Способ контроля аналого-цифровых преобразователей

3 7нарушения условий уравновешиванияКатастрофические отказы разрядных переключателей АЦП типа "СОИо" такжене нарушают условий уравновешиванияв части диапазона входного сигнала,но приводят к появлению погрешностиАЦП по величине, соответствующейфвесу отказавшего разряда, Такимобразом, известшлй способ контроля необеспечивает выявление отказов АЦПпри неисправностях ряда узлов АЦП.Цель предлагаемого изобретения -повышение полноты контроля.Для этого в способе контроля аналого-цифровых преобразователей, основанном на изменении в процессе контролякомпенсирующего сигнала и сравнениикомпенсирующего сигнала с контрольным сигналом, после окончания процессакодирования формируют компенсирующийсигнал, соответствующий дополнительномукоду по отношению к полученному прикодировании, и контрольный сигнал, соответствующий разности между напряжением опорного источника преобразователя и входным сигналом, сравнивают этисигналы 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 контрольных такта, а контроль неработоспособного - в один или два такта в зависимости от характера неисправности,На чертеже представлена блок-схемаАЦП с самоконтролем; реализующего предлагаемый способ конроля,Преобразователь содержит устройствоуправления (УУ) 1, коммутатор 2, преобразователь 3 кода в напряжение (ПКН),сравнивающее устройство (СУ) 4, переключатель 5, шину 6 входного сигналаОя, формирователь 7 контрольного сигнала (ФКС) и ключ 8, шину 9 опорногонапряжения Ооп и шину 10 напряжениядопуска ОпКодовые выходы УУ 1 подключенык кодовым входам ПКН 3, выход которого соединен с одним из входов СУ 4.К другому входу последнего подключенвыход переключателя 5, выход СУ 4соединен со входом УУ 1, К одному извходов переключателя 5 подключена шина 6 входного сигнала, к другому - вы-ход ФКС 7, Ко входам ФКС 7 подключены шина 6 жоднсго сигнала, выход 08 506 4ключа 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 ссуществляеч- ся следующим образом. После окончания1 О .процесса кодирования последовательнопроводятся два контрольных такта. Впервом такте по сигналу из УУ 1 коммутатор 2 инвертирует код й, полученный в процессе кодирования и содержа 15 щийся в регистре УУ, на обратный, в результате чего на входе СУ 4 вместо напряжения О =. ИЬ устанавливается напряжение О, =( " -М)Ь (здесь Л - величина кванта И - число разрядов). В20 этом же такте ксммутируется переключатель 5 и на второй вход СУ 4 вместовходного сигнала 0 х подключаетсяконтрольный сигнал с выхода ФКС 7ООконтР )оп ВхЛ 0 ьхВ случае идеального уравновешиванияи при отсутствии дрейфа СУ ( Ор =О)ОК = Ок = Ь М, откуда Оконтр:ЬЯ - И ),Разность. напряжений на входах СУ впервом контюльном такте равна (.)Ху .З 0: Ц, т-ВК=ЬЕсли же Ь. О хО, то фиксируетсянеисправность АЦП, В случае ЬОвхсу 1 Опроводится второй контрольный такт. Посигналу из УУ 1 срабатывает ключ 835 и напряжение О контр уменьшается навеличину допуска Ооп . Значение Одопвыбирается таким образом, чтобы обеспечить при исправном АЦП выполнениеусловя ЬО(О вс втором такте,Несоблюдение указанного условия указывает на неисправность ЛЦП.Рассмотрим, каким образом при данном методе контроля выявляется дрейфСУ 4, Условимся, что напряжение дрейфа приложено ко второму входу СУ исуммируется со входным сигналом, Тогда при "идеальном уравновешиваниивместо напряжения Ох кодируется:В первом контрольном тактеО ФОкснтр конТР др (2)Учитывая, что557 С 85 В КЗН-., -Тогда 5полученное из ( 1 ):О =О -О +О (А)контр. Оп Ь р Из (3 ), (2) и (4) получаем: Напряжение на первом входе. СУрольном тактеи ) Ф =О -О =ь+2 ОВтсп контР к Ар Очевидно, что в первом контоольном такте будет выявлена неисправность АЦП,Ьесли ЩС(О т.е. При О р" -Если допустима большая величина дрейфа АЦП, то значение контрольного сигнала должно быть соответственно увеличено. В случае, если напряжение дрейфаимеет полярность, совпадаюшую с полярностью входного сигнала, то неисправностьАЦП в:первом такте не может быть25выявлена,Во втором контрольном такте значение О кс 1 1 тр уменьшается и Я =1+201,1)В 11 С 1Если допустима величина дрейфа Одйдоп,то зна 1 ение напряжения допуска Цол 30может быть определено как Оь=ь+2 ЦП,.О,Если значение дрейфа превышает долус"тимое, то во втором контрольном тактеЬО 1)О, что и позволяет выявить неисправность. АЦП, 55Рассмотрим, каким образом при данном методе конроля выявля 1 отся Отказытипа аооМО" разрядных переключателейАЦП. Пусть отказ произошел В перекгпочателе старшего разряда. Тогда при 4 Окодировании Входного сигнала триггерстаршего разряда будет установлен Всостояние "1 " и останется в нем, но компенсирующий сигнал останется рав 1 п 1 м"О. В процессе дальнейшего уравновеО61 л .Вания я сл ае и 1 хожде 1 пт 11 входного сигнала В нижней половине диапазона, у-равновшнвя 111 е будет обеспе 1 ено, однако выходной код в старшем разряде будет иметь значение 1 вместо О.Стевидно, что в первом контрольном такте в этом случае будет зафиксировано Ь 01 хуО , что л позволит выявить отказ АЦП.Таким Образом, не более, чем за два дополнительных такта выявляются неисправности А 1 П, как связанные с нарущечием уравновешивания входного сигнала, так и не Приводящие к нарушению уравновешивания. Увеличенне полпогы контроля АВдостигается за счет незначительного увеличения требуемого для реализа 11 и 1 метода объема контрольного оборудования. ОбшН 11 Ооъем контрОльнО- го оборудования не превышает 15-20% обвема основногс. Формула изобретения Способ контроля аналого-цифровых преобразователей. ОС 11 ованны 111 на изменении в процессе контроля компенсирую- Н 1 еГО си. - .,ала и соав 11 ен 11 и г,омпенсирую- шэГО сигнала с контрольнь 1 м с игня 10 м отличаюшийся тем,что, с 11 елью повышения олноть 1 контроля после ска 11 ча 1111 я процесса кодирования ффмБру 10 т компенсирующий сиГнал, со - ответс 1 вуюши 11 до 1 толнительному коду по Отношени 1 о к пслученному при кодиРОГЖН 5 П, К КОНТГОЛЬНЫЙ СИГНЯЛ, СООТВЕТствуошпйзазности между напряжениемОчсоногс исто Н 1 ика преобразовате 1 я иВходнь 1 м с 11 гналом, срявнивакт эти сигналь 1 и, В случае превышенич котрО;1 ып 1 мОНГналом ксмпенсируюц 1 сго, уме 11 ьшамтКОНТО 1 ЫП 1 Й СИГНЯ;1 НЯ ВЕЛИЧИНУ ДОПУСКаи сравниНают нсвь 1 й контрольный сигнял скомпенсиру ющим.Составитель А. ВоителевРедактор Б, Павлов Техред О, Андрейко Корректор И. Михеева ка лиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная 4/53 ЦНИИП по д 11303Тираж 995 ПодписноеГосударственного комитета СССРм изобретений и открытийМосква, Ж5; Раушская наб д, 4/