Аналого-цифровой преобразователь

/аОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56 ) Авторское свидетельство СССР Р 167373, кл. Н 03 К 13/02, 1962.Гитис Э.И. Преобразователи информации для электронных цифровых вычислительных устройств. М.: Энергия, 1975, с. 298, рис. 7-7 а.(54)АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57)Изобретение относится к области контрольно-измерительной и вычислительной техники и позволяет увеличить функциональную надежность аналого-цифрового преобразователя за счет повышения достоверности результатов его самоконтроля.Контроль правильности функционирования регистразаключается в поразрядном сравнении его входной и выходной информации. Контроль резистивной матрицыЙ -2 К 2 состоит в сравнении ее выходного напряжения с наперед заданным эталонным напряжением с использованием групп вторых и третьих источников 14 и 16 эталонного напряжения и второго блока 18 сравнения.Работоспособность первого блока 4 сравнения контролируется путем сравнения выходных сигналов его и третьего блока 21 сравнения на фиксированном значении эталонного напряжения, подаваемого на второй вход третьего блока 21 сравнения от четвертого источника 20 эталонного напряжения. Третий элемент 22 сложения по модулю два выдает сигнал, эквивалентный логическому "0" в случае отсутствия неисправности первого. блока 4 сравнения. При несовпадении выходных сигналов первого и третьего блоков 4 и 21 сравнения в случае неисправности первого блока 4 сравнения и при наличии управляющего сигнала с выхода дешифратора 1 О элемент 22 сложения по модулю два выдает сигнал на первый вход блока 23 индикации, который выдает информацию о наличии неисправности в блоке 4 сравнения, 1 ил, 12Изобретение относится к контрольно-измерительной и вычислительнойтехнике,Целью изобретения является увеличение функциональной надежности путем повышения достоверности результатов самоконтроля аналого-цифровогопреобразователя.1На чертеже представлена блок-схема аналого-цифрового преобразователя.Аналого-цифровой преобразовательсодержит регистр 1, резистивную матрицу 1 -2 8 2 преобразователя код -напряжение и его первый источник 3эталонного напряжения, первый блок4 сравнения, генератор 5 тактовыхимпульсов, первый элемент И 6, регистр 7 сдвига, группу вторых элементов И 8, группу первых элементов9 сложения по модулю два, дешифратор 10, первый элемент ИЛИ 11, второй элемент ИЛИ 12, первый блок 13коммутирующих элементов, группу вторых источников 14 эталонного напряжения, второй блок 15 коммутирующих элементов, группу третьих источников 16 эталонного напряжения,третий элемент ИЛИ 17, второй блок18 сравнения, второй элемент 19 сложения по модулю два, четвертый источник 20 эталонного напряжения,третий блок 21 сравнения, третийэлемент 22 сложения по модулю два,блок 23 индикации, четвертый элемент ИЛИ 23, элемент НЕ 25, третийэлемент И 26, входную шину 27, шину 28 "Пуск", выходные шины 29, группу четвертых элементов И 30.Аналого-цифровой преобразовательработает следующим образом.В аналого-цифровом преобразователе основными элементами являютсярезистивная матрица К Й 2 и первый источник 3 эталонного напряжения, с помощью которых вырабатывается сумма эталонных напряжений, соответствующая набранному коду, Измеряемое напряжение О с входнойшины 27.поступает на первый входпервого блока 4 сравнения,а на еговторой вход подается с резистивнойматрицы К -2 К 2 сумма эталонных напряжений. Первый блок 4 сравнениявыдает сигнал, эквивалентный логической "1", когда напряжение, подаваемое на его первый вход О , больше или равно сумме эталонных напряжений, поступающей на его второй151751 50 55 5 10 15 20 25 30 35 40 45 вход, т,е. при О ) От . В случаеО ( Очт, с выхода первого блока 4сравнения снимается сигнал, эквивалентный "0", Сигнал с выхода первого блока 4 сравнения поступает через элемент И 26 и на первые входыгруппы вторых элементов И 8.В исходном состоянии в регистре7 сдвига в младшем (первом) разряде записана единица, а в остальныхразрядах нулиВ этом случае с первого (инверсного) выхода регистра 7сдвига выдается сигнал, эквивалент 1ный логическому "О", который запрещает прохождение импульсов с выходагенератора 5 тактовых импульсов через элемент И 6 и на информационныйвход регистра 7 сдвига.Работа аналого-цифрового преобразователя начинается в момент поступления на его шину 28 сигнала "Пуск".При этом все разряды регистра 1 устанавливаются в нулевое состояние. Поэтому же сигналу "Пуск" единица смладшего (первого) разряда регистра7 сдвига переносится в следующий разряд. В этом случае с первого (инверсного) выхода регистра 7 сдвига подается сигнал, эквивалентный логической "1" на третий вход первого элемента И 6, На первый вход элемента И6 поступает сигнал, эквивалентный,логической "1", с выхода элементаНЕ 25.