Аналого-цифровой преобразователь

 

Изобретение относится к области контрольно-измерительной к вычислительной техники и позволяет увеличить функциональную надежность аналого-цифрового преобразователя за счет повышения достоверности результатов его самоконтроля. Контроль правильности функционирования регистра 1 заключается в поразрядном сравнении его входной и выходной информации. Контроль резистивной матрицыЛ -2 R 2 состоит в сравнении ее выходного напряжения с наперед заданным эталонным напряжением с использованием групп вторых и третьих источников 14 и 16 эталонного напряжения и второго блока 18 сравнения. Работоспособность первого блока 4 сравнения контролируется путем сравнения выходных сигналов его и третьего блока 21 сравнения на фиксированном значении эталонного напряжения , подаваемого на второй вход третьего блока 21 сравнения от четвертого источника 20 эталонного напряжения . Третий элемент 22 сложения по модулю два выдает сигнал, эквивалентный логическому О в случае отсутствия неисправности первого блока 4 сравнения. При несовпадении выходных сигналов первого и третьего блоков 4 и 21 сравнения в случае неисправности первого блока 4 сравнения и при наличии управляющего сигнала с выхода дешифратора 10 элемент 22 сложения по модулю два выдает сигнал на первый вход блока 23 индикации , который выдает информацию о наличии неисправности в блоке 4 сравнения . 1 ил. (Л С Ю ел ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1215175 (д!)4 Н 03 М !/06

/f"

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3727302/24-24 (22 ) 11.04.84 (46) 2.8.02.86.. Бюл. Ф 8 (72 ) М.М. Чинчевой, О.Ф. Жуков, Н.Н. Новиков и Н.И. Танцюра (53) 681.325 (088.8) (5e ) Авторское свидетельство СССР

Р 167373, кл. Н 03 К 13/02, 1962.

Гитис Э.И. Преобразователи информации для электронных цифровых вычислительных устройств. M.: Энергия, 1975, с. 298, рис. 7-7а . (54)АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57)Изобретение относится к области контрольно-измерительной и вычислительной техники и позволяет увеличить функциональную надежность аналого-цифрового преобразователя за счет повышения достоверности результатов его самоконтроля.

Контроль правильности функционирования регистра заключается в поразрядном сравнении его входной и выходной информации. Контроль резистивной матрицыЙ -2 К 2 состоит в сравнении ее выходного напряжения с наперед заданным эталонным напряжением с использованием групп вторых и третьих источников 14 и 16 эталонного напряжения и второго блока 18 сравнения.

Работоспособность первого блока 4 сравнения контролируется путем сравнения выходных сигналов его и третьего блока 21 сравнения на фиксированном значении эталонного напряжения, подаваемого на второй вход третьего блока 21 сравнения от четвертого источника 20 эталонного напряжения. Третий элемент 22 сложения по модулю два выдает сигнал, эквивалентный логическому "О" в случае отсутствия неисправности первого- блока 4 сравнения. При несовпадении выходных сигналов первого и третьего блоков 4 и 21 сравнения в случае неисправности первого блока 4 сравнения и при наличии управляющего сигнала с выхода дешифратора- 10 элемент ьв

22 сложения по модулю два выдает (Я сигнал на первый вход блока 23 индикации, который выдает информацию о р- наличии неисправности в блоке 4 сравнения. 1 ил, 12

Иэобрет ние относится к контрольно-измерительной и вычислительной технике, Целью изобретения является увеличение функциональной надежности путем повышения достоверности результатов самоконтроля аналого-цифрового преобразователя.

На чертеже представлена блок-схема аналого-цифрового преобразователя.

Аналого-цифровой преобразователь содержит регистр 1, резистивную матрицу R --2 Р 2 преобразователя код— напряжение и его первый источник 3 эталонного напряжения, первый блок

4 сравнения, генератор.5 тактовых импульсов, первый элемент И 6, регистр 7 сдвига, группу вторых элементов И 8, группу первых элементов

9 сложения по модулю два, дешифратор 10, первый элемент ИЛИ 11, второй элемент ИЛИ 12, первый блок 13 коммутирующих элементов, группу вторых источников 14 эталонного напряжения, второй блок 15 коммутирующих элементов, группу третьих источников 16 эталонного напряжения, третий элемент ИЛИ 17, второй блок

18 сравнения, второй элемент 19 сложения по модулю два, четвертый источник 20 эталонного напряжения, третий блок 21 сравнения, третий элемент 22 сложения по модулю два, блок 23 индикации, четвертый элемент ИЛИ 23, элемент НЕ 25, третий элемент И 26, входную шину 27, шину 28 "Пуск", выходные шины 29, группу четвертых элементов И 30.

Аналого-цифровой преобразователь работает следующим образом.

В аналого-цифровом преобразователе основными элементами являются резистивная матрица R- 2 R 2 и первый источник 3 эталонного напряжения, с помощью которых вырабатывается сумма эталонных напряжений, соответствующая набранному коду, Измеряемое напряжение Uy с входной шины 27.поступает на первый вход первого блока 4 сравнения, а на его второй вход подается с резистивной матрицы К -2 R 2 сумма эталонных: напряжений. Первый блок 4 сравнения выдает сигнал, эквивалентный логической "1", когда напряжение, подаваемое на его первый вход О», больше или равно сумме эталонных напряжений, поступающей на его второй

15175 2

5

45 вход, т,е. при U» > О т . В случае

U» < 0 эт, с выхода первого блока 4 сравнения снимается сигнал, эквивалентный "0". Сигнал с выхода первого блока 4 сравнения поступает через элемент И 26 и на первые входы группы вторых элементов И 8.

В исходном состоянии в регистре

7 сдвига в младшем (первом) разряде записана единица, а в остальных разрядах нули ° В этом случае с первого (инверсного) выхода регистра 7 сдвига выдается сигнал, эквивалентI ный логическому "0", который запрещает прохождение импульсов с выхода генератора 5 тактовых импульсов через элемент И 6 и на информационный вход регистра 7 сдвига.

Работа аналого-цифрового преобразователя начинается в момент поступления на его шину 28 сигнала "Пуск".

При этом все разряды регистра 1 устанавливаются в нулевое состояние. По этому же сигналу "Пуск" единица с младшего (первого) разряда регистра

7 сдвига переносится в следующий разряд. В этом случае с первого (инверсного) выхода регистра 7 сдвига подается сигнал, эквивалентный логической "1" на третий вход первого элемента И 6. На первый вход элемента И

6 поступает сигнал, эквивалентный, логической "1", с выхода элемента

HK 25.

Импульсы с выхода генератора 5 тактовых импульсов через элемент И

6 поступают на информационный вход регистра 7 сдвига. Начинается формирование суммы эталонных напряжений с помощью регистра 1, резистивной матрицы R -2 R 2 и первого источника 3 эталонного напряжения. С выхода регистра 1 код, определяющий значение суммы эталонных напряжений, поступает на выходы 29 аналого-цифрового преобразователя.

Контроль правильности функционирования аналого-цифрового преобразователя осуществляется следующим образом.

Контроль правильности функционирования регистра 1 заключается в порязрядном сравнении его входной и выходной информации.

Информация, поступающая на информационные входы регистра 1, одновременно поступает на первые входы группы первых элементов 9 сложения,о

1215175

45

55 модулю два и на первые входы группы четвертых элементов И 30, На вторые входы группы первых элементов 9 сложения по модулю два снимается информацпя с выходов регистра 1. В случае поразрядного несоответствия входной и выходной информации регистра 1 с выхода соответствующего элемента 9 сложения по модулю два снимается сигнал, соответствующий логической

13 tl

1 . Этот сигнал поступает на второй вход соответствующего элемента И 30.

