Устройство аналого-цифрового преобразования с самоконтролем

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 03 М 1/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

OllИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4706962/24 (22) 19.06.89 (46) 30.11.91, Бюл. ¹ 44 (72) П.В,Белаш, Н,Н.Новиков, П.Г.Суворов, В.А.Терехов, О.В.Коровин и О.Г.Трандин (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N -275547,,кл. Н 03 М 1/06, 1970, . Авторское свидетельство СССР

N 1215175, кл, Н 03 М 1/06, 1986, (54) УСТРОЙСТВО АНАЛОГО-ЦИФРОВОГО

ПРЕОБРАЗОВАНИЯ С САМОКОНТРОЛЕМ (57) Изобретение относится к вычислительной и контрольно-измерительной технике и может быть использовано для повышения достоверности функционирования контрольно-измерительной аппаратуры. В устройство, содержащее первый аналого-цифровой преобразователь. 1, пер,, Я3«„1695498 Al вый 8 и второй 9 сумматоры flo модулю два, три элемента И 10,11 и 12, первый блок 19 элементов И, аналоговый коммутатор 24, источник 25 эталонного напряжения, четыре элемента ИЛИ 15 — 18, с целью повышения достоверности функционирования за счет увеличения глубины самоконтроля введены пять триггеров 3-7, цифровой блок 22 сравнения, четвертый и пятый элементы И 13 и

14, элемент 26 задержки, второй и третий блоки 20 и 21 элементов И, блок 23 элементов ИЛИ и второй аналого-цифровой преобразователь 2. Повышение достоверности функционирования достигается за счет использования двухканальной структуры устройства и дополнительных элементов, позволяющих сократить время локализации неисправности и время восстановления работоспособности устройства. 1 ил.

1695498

40

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для повышения достоверности фун кцион ирования контрол ьно-измерительной аппаратуры, Цель изобретения — повышение достоверности функционирования.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство содержит первый и второй аналого-цифровые преобразователи 1 и 2, с первого по пятый триггеры 3-7, первый и второй сумматоры 8 и 9 по модулю два, с первого по пятый элементы И 10 — 14, с первого по четвертый элементы ИЛИ I5-18, с первого по третий блоки 19-21 элементов И„ цифровой блок 22 сравнения, блок 23 элементов ИЛИ, аналоговый коммутатор 24, источник 25 эталонного напряжения, элемент

26 задержки, тактовую шину 27, входную информационную шину 28, первую, вторую и третью управляющие шины 29,30 и 31, шину 32 "Сброс", первую, вторую и третью выходные сигнальные шины 33,34 и 35, выходные информационные шины 36, Устройство работает следующим Образом.

Для приведения в исходное состояние устройства подается команда "Сброс" на Rвходы триггеров 3,4,6 и 7, они приводятся в нулевое состояние.

Устройство может работать в четырех режимах.

Первый — режим двухканальной работы, т.е. все триггеры находятся в нулевом состоянии, аналоговый коммутатор 24 подключает аналоговый вход устройства к аналоговым входам первого и второго ачалого-цифровых преобразователей 1 и 2.

Второй — режим одноканальной работы, т.е. четвертый триггер 6 находится в единичном состоянии, аналоговый коммутатор 24 подключает аналоговый вход устройства к аналоговым входам первого и второго аналого-цифровых преобразователей 1 и 2, работа того или иного канала определяется подачей управляющих воздействий на вторую, или третью управляющие шины 30 или

31 устройства.

Третий — режим проверки работоспособности аналого-цифровых преобразователей 1 и 2, т,е. триггеры 3,4 и 6 находятся в единичном состоянии. Коммутатор 24 подключает к аналоговым входам первого и второго аналого-цифровых преобразователей 1 и 2 источник 25 эталонного напряжения, проверка первого или второго аналого-цифровых преобразователей 1 и 2 определяется подачей управляющего воздействия на вторую и третью управляющие шины 30 и 31.

Четвертый — режим проверки работоспособности всего устройства, т.е. триггер 7 находится в единичном состоянии, на сигнальной шине 34 должен появиться сигнал

Дефект. Реализация первого режима, Триггер 7 находится в нулевом состоянии, это обеспечивает получение на выходах первого сумматора 8 по модулю 2 кода аналогичного коду, снимаемому с выхода первого аналого-цифрового преобразователя 1. На входы второго сумматора 9 по модулю 2 подается информация с одноименных разрядов аналого-цифровых преобразователей 1 и 2. Если они работают правильно, то информация с одноименных разрядов одинакова и с выходов второго сумматора 9 по модулю 2 снимается сигнал. эквивалентный логическому нулю. Это обеспечивает формирование на выходах элемента 14 И и элемента 18 ИЛИ сигнала, эквивалентного логическому нулю, Триггер

6 остается в нулевом состоянии. Нулевое состояние триггера 6 обеспечивает формирование логИческого нуля на выходах блока

20 элементов И, элемента 13 И, элемента 11

И, элемента 10 И и наличие логической единицы на выходе элемента 15 ИЛИ, что позволяет снимать информацию с выхода второго аналого-цифрового преобразователя 2, через блок 21 элементов И и блок 23 элементов ИЛИ. Триггеры 3 и 4 находятся в нулевом состоянии, Второй режим реализуется следующим образом.

