Устройство цифро-аналогового преобра-зования c контролем

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик и 818002(5)М. Кл, Н 03 К 13/03 Гасударственный комитет по делам нзобретеннй н открытнй(54) УСТРОЙСТВО ЦИФРОАНАЛОГОВОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ С КОНТРОЛЕМ Изобретение относится к импульсной техни.ке, в частности к области цифроаналоговогопреобразования, и предназначено для применения в системах связи управляющих вычисли.тельных комплексов с объектами управления,для которых требуется повышенная достоверность выдачи аналоговых управляющих воздействий,Известно устройство цифроаналогового преобразования, содержащее преобразователь кодток, буферный регистр, кодовые входы кото.рого соединены с выходами сдвигающего ре.гистра (1),Недостатком этого устройства является то,что в нем не осуществляется автоматическийконтроль правильности его функционирования.Известно устройство цифроаналогового преобразования с контролем, содержащее преобра.зователь код.ток, соединенный входами с выхо.дами первого регистра, первый вход которогосоединен с первым выходом блока управленияи с входом элемента задержки, соединенноговыходом с первым входом первого элементаИ, выход которого соединен со входом блока 2управления и второй его вход - с выходомкомпаратора, соединенного первым входом собщей шиной, усилитель с первым резисторомв цепи отрицательной обратной связи,.эталонный цифроаналоговый преобразователь, входа.ми подсоединенный к выходам второго регист.ра и выходом через второй резистор к выходу преобразователя код-ток и к инвертирующему входу усилителя, неинвертирующий входи выход которого соединены соответственно1 ф с общей шиной и со вторым входом компаратора (21.Недостатком этого устройства является низкая надежность, так как для контроля преобразователя код.ток используется дополнительный сложный прецизионный цифроаналоговыйпреобразователь, который должен формироватьэталодньте уровни для всех значений кодов,записываемых в основной преобразователь,Цель изобретения - повышение надежности20 устройства цифроаналогового преобразованияс контролем,Поставленная цель достигается тем, что вустройство цифроаналогового преобразования818002 35 40 45 ключей 4 - 7, уровень сигнала на выходе усилителя 8 установится прежним, который был до момента этого переключения, Объясни.50ется это тем, что напряжение на инвертирую.щем входе усилителя 8, которое повторяется на его выходе, в этом случае определяется разностью между выходным напряжением источника 12 и падением напряжения на резисторе с контролем, содержащее преобразователькод-ток, соединенный входами с выходамипервого регистра, первый вход которого соединен с первым выходом блока управленияи со входом элемента задержки, соединенноговыходом с первым входом первого элемента.И, выход которого соединец со входом блокауправления и второй его вход - с выходомкомпаратора, соединенного первым входомс общей шиной, усилитель с первым резистором в цепи отрицательной обратной связи, вто.рой регистр и второй резистор, введены источник эталонного напряжения, первый, второй,третий и четвертый ключи, триггер, логическийинвертор, второй и третий элементы И, элементИЛИ и конденсатор, причем выход преобразова.теля код.ток соединен с сигнальными входамипервого и второго ключей, соединенных выходами соответственно с инвертирующими и не.инвертирующими входами усилителя, послед.ний иэ которых через второй резистор соеди.нен с выходами третьего и четвертого ключей,соединенных сигнальными входами соответствен.но с выходом источника эталонногонапряжения и с общей. шиной, управляющие входыпервого и четвертого ключей соединены снулевым выходом триггера, единичный выходкоторого соединен с управляющими входамивторого и третьего ключей, счетный вход триггера соединен со вторым выходом блока управления, третий выход которого соединен совходом гашения триггера и с первым входомвторого элемента И, соединенного вторымвходом с входной шиной и выходом - спервым входом элемента ИЛИ, второй входкоторого соединен с выходом третьего элемента И, соединенного первым и вторым входами соответственно с четвертым выходомблока управления и с выходом логическогоинвертора, вход которого соединен с первымвыходом второго регистра, соединенного вто.рыми выходами со вторыми входами первогорегистра и первым и вторым входами - соответственно с выходом элемента ИЛИ и спятым выходом блока управления, а конденсатор подсоединен между выходом усилителяи вторым входом компаратора.На чертеже представлена структурная схемаустройства цифроаналогового преобразованияс контролем,Устройство содержит преобразователь 1 кодток, первый и второй регистры 2 и 3, первый, второй, третий и четвертый ключи - 4 - 7, усилитель 8, первый и второй резисторы - 9 и 10, конденсатор 11, источник 12 эталонного напряжения, логический инвертор 13, элемент 14 задержки, триггер 15, компаратор 16, первый, второй. и третий элементь 1 И 17 - 19, элемент 20 ИЛИ, блок 21 управления,5 10 15 20 25 30 4входную шину 22, шины связи с,процессором 23,Устройство работает следующим образом.