При наличии сигнала, эквивалентного логической "1", на первом входе этого элемента И 30 с его выхода выдается сигнал, эквивалентный логической "I" который через элемент ИЛИ

ll поступает на второй вход блока 23 индикации. В этом случае блок 23 индикации выдает информацию о неисправности регистра 1. Одновременно с выхода элемента ИЛИ ll сигнал, эквивалентный логической "1", поступает через элемент ИЛИ 24 на вход элемента НЕ 25, с выхода которого в данном случае подается сигнал, эквивалентный логическому "0", который запрещает прохождение импульсов с выхода генератора 5 тактовых импульсов на вход регистра 7 сдвига.

Этот же сигнал с выхода элемента НЕ

25 запрещает прохождение сигнала с выхода первого блока 4 сравнения.

Аналого-цифровои преобразователь прекращает свое функционирование.

Контроль правильности функционирования резистивной матрицы 1 -2 R 2 состоит в сравнении ее выхддного напряжения с наперед заданным эталонным напряжением с использованием группы вторых 14 и третьих 16 источников эталонного напряжения и второго блока 18 сравнения. Количество источников 14 и 16 эталонного напряжения определяется требованиями, предъявляемыми к уровню достоверности контроля правильностифункционирования резистивной матрицы К-2 R 2. Выходная информация с регистра 1 поступает на вход дешифратора 10, который обеспечивает поочередное подключение источников

14, 16 эталонного напряжения через соответствующие первый 13 и второй

15 блоки коммутирующих элементов и элемент ИЛИ 17 к второму входу второго блока 18 сравнения. На первый вход второго блока !8 сравнения пос5

1О

30 тупает напряжение с выхода резистивной матрицы R-2R2. Второй блок 18 сравнения выдает сигнал, эквивалентный логической "1", когда напряжение, подаваемое на его первый вход, больше или равно напряжения, поступающего на его второй вход. B случае неисправности резистивной матрицы R --2R2 указанное условие, соответствующее ее правильному функционированию, не выполняется и с выхода второго блока 18 сравнения на первьп вход второго элемента 19 сложения по модулю два поступает на сигнал, эквивалентный логическому

"0, а на его второй вход поступает сигнал с выхода дешифратора 10 через элемент ИЛИ 12, определяющий выбор соответствующего источника 14, 16 эталонного напряжения, С выхода элемента 19 сложения по модулю два сигнал, эквивалентный логической

1I tt

I, поступает на. третий вход блока

2 3 индикации, который выдает информацию о наличии неисправности в резистивной матрице R 2 R 2 . Одновр еменно с выхода элемента 1 9 сложения по модулю дв а сигнал, эквивалентный логической " 1 ", поступает через элемент ИЛИ 2 4 на вход элемента НЕ 2 5 .

С этого момента аналого-цифровой преобразователь прекращает свою работу, Работоспособность первого блока

4 сравнения контролируется только в тот момент времени, когда на.выходе регисгра 1 будет код, который соответствует подаче на вход блока 4 эталонного напряжения, равного эталонному напряжению четвертого источника

20 эталонного напряжения, и заключается в сравнении выходных сигналов первого 4 и третьего 21 блоков сравне ния на фиксированном значении эталонного напряжения, подаваемого на второй вход третьего блока 21 сравнения от четвертого источника 20 эталонного напряжения. Третий элемент 22 сложения по модулю два выдает сигнал, эквивалентный логическому "0", в случае отсутствия неис правности йервого блока 4 сравнения при одновременном поступлении на его первый и второй входы сигналов, эквивалентных логической "1" или логическому "0", при наличии управляющего сигнала на его третьем входе с выхода дешифратора 10. Сигнал с

1215175 выхода дешифратора 1О выдается только тогда, когда напряжение, снимаемое с выхода резистивной матрицы R.--2R2, станет равным заранее выбранному значению напряжения, снимаемому с выхода четвертого источника 20 эталонного напряжения. При несовпадении выходных сигналов первого 4 и третьего 21 блоков сравнения (в случае неисправности первого 4 блока сравнения) и при наличии управляющего сигнала с выхода дешифратора

10 элемент 22 сложения по модулю два вьщает сигнал на первый вход блока

23 индикации, который выдает информацию о наличии неисправности в блоке 4 сравнения. Одновременно сигнал с выхода элемента 22 сложения по модулю два через элемент ИЛИ 24 поступает на вход элемента НЕ 25. С этого момента аналого-цифровой преобразователь прекращает свою работу, Формула иэ обретения

Аналого-цифровой преобразователь, содержащий регистр, преобразователь код-напряжение, выполненный на последовательно соединенных первом источнике эталонного напряжения и резистивной матрице К-2R, первый блок сравнения, генератор тактовых импульсов, первый элемент И, группу вторых элементов И, регистр сдвига, выход генератора тактовых импульсов подключен к первому входу первого элемента И, второй вход которого соединен с инверсным выходом регистра сдвига, а выход — с информационным входом регистра сдвига, управляющий вход которого объединен с управляющим входом регистра и является шиной "Пуск", прямые выходы регистра сдвига соединены с первыми входами группы соответствующих вторых элементов И, выходы которых подключены к соответствующим информационным входам регистра, выходы которого соединены соответственно с вторыми входами реэистивной матрицы R -211 и являются выходными шинами, а выход резистивной матрицы R,-2R соединен с первым входом первого блока сравнения, второй вход которого является входной шиной, отличающийся тем, что, с. целью повышения функциональ5 l0

20

30

40 45

55 ной надежности устройства, в него введены группа первых элементов сложения по модулю два, дешифратор, первый, второй, третий и четвертый элементы ИЛИ, первый и второй блоки коммутирующих элементов, группы вторых и третьих источников эталонного напряжения, четвертый источник эталонного напряжения, второй и третий блоки сравнения, третий элемент И, второй и третий элементы сло--жения по модулю два, блок индикации, элемент НЕ, группа четвертых элементов И, при этом выход третьего элемента И подключен к вторым входам группы вторых элементов И, первые входы группы четвертых элементов И объединены с соответствующими первыми входами группы первых элементов сложения по модулю два и соединены с соответствующими выходами группы вторых элементов И, вторые входы группы первых элементов сложения объединены с соответствующими входами дешифратора и соединегы с соответствующими выходами регистра, вторые входы группы четвертых элементов И соединены с соответствующими выходами группы первых элементов сложения по модулю два, а выходы — с соответствующими входами первого элемента ИЛИ, первый вход блока индикации объединен с первьцк входом четвертого элемента ИЛИ и соединен с выходом третьего элемента сложения по модулю два, второй вход блока индикации объединен с вторым входом четвертого элемента ИЛИ н соединен с выходом первого элемента ИЛИ, третий вход блока индикации объединен с третьим входом четвертого элемента ИЛИ и соединен с выходом второго элемента сложения по модулю два, выход четвертого элемента ИЛИ через элемент НЕ соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход которого объединен с первым входом третьего элемента сложения по модулю два и соединен с выходом первого блока сравнения, первый вход которого соединен с первым входом второго блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, а выход — с первым входом второго элемента сложения по модулю два, второй вход которого соединен с выходам второго элемента ИЛИ, 1215175

„rlycjf

Составитель В. Солодова

Техред М.Надь Корректор В. Синицкая

Редактор M. Келемеш

Заказ 912/60 Тираж 8)8 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул . Проектная, 4 первая и вторая группы входов которого объединены с первыми группами входов соответственно первого и второго блоков коммутирующих элементов и подключены к соответствующим первым выходам дешифратора, второй выход которого подключен к второму входу третьего элемента сложения по модулю два, третий вход которого соединен с выходом третьего блока сравнения, второй вход которого подключен к выходу четвертого источника эталонного напряжения, причем вторые группы входов первого и второго блоков коммутирующих элементов соединены соответственно с выходами групп вторых и третьихисточников эталонного напряжения,авыхо1ц цы-с входами третьего элемента ИЛИ.