Цифроаналоговый преобразователь с самоконтролем

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 1/6 04 Н ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИм датосном свидетельстем(54) ЦИФРОАНАЛОГОС САМОКОНТРОЛЕМ ЕОБРА Л(57) Изобре лительной и ение относится к вычисцифровой иэмерительно жет быть использовано ехник ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство СССРВ 1112547, кл. Н 03 М 1/бб, 1981.Авторское свидетельство СССРВ 809541, кл. Н 03 М 1/66, 1977. для преобразования цифровых величинв аналоговые. Цель - повышение достоверности и точности метрологического контроля. Устройство содержитэлемент 1 допускового контроля, сумматор 2, блок 3 коммутации эталонныхвеличин, первый и второй переключатели 4 и 5, шину б "Режим работы",блок 7 развертки кодов, входные шины 8 преобразуемого кода, входнуюшину 9 сигнала развертки, элементНЕ 1 О. Цель достигается локализациейисточника погрешности с точностьюдо разряда и обнаружением всех возможных отклонений весов разрядов отих идеальных значений эа счет использования избыточных измерительных кодов с отрицательным основанием. 1 ил,Изобретение относится к вычисли 1 ельной технике и цифровой измерительной технике и может быть исполь- зовано для преобразования цифровых величин в аналоговые,5Цель изобретения - повышение достоверности и точности метрологичес" ного контроля.На чертеже приведена функциональная схема цифроаналогового йреобраэо" вателя ( ЦАП) с самоконтролем,ЦАП с самоконтролем содержит элемент 1 допускового контроля, сумма" тор 2, блок 3 коммутации эталонных 15 величин, первый 4 и второй 5 переключатели, шину б "Режим работы", блок 7 развертки кодов, входные шины 8 преобразуемого кода, входную шину 9 сигнала развертки и элемент НЕ 10 20Устройство работает следующим образом.Преобразуемый код является известным измерительным кодом с отрицательнЫм иррациональным основанием, веса 25 разрядов которого задаются рекурентным соотношением О, при Х0; 1, при Ж : 0; 30 1, при Й = 11 Я (Х-р)= ф (2-1), при 21, где р = 0,1,3,5 ., - параметр избЫточного измерительного кода. 35При р=1 веса р-чисел Фиббоначи порождают следующий ряд:,13,-8,5, -3,2-1,1,0.Получение различных Форм представления р-чисел Фиббоначи производится 40 путем последовательного применения сПецифических операций, называемых сверткой и разверткой, являющихся взаимно инверсными.45Различие в результатах данных операций для р-чисел Фиббоначи с положительными и отрицательными основаниями заключается в том, что при выполнении операции свертки в первом случае происходит процесс замены двух единиц в (1-1) -м и (1-р)-м разрядах на единицу в 1-м разряде и раз-. вертки в обратном порядке, а во вто ", ром случае выполнение свертки заключается в замене единиц (1+1)-го и (1+р+1)-го разрядов на единицу в 1 -м разряде, развертка происходит в обратном порядке, что определяет инверсное включение блока развертки кода в данном устройстве.Устройство работает в двух режимах - цифроаналогового преобразования и метрологического контроля,В режиме цифроаналогового преобразования переключатели 4 и 5 находятся в положении, укаэанном на чертеже. Преобразуемый избыточный измерительный код с отрицательным основанием поступает по входным шинам на информационные входы блока 7 развертки кодов, который включен инверсно и работает в режиме регистра памяти. Инверсное включение блока 7 заключается в том, что п-й старший разряд преобразуемого кода поступает на информационный вход первого, младшего разряда блока 7, (п)-й разряд преобразуемого кода поступает на ин - формационный вход второго разряда блока 7 и т.д. Младший разряд преобразуемого кода поступает через первый переключатель на информационный вход п-го разряда блока 7.Выход первого разряда блока 7 подключен к входу старшего и-го разряда блока 3, выход второго разряда блока 7 подключен к входу (и)-го разряда блока 3 и т.д. Выход (п+1)- го дополнительного разряда блока 7 не задействован, На первом выходе блока 3 формируется сигнал, равный сумме тех весов разрядов с положительными весами, которые соответствуют единичному состоянию соответствующих разрядов преобразуемого кода. На втором выходе блока 3 формируется сигнал той же полярности, равный сумме тех весов разрядов с отрицательными весами, которые соответствуют единичному состоянию соответствующих разрядов преобразуемого кода;Сигнал с первого выхода блока 3 поступает на вход суммирования сумма тора 2, а сигнал с второго выхода блоблока 3 - на первый вход вычитания сумматора 2, на второй вход вычитания которого в режиме цифроаналого. - вого преобразования через второй переключатель 5 поступает нулевой сиг." нал. На выходе сумматора 2 Формирует" ся аналоговый сигнал, сОответствующий преобразуемому коду.В режиме метрологического контроля по входным шинам 8 поступает нулевой код. Переключатели 4 и 5 находятся на первом этапе контроля в положе"3 139810 нии, указанном на чертеже. На информационный вход (и+1)-го разряда блока 7 с выхода элемента НЕ 10 поступает логическая единица. Сигнал развертки кода, поступающий по шине 9, приводит к появлению логических единиц на выходах и-го и (и)-го разрядов блока 7 которым вследствии инверсного включения соответствуют 10 веса +1 и -1 и соответствующие величины сигналов на первом и втором выходах блока 3. На выходе сумматора 2 и на входе элемента 1 допускового контроля должен при этом сохраниться 15 нулевой сигнал.При отклонении реальных весов одного или обоих разрядов от эталонных величин, превышающем допустимое; на выходе элемента 1 допускового 20 контроля появляется сигнал логической единицы. После подачи по шине 9 следующего импульса происходит раз" вертка (и)-го разряда и в этом состоянии еще раз проверяют нахождение 25 выходного сигнала сумматора 2 в заданном диапазоне допустимых отклонений от нулевой величины и т.дпока не будут выполнены все возможные операции развертки. Теоретически суще ствуют отклонения весов разрядов, которые не будут обнаружены на первом этапе контроля, например, при выполнении условий 4 х/41+1, где .а 1 - отклонение (погрешность) ь-го разряда, х+1 - отклонение (х+1)-го. разряда.Для обнаружения всех возможных отклонений разрядов необходимо, чтот бы каждый разряд участвовал, как ми-. 40 нимум, в двух операциях развертки в качестве 1-го и (+2)-го разрядов.Это позволяет локализовать отклонив-шийся разряд с .точностью до одного разряда, что повышает эффективность 45 контроля всего устройства. Поэтому после первого этапа контроля, заключающегося в последовательной развертке кода числа, соответствующего нулевой выходной величине логические единицы только в (и+1)-м не задействованном разряде блока 7),осуществляется второй этап контроля, на котором по шине 6 подается сигнал, пе-.реводящий переключатели 4 и 5 в полбжение, противоположное укаэанному на чертеже. При этом на информационный вход и-го разряда блока 7 через переключатель 4 подается логическая 04единица, а на остальных информационных входах блока 7, включая (и+1)-й,присутствует сигнал логическогонуля,Через переключатель 5 на второйвход вычитания сумматора 2 подается сигнал, равный весу младшего разряда. По сигналам развертки, поступающим по шине 9, осуществляется полная развертка исходного кода, соответствующего числу "1". При соответст-.вии весов разрядов их идеальным значением на выходе сумматора 2 и в этомслучае должен быть нулевой сигналвследствие наличия указанного дополнительного сигнала на втором вычитающем входе сумматора 2.Таким образом, при использованиидвух кодовых комбинаций, соответствующих числам "0" и "1", производится контроль линейности выходной характеристики ЦАП и локализация "неверных" весов разрядов. При этом одновременно возможен и контроль дрейфа нуля при подаче на вход ЦАП кодо"вой комбинации, эквивалентной числу"О", на первом этапе контроля до подачи первой команды на развертку кода. Формула изобретенияЦифроаналоговый преобразователь с самоконтролем, содержащий блок развертки кодов, управляющий вход которого является входной шиной сигнала развертки, блок коммутации эталонных величин, первый выход эталонных ве-, личин нечетных, начиная с младшего, разрядов которого подключен к входу суммирования сумматора, выход которого является выходной шиной, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения достоверности и точности метрологического контроля, введены элемент допускового контроля, первый и второй переключатели, элемент НЕ, а блок развертки кодов выполнен (и+1)-разрядным, где и - число разрядов преобразуемого кода, прн этом информационный вход стар" шего (и+1)-го разряда блока развертки кодов подключен к выходу инвертора, и-й информационный вход блока развертки кодов объединен с входом инвертора и. подключен к выходу первого переключателя, первый информа" ционный входкоторого является шиной первого младшего разряда преобраэуе/ Заказ 2608/57 Тираж 928 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 3035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 мого кода, второй информационный вход подключен к шине потенциала логической единицы, управляющий вход объединен с управляющим входом вто 5 рого переключателя и является шиной "Режим работы", информационные входы блока развертки кодов с первого по (и"й являются входными шинами преобразуемого кода соответственно с п-го старшего разряда по второй, выходы блока развертки кодов с первого по и-й подключены к входам блока коммутации эталонных величин с и-го входа эталонной величины старшего разря; 6 00 6да по первый соответственно, выходэталонных величин четных разрядовподключен к первому входу вычитаниясумматора, второй вход вычитания которого подключен .к выходу второгопереключателя, первый информационныйвход которого подключен к шине эталонного сигнала, соответствующеговесу младшего разряда, при этом выход сумматора подключен к первомувходу элемента допускового контроля,второй вход которого подключен к шине нулевого потенциала, выход является контрольной . выходной шиной.