Последовательный код, подлежащий преобразованию поступает из процессора управляющего комплекса по входной шине 22 на второй вход элемента 17, Блок 21 формиру. ет на пятом выходе импульсы сдвига, на третьем выходе разрешающий сигнал приема кода и устанавливает триггер 15 в нулевое состояние,. В результате этого код записывает. ся в регистр 3, который является сдвигаю щим, и далее по сигналу, формируемому на первом выходе блока 21, записывается в ре. гистр 2. Аналоговый сигнал тока с выхода преобразователя 1 через ключ 4 поступает на инвертирующий вход усилителя 8, на выходе ко торого образуется аналоговый сигнал напряже. ния 11 вых При этом резистор 10 подключен к общей шине с помощью ключа 7, управля. емого, как и ключ 4, сигналом с нулевого вы. хода триггера 15. После записи кода врегистр 2 блок 21 начинает выполнять режим контроля, который заключается в том, что элемент 17 закрывается по первому входу, по первому входу открывается элемент 18, на второй вход которого поступает сигнал с выхода регистра 3 через инвертор 13, и вновь форми. руются сдвигающие импульсы, поступающие на второй вход регистра 3. В результате этого в регистре 3 устанавливается инверсное значение кода по отношению к коду, хранящемуся в регистре 2. Далее блок 21 снова формирует сигнал на первом выходе для записи кода из регистра .3 в регистр 2 и одновременно устанавливает триггер 15 по счетному входу в единичное состояние. Выход преобразователя 1 подклйчается.через ключ 5 к неинвертирующему вхо. ду усилителей 8, а резистор 10 с помощью ключа 6 подключается к выходу источника 12, напряжения которого равно максимальномузначению О вых. При правильном функционировании устройства после окончания переходных процессов, вызванных переключением триггера 15 и 10 от выходного тока преобразователя 1, проходящего через ключ 5. Поскольку этот токопределяется значением инверсного кода, а со.противления резисторов 9 и 10 выбираютсяодинаковыми, то напряжение 1(. вых остаетсятаким же, каким оно было до инверсии кода,Сигнал записи кода в регистр 2, задержан.ный элементом 4 на время переходного процесса на выходе усилителя 8, используется вкачестве стробирующего импульса для элемента 19, Поскольку изменение уровня сигналана выходе усилителя 8 к моменту стробирующего импульса отсутствует, то и компаратор16 не изменяет своего выходного сигнала, т,е,импульс с выхода элемента 14 не проходит через элемент 19.Затем с помощью блока 21 в регистре 3устанавливается прямое значение преобразуемого кода, который одновременно с переключением триггера 15 в нулевое состояние записывается в регистр 2, резистор 10 вновь подключается к общей шине, а выход преобразовате- .ля 1 подсоединяется через ключ 4 к инверти.рующему входу усилителя 8 и тд.Таким образом, при правильном функционировании устройства в блок 21 не поступаетимпульс через элемент 19,При каком-либо нарушении работы устройства, приводяшем к изменению уровня выходного напряжения усилителя 8 на величину, превы.шающую значение порога срабатывания компаратора 16, открывается элемент 19, через кото.рый стробируюший импульс с выхода элемен.та 14 проходит в блок 21, и формируетсясигнал неисправности устройства преобразования,Введенные .элементы и новые взаимосвязипозволяют в процессе работы предлагаемогоустройства производить контроль правильностиего функционирования для всех преобразуемыхкодов только по одному эталонному уровню,т,е. не требуется эталонный цифроаналоговыйпреобразователь, представляющий собой слож.ный прецизионный узел.Следовательно, надежность устройства цифро.аналогового преобразования с контролем ловы.шается, Этот положительный эффект будет ешеболее существенным при использовании в многоканальной системе выдачи аналоговых сигналов, так как источник эталонного напряженияможет быть общим для всех каналов.Формула изобретенияУстройство цифроаналогового преобразования с контролем, содержащее преобразователь кодток, соединенный входами с выходами первого регистра, первый вход которого соединен с пер.вым выходом блока управления и со входомэлемента задержки, соединенного выходом спервым входом первого элемента И, выходкоторого соединен со входом блока управле.ния и второй его вход - с выходом компаратора,соединенного первым входом с общей шиной,усилитель с первым резистором в цепи отрица.тельной обратной связи, второй регистр и вто 1 о,рой резистор, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышенйя надежности, в неговведены источник эталонного напряжения, первый, второй, третий и четвертый ключи, триггер, логический инвертор, второй и третийэлементы И, элемент ИЛИ и конденсатор, при.чем выход преобразователя кодток соединенс сигнальными входами первого и второгоключей, соединенных выходами соответственно с инвертирующим и неинвертирующим вхо.дами усилителя, последний из которых черезвторой резистор соединен с выходами третьего и четвертого ключей, соединенных сигналь.ными входами соответственно свыходомисточника эталонного напряжения и с общейшиной, управляющие входы первого и четверто.го ключей соединены с нулевым выходом григгера, единичный выход которого соединен суправляющими входами второго и третьегоключей, счетный вход триггера соединен совторым выходом блока управления, третийвыход которого соединен со входом гашениятриггера и с первым входом второго элемента.И, соединенноговторым входом с входнойшиной и выходом - с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с вы.З 5 ходом третьего элемента И, соединенногопервым и вторым входами соответственно счетвертым выходом блока управления и с выходом логического иивертора, вход которогосоединен с первым выходом второго регистра,40 соединенного вторыми выходами со вторымивходами первого регистра и первым и вторымвходами - соответственно с выходом элемента ИЛИ и с пятым выходом блока управления,а конденсатор подсоединен между выходом4 З усилителя и вторым входом компаратораИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Сопчее 1 ог РгосЬсВв Са+абя ЯюРоВЕЧьсея, ХгС.,Н 7 у, РжО 2.,",ДЬаВОК -ЖЯИа 8 СОЮЕ 1"810 Н 3 ЧайдЬаоН",ЕЭЪеХ Фм р.н.зае 1 по 04, Йнабо РеИСЕ 8, 1 ИС., 19T2 Р,11-Иб Г 1 РОГОТП).818 ООг Составитель Л, БеляеваТехред М. Коштура Корректор С. Щомак Редактор Н. Кешел Тираж 988 НИИПИ Государственного к по делам изобретений 113035, Москва, Ж-З 5, Рааказ 1479/79 Подписноеомитета СССРи открытийушская наб., д. 4/5 В ал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектн