Способ контроля аналого-цифровых преобразователей

 

Мою (б» «Е в а 1 а . нЕЕ- т и, ц„,,,-„

ОП И

ИЗОБРЕТЕИ ИЯ

Союз Советскни

Социалистически к

Республнн

< >708506

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I) Дополнительное к авт. свнд-ву (51)M. Кл. (22)» »«o 18.06.76 (2)) 2372905/18-21

Н 03 К 13/02 с присоединением заявки РЙ

Гееудерстееииьй кеиитет

СССР (23) Приоритет ае делен изебретеиий и открытий

Опубликовано 05 01 80. Бюллетень J4 1

Дата опубликования описания 07,01.80 (53) УЙК 681. .3 25(088.8) (72) Автор изобретения

В. М. Розенгауз (71) Заявитель (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ АНАЛОГО-ЦИФРОВЫХ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

Изобретение относится к области автоматического контроля изделий импульсной техники, а именно к области контроля аналого-цифровых преобразователей (АЦП). и может быть использовано при разработке АЦП повышенной надежности.

Известен способ оперативного контроля АШ1, основанштй на проверке условий уравновешивания входного сигнала компенсирующим и использовании коррек1Î тируюших кодов.

Известный способ характеризуется недостаточно высокой полнотой контроля.

В rtpouecce контроля не выявляются некоторые типы неисправностей узлов АЦП, 15

Известен способ, основанный на проверке условия уравновешивания входного сигнала компенсирующим. При известном способе контроля Allll после окончания процесса кодирования входного сигнала осуществляются pw дополнительных такта, причем в первом такте компенсирующий сигнал, соответствующий полученному коду, увеличивается на квант и срав нивается со входным, а во втором такте компенсирующий сигнал уменьшается на квант и сравнивается со входным.

Недостатком известного способа является то, что он не обеспечивает высокую полноту контроля ибо в процессе контроля осуществляется только проверка уравновешивания входного сигнала компенсирующим и не выявляются те неисправности ALIII, при возникновении. которых обеспечивается компенсация входного сигнала, однако погрешность кодирования выходит за допуск.

К подобного рода отказам АЦП могут приводить как параметрические, так и катастрофические отказы некоторых узлов AIIH. Так дрейф сравнивающего устройства вызывает смещение нуля преобразователя, однако в этом случае может быть обеспечена компенсация входного сигнала в процессе кодирования.

В случае изменения весов разрядов

АЦП также может быть превышена допустимая погрешность кодирования без

3 7 нарушения условий уравновешивания„

Катастрофические отказы разрядных переключателей АЦП типа "CO S

АЦП по величине, соответствующей

"весу отказавшего разряда. Таким образом, известшлй способ контроля не обеспечивает выявление отказов АЦП<. при неисправностях ряда узлов АЦП.

Цель предлагаемого изобретения— повышение полноты контроля.

Для этого в способе контроля аналого-цифровых преобразователей, основанном на изменении в процессе контроля компенсирующего сигнала и сравнении компенсирующего сигнала с контрольным сигналом, после окончания процесса кодирования формируют компенсирующий сигнал, соответствующий дополнительному коду по отношению к полученному при кодировании, и контрольный сигнал, соответствующий разности между напряжением опорного источника преобразователя и входным сигналом, сравнивают эти сигналы и, в случае превышения конт -. рольным сигналом компенсирующего, уменьшают контрольный сигнал на величину допуска и сравнивают новый контрольный сигнал с компенсирующим.

Таким образом, контроль работоспособного АЦП осуществляется в два конч рольных такта, а контроль неработоспособного — в один или два такта в зависимости от характера неисправности.

На чертеже представлена блок-схема

АЦП с самоконтролем, реализующего предлагаемый способ конроля, Преобразователь содержит устройство управления (УУ) 1, коммутатор 2, преобразователь 3 кода в напряжение (ПКН), сравнивающее устройство (СУ) 4, переключатель 5, шину 6 входного сигнала я, формирователь 7 контрольного сигнала (ФКС) и ключ 8, шину 9 опорного напряжения Ноп и шину 10 напряжения допуска 13,,п

Кодовые выходы УУ 1 подключены к кодовым входам ПКН 3, выход которого соединен с одним из входов СУ 4.

К другому входу последнего подключен выход переключателя 5, выход СУ 4 соединен со входом УУ 1. К одному из входов переключателя 5 подключена шина 6 входного сигнала, к другому — вы- ход ФКС 7. Ко входам ФКС 7 подключены шина 6 входного сигнала, выход

08 506 4 ключа 8 и шина 9 опорного напряжения, соединенная также с аналоговым входом ПКН 3. Шина 10 напряжения допуска подключена ко входу ключа 8. Управляющие входы коммутатора 2, переключателя 5 и ключа 8 соединены с соответствующими выходами УУ 1.

