрсде