Аналого-цифровой преобразователь с самоконтролем

 

Союз Советсник

Социаяистическик

Республик

О П И С А Н И Е ()936420

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6 I ) Дополнительное к авт, свин-ву И 744970 (22)Заявлено 13.10.80 (21) 2992356/18-21 (51)М. Кл. з с присоединением заявки М (23) Приоритет

Н 03 К 13/17

9вуалротоашый кометет

CCCP вв делам езобрвтееей е открытей г

Опубликовано 15. 06. 82. Бюллетень % 22 (53) УДК 681. 325 (088,8) Дата опубликования описания 15. 06. 82

А. B. Лукьянов, С. С. Александров и Е. М. Лукьяно а и:

-- e 1 ". t

Всесоюзный научно-исследовательский -ИЙЫи гу.г" нефтепромысловой геофизики (22) Авторы изобретения (21) Заявитель (54) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

С САМОКОНТРОЛЕМ

Изобретение относится к аналого-цифровым преобразователям управляющих вычислительных устройств и может быть использовано в системах автоматического управления, в которых требуется обеспечение. высокой достоверности преобразования информации.

По основному авт. св. и 744970 из вестен аналого-цифровой преобразователь с самоконтролем, в котором обеспечивается автоматическая коррекция одиночных неисправностей, со- держащий преобразователь цифра-аналог, вход которого соединен с пер-. вым выходом тактового генератора, второй выход которого соединен с регистром готовности, третий выход с первым входом регистра. ошибок, четвертый выход соединен с первыми входами первого, второго, .третьего и четвертого ключей, первый вход с выходом блока ввода команд, выход перовго ключа соединен с вхо2 дом первого запоминающего блока, выход которого соединен со входной шиной, а выход с первым вхо дом блока сравнения, выход второго ключа соединен со входом второго

5 запоминающего блока, выход которого соединен со вторым входом четверто" го ключа, выход которого соединен со вторым входом блока сравнения, а его выход соединеы со вторым входом регистра ошибок, выход преобразователя цифра-аналог соединен со вторыми входами первого, второго ключей, с третьим входом четвертого ключа, второй выход с первым входом выходного регистра, при этом выход блока сравнения соединен с первым входом тактового генератора, второй вход которого соединен с выхоzo дом регистра ошибок, а пятый выход соединен со вторым входом выход. ного регистрах Автоматическая коррекция одиночных неисправностей обеспечивается за счет компенсации .

936420

3 веса неисправного разряда с помощью включения всех последующих эа неисправным разрядов цифро-аналого.@ого преобразователя Г1) .

Недостатком преобразователя является низкая точность автоматической коррекции при множественных неисправностях.

Цель изобретения - повышение точности при автоматической коррекции неисправностей °

Поставленная цель достигается тем, что в аналого-цифровой пресб" разоеатель с самоконтролем, содержащий преобразователь цифра-аналог,первый выход которого через последовательно соединенные первый ключ, первый запоминающий блок и третий ключ подключен к первому входу блока сравнения и через последовательно соединенные второй ключ, второй запоминающий блок и четвертый ключ подключен ко второму входу блока срав нения, выход которого подклЮчен к первому входу тактового генератора и первому входу регистра ошибок, второй вход которого соединен с первым выходом тактового генератора, а выход подключен ко второму входу тактового генератора, третий вход которого соединен с выходом блока ввода команд, а второй, третий и четвертый выходы. подключены соответственно к регистру готовности, к первому входу выходного регистра и ко входу преобразователя цифра-аналог при этом пятый выход подключен ко вторым входам с первого по четвертый ключей, введены суммирующий блок, пятый ключ, блок коррекции, причем выход преобразователя цифра-аналог соединен со вторым входом выходного регистра через суммирующий блок, второй вход которого соединен с выходом блока коррекции, третий вход - с выходом пятого ключа, четвертый - с выходом выходного регистра, а пятый вход с шестым выходом тактового генератора, седьмой выход которого соединен с первым входом блока коррек ции, восьмой выход- с первым входом . пятого ключа, второй вход которого соединен с третьим выходом регистра ошибок, а выход блока сравнения соединен со вторым входом блока коррекции.

