Аналого-цифровой преобразователь

 

Изобретение относится к вычислительной и электроизмерительной технике и может быть использовано в системах контроля, сбора и обработки информации. Цель изобретения - повышение достоверности преобразования за счет обеспечения самоконтроля работы преобразователя. Для достижения поставленной цели в известное устройство, содержащее регистр, преобразователь цифрааналог, два компаратора, аналоговый вычитатель, источник эталонного напряжения положительной полярности , в/ведены источник эталонного напряжения отрицательной полярности , устройство индикации неисправностей , элемент задержки, два элемента ИЛИ, два переключателя, шесть элементов И, второй преобразователь цифра-аналог, группа элементов НЕ, генератор импульсов. 1 ил. I (Л с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (1!) А1 (sa)s Н 03 M 1/46

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР г с=.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .

Н А ВТОРСНОМ,К СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4447050/24 (22). 23.06.88 (46) 07.04.91. Бюл. № 13 (72) М.Н.Селуянов (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 809554, кл. H 03 M 1/46, 1979.

Авторское свидетельство СССР

¹ 750727, кл. Н 03 М 1/46, 1980. (54) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к вычислительной и электроизмерительной технике и может быть использовано в системах контроля, сбора и обработки информации. Цель изобретения— повышение достоверности преобраИзобретение относится к вычислительной и электроизмерительной технике и может быть использовано в системах автоматического контроля, информационно-измерительных системаХ сбора и обработки информации повышенной надежности.

Цель изобретения — повышение достоверности преобразования за счет обеспечения самоконтроля работы преобразователя.

На чертеже представлена блок-схема аналого-цифрового преобразователя.

Устройство содержит компараторы

1, 2, аналоговый вычитатель 3, цифроаналоговые преобразователи 4, 5, источник 6 эталонного напряжения положительной полярности, переключатели 7, 8, источник 9 эталонного зования за счет обеспечения самоконтроля работы преобразователя.

Для достижения поставленной цели в известное устройство, содержащее регистр, преобразователь "цифрааналог", два компаратора, аналоговый вычитатель, источник эталонного напряжения положительной полярности, введены источник эталонного напряжения отрицательной полярности, устройство индикации неисправностей, элемент задержки, два элемента ИЛИ, два переключателя, шесть элементов И, второй преобразователь "цифра-аналог", группа элементов НЕ, генератор импульсов.

1 ил. наПряжения отрицательной полярности, элементы И 10-14, элементы НЕ !5, !

6„ 3 eMeHT KlH 17, элемент И 18, блок 19 индикации неисправностей, регистр 20, элемент ИЛИ 21, генератор 22 импульсов, элемент 23 задержки.

Устройство работает следующим образом.

Весь цикл преобразования происхоI дит за пт! тактов, roe n — число рабочих тактов, а п+1 — контрольный такт.

Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) без самоконтроля работает следующим образом. Управление работой AlgI производится от регистра 20, который преобразует последовательный код, поступающий на информационный вход D в параллельный. Регистр 20

1640818 имеет вход С синхронизации, подклнг ченный к выходу генератора импульсов, входы разрешения преобразования, ERD и сброса S, подключенные к шинам нулевого потенциала и "начало преоб» разования". При логическом уровне

"0" на входах ERD u S по спаду отри» цательного тактового импульса триг-, гера регистра 20 устанавливаются в I 10

1 начаоьное состояние: на выходах с 1 по н-уровень "!", где выход - нудево выход триггера старшего разряда, а вы-; ходы с 2 по n - единичные выходы триг- герон регистра 20. На выходе цифро-, 15 аналогового преобразователя {ЦАП) 4 .устанавливается напряжение Пкрм 1

Uы — где Пят " напряжение эта2 лонного источника 6, а на выходе 2О

ЦАП 5 2 — Utl!q.р, где 0NW p- напряUet жение младшего разряда. Если.преобUЯ раэуемое напряжение Uy "- сигнал

2 25 с компаратора 2 через элемент И 12 устанавливает триггер старшего разряда регистра 20 в состояние "1", и на выходе элементов НЕ 15, 16 устанавливается код 01111...1, а тактовый им» 30 пульс с генератора 22 устанавливает код 00111... t. В дальнейшем регистроМ 20 управляет компаратор 1 через элемент И 10. В результате за и так-; тов в соответствии с алгоритмом по- 35 разрядного уравновешивания определяются все разряды АЦП, U т

Если У сигнал с компаратора 2 через.элемент И 12 сохраняет триг-40 гер старшего разряда регистра 20 в состоянии "0", и на входе элементов

НЕ 15, 16 сохраняется код 11111...

11, а тактовый импульс с генератора

22 устанавливает код 10111...1. В 45 дальнейшем регистром 20 управляет компаратор 2 через элемент И 11 или элемент И 12 в зависимости от величины логического уровня на выходах регистра 20 (например, при логиче-. 50 ском уровне "0" на выходе 2 регистра

20 информация на его вход Э поступает через элемент И 11 от компара»нтора 2, а при логическом уровне "1". на выходе 2 эта информация на вход

9 поступает от компаратора 2 через элемент И 12. В результате за и тактов в соответствии с алгоритмом

I поразрядного уравновешивания onределяются все разряды АЦП. Выходной двоичный код снимается с выхо дов с 1 по и (1 разряд снимается с нулевого выхода триггера старmего разряда регистра 20). Для случая, когда Ug d, выходной код

ПЭГ снимается с выхода 1 регистра 20 и выходов элементов НЕ 15, 16.