При возникновении неисправности в одном из аналого-цифровых преобразователей 1 и 2 или появлении неисправности типа const 1 на выходе сумматоров 8 и 9 по модулю 2 появляется сигнал, эквивалентный логической единице на одном или всех выходах сумматора 9 по модулю 2. В случае появления единицы на одном или нескольких выходах сумматора 9 по модулю 2, она проходит через элементы 18 и 17 ИЛИ и поступает на S-вход триггера 6, Триггер 6 перебрасывается в единичное состояние, одновременно появляется сигнал Дефект на сигнальной шине 35 устройства. В случае появления единицы на всех выходах сумматоров 9 по модулю 2 открывается элемент 14

И и появляется сигнал "Дефект" на сигнальной шине 34 устройства. После переброса триггера 6 в единичное состояние он обеспечивает открытие блока 20 элементов И, через который информация с аналого-цифрового преобразователя 1 поступает в блок

22 сравнения, где она.сравнивается с информацией, поступающей с аналого-цифрового преобразователя 2. С целью

1695498

15

55 исключения разброса срабатывания преобразователей 1 и 2, их младшие разряды не сравниваются. Если информация, снимаемая с выходов аналого-цифровых преобразователей 1 и 2, совпадает, то с выхода блока 22 сравнения снимается сигнал, эквивалентный логическому нулю. В этом случае триггер 3 остается в нулевом состоянии, Устройство продолжает работать в одноканальном режиме.

Второй режим работы устройства.

При установлении триггера 6 в единичное состояние сигнал, снимаемый с его прямого в хода, поступает на входы элементов

10 и 1 И. С выходов одного из них снимается с гнал, эквивалентный логической единицг в зависимости от состояния, в котс ом находится триггер 5. Если триггер

5 находится в нулевом состоянии (было подано предварительное воздействие на управляющую шину 31), то появляется логическая единица на выходе элемента 10 . И. Это позволяет снимать информацию с аналого-цифрового преобразователя 1 через блок 19 элементов И и блок 23 элементов ИЛИ. Если триггер 5 находится в единичном состоянии (было подано предварительное воздействие на управляющую шину ЗО), то появляется логическая единица на выходе элемента 11 И, что позволяет снимать информацию с аналого-цифрового преобразователя 2, Третий режим работы устройства.

В этом случае информация, поступающая в блок 22 сравнения, не совпадает, На выходе этого блока появляется сигнал, эквивалентный логической, единице. Этот сигнал обеспечивает формирование сигнала на сигнальной шине 33 устройства, который будет свидетельствовать о несовпадении формируемых аналого-цифровых преобразователей кодов 1 и 2, При появлении сиг. нала на выходе элемента 12 И, триггер 3 перебрасывается в единичное состояние.

Это приводит к срабатыванию коммутатора

24, который отключает входную шину 28 устройства от аналоговых входов аналогоцифровых преобразователей 1 и 2 и подключает их входы к источнику 25. Последовательно переключая аналого-цифровые преобразователи 1 и 2, подавая управляющие сигналы на шины 30 и 31 устройства, обнаруживают неисправный аналого-цифровой преобразователь. После обнаружения неисправного аналого-цифрового преобразователя устройство продолжает функционировать, но уже не осуществляя самодиагностирования. Для этого необходимо подать команду "Сброс" на R-вход триггера 3. При этом он устанавливается в нулевое состояние, —.е. аналоговые входы аналого-цифровых преобразователей 1 и 2 отключаются от источника 25. Для исключения влияния блока 22 сравнения на дальнейшую работу в одноканальном режиме выходы элементов 10 и 11И связаны через элемент 16 ИЛИ с 3-входом триггера 4. При переходе устройства в одноканальный режим появляется сигнал на выходе одного из элементов 10 И и 11 И, перебрасывая триггер 4 в единичное состояние, После определенной задержки, которая позволяет сработать блоку 22 сравнения и зафиксировать сигнал на сигнальной шине 33, логическая единица со входа элемента 12 И снимается и сигнал на выходе этог элемента исчезает.