Контроль работы АЦП осуществляеч

cH c JIa+IoII1Et4 о6ра3оМ. После окончания

1а .процесса кодирования последовательно проводятся два контрольных такта. В первом такте по сигналу из УУ 1 коммутатор 2 инвертирует код N, полученный в процессе кодирования и содержа15 щийся в регистре УУ, на обратный, в результате чего на входе СУ 4 вместо напряжения U =- Ц, Q устанавливается напряжение tJ =-(g " f-M)5, (здесь — величина кванта„ ) — число разрядов). В

20 этом же такте коммутируется переключатель 5 и на второй вход СУ 4 вместо входного сигнала(-) х подключается контрольный сигнал с выхода ФКС 7

И

О онтР (-)оп "Вх =4 Л-USII

В случае идеального уравновешивания и при отсутствии дрейфа СУ (0,ь,р =0)

Ugq = U< = h Ì, o zyna U o tp =h, Разность. напряжений на входах СУ в первом контрольном такте равна () „, 30 = О о 1-р- (.) к

Если же Ь,О х Q то фиксируется неисправность АЦП. В случаеЮвхсу LO проводится второй контрольный такт. По сигналу из УУ 1 срабатывает ключ 8

З» и напряжение U ко а-р > меньшается на величину допуска О*оп . Значение Одоп выбирается таким образом, чтобы обеспечить при исправном AIIH выполнение условя AUq,qgy (O во втором такте, Несоблюдение указанного условия указывает на неисправность АЦП.

Рассмотрим, каким образом при данном методе контроля выявляется дрейф

СУ 4. Условимся, что напряжение дрейфа приложено ко второму входу СУ и суммируется со входным сигналом. TOI-да при "идеальном у равновешивании вместо напряжения U z кодируется:

Б первом контрольном такте

О ФО

kaHTP @OH tP ДР (2 )

Учитывая, что

»»

) „о„,р 0,„ „ (3) подставляем в (3) значениеU I|,=Π— U „р, х- р. др.

7085

В Кзц-.,—

Тогда

5 полученное из (1 ):

U = U Ц +i (А.1 контр. OII Rx *р

Из (1), (2) и (4) получаем:

Напряжение на пе12вом входе. СУ рольном такте

f и „ „)

4

=U О =ь+20 а Се Конт1» "к Ар

Очевидно, что в первом конт12ольном такте будет выявлена неисправность AUD, Ь если Щ„с„(О, т.е. при ("—

Если допустима большая величина дрейфа ALK, то значение контрольного сигиа- 20 ла должно быть соответственно увеличено. В случае, если напряжение дрейфа имеет полярность, совпадающую с полярностью входного сигнала, то неисправность

AIlII в:первом такте не может быть

25 выявлена.

Во втором контрольном такте значение U ком-р уменьшается и Ю =1+201, U

ВХС11

Если допустима величина дрейфя Upp@oz, то значение напряжения допуска U pen может быть определено как U q=h+>Upi О„, Если значение дрейфа превышает до-ус" тимое, то во втором контрольном такте

Ь0 2(, что и позволяет выявить Неисправность. АЦП. 35

Рассмотрим, каким образом при данном методе конроля Выявлшотся Отказы типа « О1эМ1 " разрядных перэхлючателей

AIII1. Пусть отказ произошел в перекгпочателе старшего разряда. Тогда при 4О кодировании входного сигналя. триггер старшего разряда будет установлен в состояние "1" и ос — àíåòñÿ в нем, но компеп .ирующий сигнал останется paHIHIM

"0 . В процессе дальнейшего уравнове0:.. > 6

iI !:HHIIÈËi И CH> HÃ НЯХОЖДЕ1ШЯ ВХОДНОГО сигналя B ни я1ей половине диапазона, „ -равновешивяние будет обеспечено, однако выходной код в старшем разряде будет иметь значение 1 вместо 0

С-Овидно, что в первом контрольном такте в этом случае будет зафиксировано Usxcy G, что ", позволит выявить

Отказ АЦП.

Таким Образом, не более, чем за два дополнительных такта выявляются неисправности AÁÏ, кяк связанные с нарущечием у1эавновешивячия входного сигнала, тяк и не приводящие к нарушению уравновешивания. Увеличение полпогы контроля АЦП достигается за счет незначителы Ого увеличения требуемого для реял. .зяиии метода объема контрольного оборудования. Общий Объем контрол1 и го оборудования не преьышает 15-20%

Объема основногс.

Формула изобретения

Способ I(QHTpOJIB аналОГО-цифровых преобразователей. ocиованный на измеHcHHh в процессе контроля компенсируюцIеГО си!. яла и сояв11ен111» компенсирую—

1цеГО сигналя с контрольньIМ с иГкалом» отли *-aющпйся тем,что, С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИ и ПОЛНОТЬ; КОНТРОЛЯ после скончания процесса кодирования ъ-.рмиру1от компенсирующий сигнал, соОтветствующий дО1.олннтельному коду" по Отнощенн1о к пслученному при кодировяня11, к контрольный сигнал, соответс твующ;I j. 11 язнос тii ме жду напр я же11ием

Опорногс исто цика преобразовате-1я и вход1ым С11гнялом, сравнивают эти сигНЯЛ: 1 И, В СЛУЧЯЕ ПРЕВЫЩЕНИЧ KOTPO;IHHI IМ сигня11ом ксмпенсирующсГО, умецьшяюя

КОНТ О21ЫПз1 и С ИГНЯ:i. H B ВЕЛИЧИНУ ДОП У С К Я

H срявн1:Вяют новь1й кОнтрОльнь1й сиГнял с компенсиру-ющим., i .708506

Составитель A. Воителев

Редактор Б, Павлов Техред О, Андрейко Корректор И. Михеева

Заказ 8514/53 Тираж 995 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4