При самоконтроле íà и+1»ом такте

Пэ» в случае, если UgC ш+1-ый резис2 тор 2 R резистивной матрицы R-2R

ЦАП 4 подключается через переключатель 7 к источнику 9, так как на управляющем входе переключателя 7 появляется разрешающий потенциал с элемента И 14. m+1-ый резистор 2 R резистивной матрицы К-2R ЦАП 5 остается подключенным к нулевой шине через переключатель 8, на управляю- щем входе которого имеется запрещающий потенциал. Тогда на выходе ЦАП 4 формируется напряжение ПКфм г Пуи.р. а на выходе ЦАП 5 - напряжение

Ug - Скому- U p» Затем производится сравнение напряжений Ua u

14iомп- U lllh.p компаратором 1, Пвà — Ug и U — Пц>мп — Б май. компаратором

Если Uv ) укоме- Бмю,р, и БаГ 4 > Пэт — U U «формирует- ся сигнал "Годен", который через элементы ИЛИ 17, И 18 поступает в устройство 19 индикации. Если выпол-. няется хотя бы одно из условий Ug <

8 U мме Пм t Ue П Um Ue

- Ul!J .J,, формируется сигнал "Негоден", который через элементы ИЛИ 17, И 18 поступает в блок 19 для индикации сигнала "АЦП негоден". Элемент И 18 опрашивается на (и+1)-ом такте с задержкой, опредляемой элементом 23.

При этом операция сравнения 0 ивЂ

" Пк pU óò Пкомя- Пяа р тождест» венна операции сравнения Н С0комя+

+ Uen.p

Если .Uy )Увт, m+t-й резистор 2 R резистивной матрицы R-2R ЦАП 4 подключается через переключатель 7 к нулевой шине, так как управлякюций вход его имеет запрещающий потенциал от элемента И 14. ш+1-ый резистор 2 R резистивной матрицы R-2R

ЦАП 5 через переключатель 8 подключается к источнику 9, так как на управляющем входе переключателя 8 по является разрешающий потенциал от элемента И 13. При этом на-;выходе

ЦАП 5 — напряжение U фт - Бяемц

- Uwn,ð. На выходе ПАП 4 — напряжение П вмя- U ме.р. Если Ug: Пкфмя,— — Пмвр. и U — U» Ъ Пэвк — ПромявЂ

Пвр.р формируется сигнал "Годен".

Если выполняется хотя бй одно из условий Uxc- Uêoìþ- U<

C Пэт - Унося- Ую р., формируется сигнал "Негоден", который через элег менты ИЛИ 17, И 18 поступает в устройство 19 для индикации сигнала

"АЦП негоден".

Таким образом, в устройстве одни и. те же ЦАП 5 и компаратор 2 участву-ют как в основной работе устройства, так и при его самоконтроле, что не требует дополнительных элементов пля самоконтроля и позволяет повысить достоверность преобразования.

Формула изобретения

Аналого-цифровой преобразователь, содержащий регистр, выход старшего разряда. которого соединен с входом старшего разряда первого цифроаналогового преобразователя, источник эталонного напряжения положительной полярности, выход которого соединен с первым входом аналогового вычитателя, второй вход которого объединен с первым входом первого компаратора и является входной шиной, выход аналогового вычитателя соединен с первым входом второго компара-тора, второй вход первого компаратора соединен с выходом первого цифроаналогового преобразователя, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения достоверности преобразования, за счет обеспечения самоконтроля работы преобразователя, в него введены второц цнфроаналоговый преобразователь, источник эталонного напряжения отрицательной полярности, первый и второй переключатели, первый и второй элементы ИЛИ, генератор импульсов, блок индикации неисправностей, элемент задержки, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой элементы И и "и" элементов НЕ, причем первый вход первого элемента

И соединен с выходом первого компаратора и объединен с первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго .ком"

0818 питания которых объединены с входом аналогового вычитателя, n+1 выход регистра соединен с входом эле,щ мента задержки, выход которой подключен к первому входу шестого элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого элемента

ИЛИ, выход шестого элемента И подключен к блоку индйкации, второй вход первого элемента И подключен к входу старшего разряда второго циф45 роаналогового преобразователя, входы остальных разрядов которого соеЯ(дииены соответственно с выходами с второго яо и разрядов регистра, которые через элементы НЕ соедийены с соответствуюшимн входами первого цифроаналогового преобраэователя, второй вход компаратора под55 ключен к выходцу второго цифроанало гового преобразователя, выход генератора импульсов соединен с входом синхронизации регистра, вход раэрепаратора н объединен с первыми входами второго и третьего элементов И, вторые входы которых объединены с первым входом четвертого элемента И и с входом первого элемента НЕ, выход которого подключен ко второму входу первого элемента И и первому .. входу пятого элемента И, третий вход второго элемента И соединен с выходом второго элемента HF. вход которого подключен к третьему входу третьего элемента И, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходамн первого и второго элементов И, выход второго элемента ИЛИ подключен к информаци20 онному входу регистра, входы и элементов HE подключены к соответствующим п выходам регистра, и+1 выход которого подключен к вторым входам четвертого и пятого элемен25 тов И, выходы которых подключены соответственно к управляющим входам первого и второго переключателей, первые входы которых соединены с нулевой шиной, а вторые входы объЗ единены и поцключены к выходу ис- точника эталонного напряжения отрицательной полярности, выходы первого и второго переключателей под. ключены соответственно к аналого35 вым входам первого и в оро о ц ФРаналоговых преобразователей, шины

1640818 .шения записи и вкод сброса которого вого потенциала и шиной "начала преявляются соответственно шиной нуле- образования".

Тираж 469

Заказ 1266

8 ЯНПН Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

Составитель Н.Козлов

Редактор Б.Федотов Техред Л,Олийнык с

Корректор М.Максимишинеп, Подписное