Импульсы с выхода генератора 5тактовых импульсов чер;з элемент И6 поступают на информационный входрегистра 7 сдвига. Начинается формирование суммы эталонных напряженийс помощью регистра 1, резистивнойматрицы К -2 К 2 и первого источника 3 эталонного напряжения. С выходарегистра 1 код, определяющий значение суммы эталонных напряжений, поступает на выходы 29 аналого-цифрового преобразователя,Контроль правильности функционирования аналого-цифрового преобразователя осуществляется следующим образом.Контроль правильности функционирования регистра 1 заключается в порязрядном сравнении его входной и выходной информации.Информация, поступающая на информационные входы регистра 1, одновременно поступает на первые входы группы первых элементов 9 сложения 1 о35 40 45 50 55 модулю два и на первые входы группы четвертых элементов И 30, На вторые входы группы первых элементов 9 сложения по модулю два снимается информацпя с выходов регистра 1. В случае поразрядного несоответствия входной и выходной информации регистра 1 с выхода соответствующего элемента 9 сложения по модулю два снимается сигнал, соответствующий логической 11 111 . Этот сигнал поступает на второй вход соответствующего элемента И 30 . При наличии сигнала , эквивалентного логической " 1 ", на первом входе этого элемента И 30 с е г о выхода выдается сигнал , эквивалентный ло гич е ск ой 11 1 11, который через элемент ИЛИ 1 1 поступает на второй вход блока 2 3 индикации , В этом случае блок 2 3 индикации выдает информацию о неисправно сти регистра 1 . Однов ременно с выхода элемента ИЛИ 1 1 сигнал , эквивалентный логической " 1 " , поступает через элемент ИЛИ 2 4 на вход элемента НЕ 2 5с выхода которого в данном случае подается сигнал , эквив алентный логическому "0 " , который э апрещает прохождение импульсов с выхода генератора 5 тактовых импульсов на вход регистра 7 сдвига . Этот же сигнал с выхода элемента НЕ 2 5 запрещает прохождение сигнала с выхода первого блока 4 сравнения . Аналого -цифровои преобразователь прекращает свое функционирование . Контроль правильности функционирования резистивной матрицы Р, -2 К 2 состоит в сравнении ее выхддного напряжения с наперед заданным эталонным напряжением с использованием группы вторых 14 и третьих 16 источников эталонного напряжения и второго блока 18 сравнения. Количество источников 14 и 16 эталонного напряжения определяется требованиями, предъявляемыми к уровню достоверности контроля правильности- функционирования резистивной матрицы КК 2. Выходная информация с регистра 1 поступает на вход дешифратора 10, который обеспечивает поочередное подключение источников 14, 16 эталонного напряжения через соответствующие первый 3 и второй 15 блоки коммутирующих элементов и элемент ИЛИ 17 к второму входу второго блока 18 сравнения. На первый вход второго блока 8 сравнения пос 5 1 О 15 20 25 30 тупает напряжение с выхода резистивной матрицы 1-212, Второй блок 18сравнения выдает сигнал, эквивалентный логической "1", когда напряжение, подаваемое на его первый вход,больше или равно напряжения, поступающего на его второй вход. В случае неисправности резистивной матрицы Р -282 указанное условие, соответствующее ее правильному функционированию, не выполняется и с выхода второго блока 18 сравнения,напервый вход второго элемента 19 сложения по модулю два поступает насигнал, эквивалентный логическому"01, а на его второй вход поступаетсигнал с выхода дешифратора 10 через элемент ИЛИ 12, определяющийвыбор соответствующего источника 14,16 эталонного напряжения, С выходаэлемента 19 сложения по модулю двасигнал, эквивалентный логической11 111 , поступает на третий вход блока2 3 индикации , который выдает информацию о наличии неисправности в резистивной матрице К -2 Й 2, Одновр еменно с выхода элемента 1 9 сложенияпо модулю дв а сигнал , эквивалентныйлогической " 1 " , поступает через элемент ИЛИ 2 4 на вход элемента НЕ 2 5 ,С этого момента аналого-цифровойпреобразователь прекращает свою работу ,Работоспособность первого блока 4 сравнения контролируется только в тот момент времени, когда на выходе регисгра 1 будет код, который соответствует подаче на вход блока 4 эталонного напряжения, равного эталонному напряжению четвертого источника 20 эталонного напряжения, и заключаетг ся в сравнении выходных сигналов первого 4 и третьего 21 блоков сравне- ния на фиксированном значении эталонного напряжения, подаваемого на второй вход третьего блока 21 сравнения от четвертого источника 20 эталонного напряжения. Третий элемент 22 сложения по модулю два выдает сигнал, эквивалентный логическому "0", в случае отсутствия неис правности йервого блока 4 сравненияпри одновременном поступлении на его первый и второй входы сигналов, эквивалентных логической "1" или логическому "0", при наличии управляющего сигнала на его третьем входе с выхода дешифратора 10. Сигнал свыхода дешифратора 1 О выдаетсятолько тогда, когда напряжение,снимаемое с выхода резистивной матрицы К -212, станет равным заранеевыбранному значению напряжения, снимаемому с выхода четвертого источника 20 эталонного напряжения, При несовпадении выходных сигналов первого 4 и третьего 21 блоков сравнения(в случае неисправности первого 4блока сравнения) и при наличии управляющего сигнала с выхода дешифратора10 элемент 22 сложения по модулю двавьщает сигнал на первый вход блока23 индикации, который выдает информацию о наличии неисправности в блоке 4 сраннения. Одновременно сигналс выхода элемента 22 сложения по модулю два через элемент ИЛИ 24 поступает на вход элемента НЕ 25. С этогомомента аналого-цифровой преобразователь прекращает свою работу,Формула изобретенияАналого-цифровой преобразователь, содержащий регистр, преобразователь код-напряжение, выполненный на последовательно соединенных первом источнике эталонного напряжения и резистинной матрице КР, первый блок сравнения, генератор тактовых импульсов, первый элемент И, группу вторых элементов И, регистр сдвига, выход генератора тактовых импульсов подключен к первому входу первого элемента И, второй вход которого соедиыен с инверсным выходом регистра сдвига, а выход - с информационным входом регистра сдвига, управляющий вход которого объединен с управляющим входом регистра и является шиной "Пуск", прямые выходы регистра сдвига соединены с первыми входами группы соответствующих вторых элементов И, выходы которых подключены к соответствующим информационным входам регистра, выходы которого соединены соответственно с вторыми входами реэистивной матрицы 1 -2 Р и являются выходными шинами, а выход резистивной матрицы КР соединен с первым входом первого блока сравнения, второй вход которого является входной шиной, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с. целью поньппения функциональ 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ной надежности устройства, в неговведены группа первых элементов сложения по модулю два, дешифратор,первый, второй, третий и четвертыйэлементы ИЛИ, первый и второй блокикоммутирующих элементов, группывторых и третьих источников эталонного напряжения, четвертый источникэталонного напряжения, второй итретий блоки сравнения, третий элемент И, второй и третий элементы сло "жения по модулю дна, блок индикации, элемент НЕ, группа четвертыхэлементов И, при этом выход третьего элемента И подключен к вторымвходам группы вторых элементов И,первые входы группы четвертых элементов И объединены с соответствующими первыми входами группы первыхэлементов сложения по модулю два исоединены с соответствующими выходами группы вторых элементов И, вторые входы группы первых элементовсложения объединены с соответствующими входами дешифратора и соединегы с соответствующими выходами регистра, вторые входы группы четвертых элементов И соединены с соответствующими выходами группы первыхэлементов сложения по модулю два, авыходы - с соответствующими входамипервого элемента ИЛИ, первый входблока индикации объединен с первьцквходом четвертого элемента ИЛИ исоединен с выходом третьего элемента сложения по модулю дна, второйвход блока индикации объединен с вторым входом четвертого элемента ИЛИн соединен с выходом первого элемента ИЛИ, третий вход блока индикацииобъединен с третьим входом четвертого элемента ИЛИ и соединен с выходомвторого элемента сложения по модулюдва, выход четвертого элемента ИЛИчерез элемент НЕ соединен с первымвходом третьего элемента И, второйвход которого объединен с первымвходом третьего элемента сложенияпо модулю дна и соединен с выходомпервого блока сравнения, первый входкоторого соединен с первым входомвторого блока сравнения, второй входкоторого соединен с выходом третьегоэлемента ИЛИ, а выход - с первымвходом второго элемента сложения помодулю два, второй вход которого соединен с выходам второго элемента ИЛИ,д, 4 ка иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул . Проекты первая и вторая группы входов которого объединены с первыми группами входов соответственно первого и второгоблоков коммутирующих элементов и подключены к соответствующим первым выходам дешифратора, второй выход которого подключен к второму входу третьего элемента сложения по модулю два,третий вход которого соединен с выходом третьего блока сравнения, второй вход которого подключен к выходучетвертого источника эталонного напряжения, причем вторые группы входовпервого и второго блоков коммутирующих элементов соединены соответственнос выходами групп вторых и третьихисточников эталонного напряжения,авыхо О цы-с входами третьего элемента ИЛИ.