Резервированный преобразователь напряжения в код

 

Союз Советских

Социалистимесмих

Республик

ОП ИСАНИЕ

И ЗОБРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< 663101 т а р.

"4, / (51) М. К.а.

Н 03 К 13/02 (61) До пол ни тельное к а вт. св ид- ву— (22) Заявлено 10.02.75 (21) 2103510/18-21 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Гасударстввнный камнтет ссср па делам нзаарвтвннй н аткрытнй

Опубликовано 15.05.79. Бюллетень № 18

Дата опубликования описания 20.05.79 (53) УДК681.325 (088.8) (72) Авторы изобретения

Ю. А. Юланов, П. И. Подоплелов, А. К. Леонтьев и P. А. Давлетов (71) Заявитель (54) РЕЗЕРВИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ

В КОД

Изобретение относится к области импульсной техники и автоматики и может быть использовано в системах сбора и обработки информации в автоматических системах управления, когда к этим системам предъявляются высокие требования по надежности.

Известен преобразователь напряжения в код повышенной надежности, созданный по принципу своевременного обнаружения отказов с помощью устройства контроля и переключения на резервные каналы с помощью активных переключателей, т. е. обычно в таких преобразователях реализуется широко известный принцип резервирования активным замещением.

Недостатками преобразователей напряжения в код, резервированных активным замещением являются возможность выдачи неправильных результатов при возникновении отказа устройства контроля и переключателя каналов резерва; необходимость применения специальных мер по существенному йовышению надежности устройства обнаружения отказов и переключателя каналов резерва; невозможность устранения влияния параметрических уходов без применения специальных аналоговых или цифровых корректирующих устройств могут приводить к отказу источника информации, а следовательно, к отказу всего резервированного устрой5 ства преобразования напряжения в код.

Известен аналого-цифровой преобразователь с обратной связью, который содержит регистр памяти, индикатор годности, предварительный сумматор системы допускового контроля, подключенный к одноименным выходам триггеров регистра, соответствующий «1» выходного сигнала, а в (t — а + 1) и (t — в + 1) младших разрядах (где t — число контролируемых с допуском младших разрядов, в которых при контроле фиксируется «1» «а» и «в» вЂ” числа положительного и отрицательного поля допуска младших разрядов) — к разноименным выходам триггеров, предварительные сумматоры подключены на вход оконечного сумматора, выход последнего связан с бистабильным индикатором годности.

В этом преобразователе снижается быстродействие из-за необходимости проведения периодического самоконтроля.

663101

Целью изобретения является повышение надежности, быстродействия и точности преобразования.

Поставленная цель достигается тем, что в резервированный преобразователь напряжения в код, содержащий каналы общего резервирования, состоящие из сдвигового регистра, выходы этого регистра через блок управления подключены к преобразователю кода в напряжение, выход которого подключен к элементу сравнения, его второй вход соединен с выходным зажимом резер- 10 вированного преобразователя напряжения в код, и триггер управления, один вход которого соединен с зажимом источника запускающих импульсов, а выход — к одному из входов сдвигового регистра, другой вход ко15 торого соединен с зажимом источника тактовой частоты, в каждый канал общего резервирования введены два мажориторных органа, два формирователя, трансформатор сопротивлений и элемент ИЛИ, причем трансформатор сопротивлений включен между вхо- >0 дным зажимом резервированного преобразователя напряжения в код и элементов сравнения, выход элемента сравнения подключен через последовательно соединенные первый формирователь, первый мажориторный орган и второй формирователь регистра через элемент ИЛИ подключен к второму мажориторному органу, входу каждого мажориторного органа всех каналов общего резервирования подключены соответственно один к другому, а выход последнего раз- З0 ряда сдвигового регистра подключен к другому входу триггера управления.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого резервированного преобразователя напряжения в код.

В устройстве зажим 1 источника измеряемого (преобразуемого) напряжения подключен к входу трансформатора 2 сопротивления, выход которого подключен к элементу сравнения 3, второй вход последнего подключен к выходу преобразователя 4 кода 40 в напряжение. Выход элемента сравнения 3 через первый формирователь 5 инверсного кода подкгиочен ко входу первого мажориторного орлеана 6, причем формирователи 5 всех каналов резервирования 7 подключены к мажориторным органам 6 других каналов резервирования, т. е. число независимых каналов резервирования 7 определяется степенью необходимой избыточности, выбираемой по допустимому числу отказов каналов резерва.

Выход мажориторного органа 6 через второй формирователь 8 инверсного кода подключен к логическому блоку управления 9 преобразователем 4 кода в напряжение, обеспечивающим поразрядное уравновешивание.

Разряды в логическом блоке управления 9 подключаются к выходам сдвигового регистра 10, подключенного к внешнему источнику !! тактовой частоты и к выходу триггера управления 12, один из входов последнего подключен к зажиму 13 внешнего источника запускающих импульсов, а другой — к последнему выходу 14 сдвигового регистра 10.

Выходы сдвигового регистра 10 подключены, кроме логического блока управления 9, к элементу ИЛИ 15. Выход элемента ИЛИ 15 подключен ко вторым мажориторным органам 16 всех каналов резерва проведения 7.

Выходные зажимы 17 первых мажориторных органов 7 и выходные зажимы 18 вторых мажориторных органов 6 являются цифровыми выходами преобразователя напряжения в код в каждом канале резерва 7.

Работа резервированного преобразователя отличается от работы нерезервированного преобразователя только тем, что в процессе преобразования из всех каналов резерва по обычному процессу поразрядного кодирования работает только тот канал резеРва 7, характеристики которого в данной точке шкалы преобразования ближе к идеальным. Процесс преобразования при трехканальном резервировании происходит следующим образом. !

1редположим, что для конкретного значения измеряемого напряжения результаты трех независимых (T. е. без мажориторных органов) каналов резерва отличаются на плюс 3,0 минус 3,0 единицы младшего разряда от теоретического значения. Наиболее неблагоприятными являются такие точки шкалы преобразования, в которых осуществляется переполнение младших разрядов.

B таблице приведены результаты преобразования, получающиеся в блоках 9, и сиlíàëû с выходов элементов сравнения 3 в трех каналах резерва для одной из неблагоприятных точек шкалы преобразования при наличии и при отсутствии мажориторных органов 6 для случая шестиразрядного преобразования.

663101

1 1 1 1 0 с мажориторным органом 6 ЛА

0 0 0 0 0

Результат преобразования без мажориторного органа 6 "HET"

0 0 0 0 1 с мажориторным органом 6 "QA"

1 1 1 1 0

0 0 0 0 1 с мажориторным органом 6 "llA"

0 0 0 0 1

Результат преобразования без мажориторного органа 6 HET"

1 1 1 1 0 с мажориторным органом 6 ДА

1 1 1 1 0

Сигнал элемента сравнения без мажориторного органа 6 "HET

0 0 1 0 0 с мажоритарным органом 6 "ДА"

0 0 1 1 1

Результат преобразования без мажориторного органа 6 НЕТ"

1 1 0 1 1

0 с мажориторным органом 6 l1A

1 1 1 1 0

Сигнал элемента без мажориторного сравнения 3 органа 6 HET"

Сигнал элемента без мажориторного сравнения 3 органа 6 HET

Как видно из таблицы для рассматриваемого случая в первом такте при опросе старшего разряда (старший разряд) результат сравнения в первом канале резерва 7 отличается от двух других. Следовательно, при наличии мажориторного органа 6 в данном канале резерва 7 происходит принудительное выключение старшего разряда, что приводит к недокомпенсации измеряемого 4s напряжения напряжением с выхода преобразователя 4 кода в напряжение, т. е. во всех последующих тактах сравнение в данном канале резерва не происходит.