Четвертый режим реализуется следующим образом.

Подается управляющее воздействие на управляющую шину 29. При этом на вторые входы сумматора 8 по модулю 2 подается сигнал, эквивалентный логической единице, так как триггер 7 перебрасывается в единичное состояние, что обеспечивает появление на выходе сумматора 8 по модулю 2 информации противоположной информации, снимаемой с выхода аналого-цифрового преобразователя 1, Это приводит к тому, что на всех выходах сумматора 9 по модулю 2 появляется логическая единица и на выходе элемента 14 И появляется сигнал, о чем сигнализирует сигнал на сигнальной шине

34, Далее в устройстве происходят процессы,аналогичные работе устройства во втором режиме. Отсутствие сигнала на сигнальной шине 33 устройства свидетельствует о нормальной работе аналого-цифровых преобразователей 1 и 2.

Формула изобретения

Устройство аналого-цифрового преобразования с самоконтролем, содержащее первый аналого-цифровой преобразователь, первый и второй сумматоры по модулю два, первый, второй и третий элементы И, выход первого из которь х соединен с управляющим входом первого блока элементов И, аналоговый коммутатор, первый информационный вход которого подключен к выходу источника эталонного напряжения, с первого по четвертый элементы ИЛИ, первый вход первого из которых подключен к выходу второго элемента И, о тл и ч а ю щеес я тем, что„с целью повышения достоверности функционирования за счет увеличения глубины самоконтроля, в него введены пять триггеров, цифровой блок сравнения, четвертый и пятый элементы И, элементы задержки, второй и третий блоки элементов

И, блок элементов ИЛИ и второй аналого1695498

Составитель Ю. Спиридонов

Редактор А. Калениченко Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор М. Демчик

Заказ 4172 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, yn,Гагарина, 101 цифровой преобразоватепь, тактовый вход которого объединен с тактовым входом перaoro.,àHàëîã0-цифрового преобразователя и является тактовой шиной, информационный вход первого аналого-цифрового пре- 5 образователя объединен С информационным входом второго аналогоцифрового преобразователя и подключен к выходу аналогового коммутатора, второй информационный вход которого является 10 входной информационной шиной, а управляющий вход подключен к прямому выходу первого триггера, $-вход которого подключен к выходу третьего элемента И и является первой выходной сигнальной шиной, 15 первый вход третьего элемента И подключен к выходу четвертого элемента И, первый вход которого подключен к инверсному выходу цифрового блока сравнения, первые входы которого подключены к соответству- 20 ющим выходам второго блока элементов И, информационные входы которого объединены с соответствующими информационными входами первого блока элементов И, с соответствующими первыми входами пер- 25 вого сумматора по модулю два и подключены к соответствующим выходам первого аналого-цифрового преобразователя, второй вход третьего элемента И подключен через элемент задержки к инверсному выхо- 30 ду второго триггера, S-вход которого подключен к выходу второго элемента ИЛИ, первый вход которого объединен с первым входом первого элемента ИЛИ, первый вход второго элемента И подключен к прямому 35 выходу третьего триггера, инверсный выход которого соединен с первым входом перво о элемента И, второй вход которого объединен с вторыми входами второго и четвертого элементов И, с управляющим 40 входом второго блока элементов И и подключен к прямому выходу четвертого триггера, S-вход которого подключен к выходу третьего элемента ИЛИ, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам пятого элемента И и четвертого элемента ИЛИ и являются соответственно второй и третьей выходными сигнальными шинами, входы четвертого элемента ИЛ И объединены с соответствующими входами пятого элемента И и подключены к соответствующим выходам второго сумматора по модулю два, первые входы которого подключены к соответствующим выходам первого сумматора по модулю два, а вторые входы объединены с соответствующими вторыми входами цифрового блока сравнения, с соответствующими информационными входами третьего блока элементов И и подключены к соответствующим выходам второго аналого-цифрового преобразователя, вторые входы первого сумматора по модулю два обьединены и подключены к прямому выходу пятого триггера, S-вход которого является первой шиной управления, à R-вход — объединен с R-входами первого, второго и четвертого триггеров и является шиной

"Сброс", инверсный выход четвертого триггера соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом третьего блока элементов И, выходы которого соединены с соответствующими входами блока элементов

ИЛИ, выходы которого являются соответствующими выходными информационными шинами, а вторые входы подключены к соответствующим выходам первого блока элементов И, управляющий вход которого объединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, S-вход и R-вход третьего триггера являются соответственно второй и третьей управляющими шинами.