Ra чертеже представлена структурная схеме аналого-цифрового преобра. зователя с самоконтролем.

35 ао

4

Преобразователь содержит преобразователь цифра-аналог 1, блок 2 сравнения, с первого по четвертый ключи 3-6, запоминающие блоки 7 и 8, тактовый генератор 9, блок ввода команд 10, регистр готовности 1 1, ре гистр ошибок 12, выходной регистр 13, пятый ключ 14, суммирующий блок

15, блок коррекции 16.

Устройство работает следующим образом.

В начале процесса преобразования через ключи 3 выход преобразователя цифра-аналог 1 подключен к запоминающему блоку 7. В первом такте включается старший разряд преобразователя цифра-аналог l и на блок 2 срав. через ключи б и 5 подаются соответственно аналоговая величина с выхо" да преобразователя цифра-аналог 1, соответствующая весу включенного разряда (Окг) и ранее зафиксированная величина с выхода аналогового запоминающего блока 7 (+i) (в начале преобразования - нулевая ). В случае исправного включения разряда блок

2 сравнения сработает и тактовый генератор 9, следующим тактом разрешает выдачу на аналоговый запоминающий блок 7,аналоговой -величины с преобразователя цифра-аналог 1 и од новременно подключает через ключи

5 и 6 к блоку 2 сравнения измеряемое напряжение U и выход преобразователя цифра-аналог 1. Таким образом, в этом случае блок 2 сравнения в зависимости от его состояния через логические ячейки тактового генератора 9 оставляет включенными или отключает соответствующий разряд преобеаэоеателя цифра-аналог 1, в результате чего происходит формирование соответствующего разряда. В том случае, если не происходит включения разряда преобразователя цифра-аналог t, сравниваемые напряжения с выходов преобразователя цифра-аналог 1 и аналогового запоминающего блока 7 равны (Q„= U<<), блок 2 сравнения записывает единицу в соответствующем разряде регистра ошибок

12, управляемого тактовым генератором 9 и через логические ячейки тактового генератора 9 включает все последующие разряды преобразователя цифра-аналог 1 (в этом случае вес всех включенных разрядов должен с точностью до единицы младшего разряда соответствовать весу результатов необходимо вычитать число, определяемое указанной областью и регистром ошибок 12 не с пер вого неисправного разряда, а со второго. Вычитание производится на сум" мирующем блоке 15 по управляющим импульсам тактового генератора 9 (суммирование с обратным или дополнительным кодом с учетом единицы циклического пеоеноса1. Накапливающая сумп-a ма частных вычитаний Q 1 ; опредеi-1 б ляется несколькими вычитаниями с последовательным маскированием (с помощью ключей 14, управляемых такто .вым генератором 9 каждого следующего неисправного разряда. Например,в регистре ошибок зафиксирован -код

010110. Результат начинает формиро ваться с первого разряда (1......), следовательно в первом цикле вычитается код 000110. во втором цикле код 000010.

Однако на этом цикл определения правильного результата не заканчивается, поскольку в каждом цикле короекции неиспоавности поеобоазователя цифра-аналог 1 включаются все последующие разряды, то в результате накапливается ошибка, определяе мая весом младшего разряда, причем величина этой ошибки определяется именно числом оставленных при коррекции величин, т.е. если в результате коррекции определяется перекомпенсация, то вес младшего разряда не включается в накапливающуюся ошибку.

Следовательно, из полученного резуль тата необходимо еще вычесть число

md, где m — число разрядов, оставленных включенными при коррекциях, d0- вес младшего разряда. Эта величина формируется в блоке коррекции 16, который, например, может состоять из счетчика, управляемого блоком сравнения 2.