В третьем канале резерва 7 в четвертом такте преобразования за счет наличия мажориторного органа 6 происходит принудительная установка в единицу разряда, что приводит к перекомпенсации сигнала напряжением с выхода преобразователя 4 кода в напряжение, т. е. во всех последующих так- ss тах обязательно фиксируется срабатывание охраны сравнения. Такты, в которых происходит навязывание принудительного режима работы в каналах резерва 7, на чертеже условно выделены штриховкой.

Так как цепь обратной связи и преобразователь напряжения в код поразрядного кодирования активно влияет на ход процесса преобразования при наличии мажориторных органов, то при перестройке механизма уравновешивания, такой вид резервирования называется активно-пассивным в отличие от чисто пассивного резервирования, приемлемого только для преобразователей напряжения в код последовательного счета.

Выходной сигнал элемента сравнения 3 является дополнением к коду, формирующегося в логическом блоке управления 9, поэтому для съема результата на зажим 17 в прямой форме с выхода мажориторного органа 6 необходимо сигнал элемента сравнения 3 пропустить через формирователь 5 инверсного кода перед подачей его на первый мажориторный орган 6, а для того, чтобы цепь обратной связи в преобразователе поразрядного кодирования была замк663101 нута в нужной фазе, выходной сигнал первого мажориторного органа 6 перед подачей на логический блок управления 9 пропускается через второй формирователь 8 инверсного кода.

Вследствие того, что выходной код на зажиме 17 формируется последовательно, для его надежного приема в устройстве обработки информации, например в ЦВМ, необходимо обеспечить надежную передачу сигналов синхронизации. Для этого сигналы управления разрядами с выходов сдвигового регистра 10 с помощью элемента ИЛИ 15 и вторых мажориторных органов 16 формируются в пачку импульсов синхронизации на зажиме 18, формируемую синхронно (по тактам) с выходным результатом на зажиме 17

1S

Начало этой пачки импульсов синхронизации определяется временем прихода импульса запуска на зажиме 13, который включает триггер управления 12, а конец — временем прихода импульса на выходе 14, который обнуляет триггер управления 12. В ре- zo зервированном преобразователе напряжения в код обеспечивается надежное формирование результата при любых неисправностях каналов резерва, причем времени на отыскание и устранения неисправности не требуется. Кроме того, при исправной работе

25 всех каналов результат преобразования наиболее близок к идеальному, т. е. происходит устранение влияния также и параметрических отказов, а трансформатор сопротивления защищает источник измеряемого напря- зе жения от отказов на входе высоконадежного преобразователя, объем оборудования, необходимый для реализации первых и вторых мажориторных органов, во много раз меньше (меньше 0,01) от остального оборудования преобразователя, что повышает надежность устройства.

Формула изобретения

Резервированный преобразователь напряжения в код, содержащий каналы общего резервирования, состоящие из сдвигового регистра, выходы этого регистра через блок управления подключены к преобразователю кода в напряжение, выход которого подключен к элементу сравнения, его второй вход соединен с входным зажимом резервированного преобразователя напряжения в код, и триггер управления, один вход которого соединен с зажимом источника запускающих импульсов, а выход — к одному из входов сдвигового регистра, другой вход которого соединен с зажимом источника тактовой частоты, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, быстродействия иточности преобразования, в каждый канал общего резервирования введены два мажориторных органа, два формирователя, трансформатор сопротивлений и элемент

ИЛИ, причем траснформатор сопротивлений включен между входным зажимом резервированного преобразователя напряжения в код и элементом сравнения, выход элемента сравнения подключен через последовательно соединенные первый формирователь, первый мажориторный орган и второй формирователь к блоку управления, выходы сдвигового регистра через элемент ИЛИ подключен к второму мажориторному органу, входы каждого мажориторного органа всех каналов общего резервирования подключены соответственно один к другому, а выход последнего разряда сдвигового регистра подключен к другому входу триггера управления.

663101

Составитель Д, Голубович

Редактор Т. Янова Техред О. Луговая Корректор В. Синицкая

Заказ 2726/59 Тираж 1059 Подписное

ЦН И И П И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал П П П «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4