Таким образом, производится опре" деление истинного результата . Однако в ряде случаев возможно следующее : определяется результат с учетом всех циклов вычитаний, а перекомпенсации в младшем разряде не происхо" дит, т.е. результат еще не соответствует действительному. В этом случае производятся следующие циклы оаботы преобоазователя совместно с включением уже запомненной в аналоговом запоминающем волоке 8 аналоговой

5 936420 d неисправного разряда) и через ключи

4 выход преобразователя цифра-аналог I подключается ко входу аналогового запоминающего блока 8. Следующим тактом ко входам блока 2 сравнения через ключи 5 подается измеряемое напряжение, а через ключи

6 выход аналогового запоминающего блока 8 (Ок ). В зависимости от состояния блока 2 сравнения проис о ходит формирование в выходном регистре 13 соответствующего разряда. При формировании нуля отключаются все разряды преобразователя цифра-аналог 1., включенные для компенсации неисправного, происходит возврат к предыдущему уровню, который запоминается в аналоговом запоминающем блоке 8. При . формировании единицы происходит сохранение сеоомиоованного уровня в аналоговом запоминающем блоке 8 при отключении разрядов преобразователя цифра-аналог 1, включенных для компенсации неисправного. 25

Далее процесс преобразования повторяется, формируются все последую-. щие разряды, причем при формировании разрядов участвуют и запомненный уровень, соответствующий весу неисправного разряда преобразователя цифра-аналог 1. Разрешение подключения этого уровня осуществля ется с логических ячеек тактового генератора 9, на который поступает сигнал с регистра ошибок 12.

После окончания всего цикла преобразования производится определение истинной величины результатов.

Если по каким-либо причинам вышло из строя несколько разрядов преобразователя цифра-аналог 1 (что определяется в каждом единичном включении и фиксируется в регистре ошибок 12), то результат преобразования оказывается завышенным на вели;п чину E K K, где К определяет место

1Ы ! разряда в регистре ошибок 12, а и

50 определяет число неисправных разря, . дов преобразователя цифра"аналог 1, причем принадлежит области. значений Р, в которой начинается формирование результата с участием неисп. равных разрядов, при этом указан55 ная сумма определяется только с учетом разрядов, включаемых для компенсации. Из этого следует, что из

7 93642 величиной ° Затем производится новый цикл вычитаний и результат суммируется на суммирующем блоке 15 с предварительно полученным результатом, хранящимся в выходном регистре 13е

После определения результата с регистра готовности 11 выдается сигнал готовности и по сигналу с блока

10 ввода команд производится выдача 1о кода с выходного регистра 13 с одновременной выдачей кода ошибок с регистра ошибок 12.

При отказах младшего разряда мо- ls жет производиться снижение точнос" ти результата, если это допускается режимом работы.

Таким образом, предлагаемый преобразователь с самоконтролем позволяет автоматизировать процесс автокоррекции, что повышает надежность работы преобразователя. Это позволяет исключить ремонтные затраты при отказе нескольких разрядов и связанные с этим затраты на простой оборудования, что повышает эффективность работы преобразователя.

0 8

Формула изобретения

Аналого-цифровой преобразователь с самоконтролем по авт, св.

N 744970, отличающийся тем, что, с целью повышения точности при автоматической коррекции неисправностей, введены суммирующий блок, блок коррекции и пятый ключ, причем выход преобразователя цифрааналог соединен с вторым входом выходного регистра через суммирующий блок, второй вход которого соединен с выходом блока коррекции, третий вход - с выходом пятого ключа, четвертый - с выходом выходного регистра,. пятый вход - с шестым выходом тактового генератора, седьмой выход которого соединен с первым входом блока коррекции, восьмой выход — с первым входом пятого ключа, второй вход которого соединен с третьим выходом регистра ошибок, а выход блока сравнения соединен с вторым входом блока коррекции.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство CCCP

Ю 744970, кл. Н 03 К 13/17, 06.01.78.

Составитель Л. Беляева

Редактор И. Митровка Техред И. Гайду Корректор 6. Макаренко

Заказ 4256/75 Тираж 959 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Ра шская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4