Устройство сигнатурной проверки аналого-цифровых преобразователей

Союз Советскии Социалистических Республик(22) Заявлено 200279 (21) 2726983/18-21с присоединением заявки йо Н 03 К 13/20 ФГосударственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО СИГНАТУРНОИ ПРОВЕРКИ АНАЛОГО-ЦИФРОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ Изобретение относится к импульсной технике и,в частности преднаэйачено для проведения проверки правильности функционирования аналого-цифровых преобразователей, 5Известно устройство сигнатурной проверки правильности функционирования логических блоков, содержащее анализатор, состоящий из сдвигающего регистра с обратными связями через входной сумматор по модулю два, и цифровой индикатор.Сигнатурная проверка заключается в .том,что последовательность выходных сигналов проверяемого логического уз ла подают на информационный вход сцгнатурного анализатора. За время между импульсами начала и конца проверки из этой последовательности на выходах регистра сигнатурного анализатора 20 формируется код сигнатуры (четырех- разрядное шестнадцатеричное число), который высвечивается на индикаторе. Неправильно работающий логический узел ойределяется по несовпадению по лученной и контрольной для этого узла сигнатуры 1).Недостатком этого устройства является отсутствие проверки уровней сигналов, представляющих проверяемую 39 входную последовательность, а такжеотсутствие средств для контроля узлов устройства. Известно также устройство сигнатурной проверки, содержащее сигнатурный анализатор, блок детекторов, элемент Фиксации кода, блок контроля, блок индикации, первую и вторые входные шины и блок управления, при этом первая и вторые входные шины соединены соответственно с первым и вторыми входами блока детекторов, соединенного первыми выходами с первыми входами элемента Фиксации кода, вторыми выходами - с первыми входами блока управления и третьим выходом - с первым входом блока индикации, в котором вторые входы соединены с первыми выходами блока управления, третий вход - с первым выходом блока контроля и четвертый вход - с выходом сигнатурного анализатора, соединенного первыми входами со вторыми выходами блока управления, третий выход которого соединен со входом блока контроля и четвертый выход - со вторым входом элемента фиксации кода, выход которого соединен с информационным входом сигнатурного анализатора,соединенного входом синхронизации спятым выходом блока управления 2,Недостаток этого устройства заключается в отсутствии возможностипроверки правильности функционирования аналого-циФровых преобразователейпри поквантовом изменении аналоговогосигнала на всем диапазоне,Цель изобретения - повышен;1 е достоверности проверки аналого-цифровыхпреобразователей.10Поставленная цель достигается тем,что в устройство сигнатурной проверкианалого-цифровых преобразователей,.содержащее . первую и вторуювходные шины, соединенные соответственно с первым и вторыми входами блока детекторов, соединенного первыми:выходами с первыми входами элементафиксации кода, вторыми выходами - спервыми входами блока управления итретьим выходом- с первым входом блокаоиндикации, в котором вторые входы соединены с первыми выходами блока управления,третий вход - с первым выходомблока контроля и четвертый вход - свыходом сигнатурного анализатора,соединенного первыми входами со вторымивыходами блока управления, третий выход которого соединен со входом блокаконтроля и четвертый выход - со вторымвходом элемента фиксации кода, введены аналоговый коммутатор, дешифратор,счетчик, блок постоянной памяти, блокпереключателей, запускаемый генераторимпульсов, формирователь импульсов,первый и второй триггеры, элемент задержки, первый и второй элементы ИЛИ,причем шина кодовых входов соединенас первыми входами аналогового коммутатора,вторые входы которого соединены с первыми выходами дешифратора,третьи входы соединены со вторыми входами 40дешифратора и с первыми входами блокапостоянной памяти, четвертый вход -с пятым выходом блока управления и спервым входом блока переключателей,первым и вторым выходами соединенногосоответственно с информационным исинхронизирующим входами сигнатурногоанализатора, вторым входом - с шестцмвыходом блока управлення, третьимвходом - с выходом элемента фиксациикода и с первым входом первого элемента ИЛИ, четвертым входом - с выходом формирователя импульсов,.совторым входом блока постоянной памятисо входом элемента задержки,выход которого подключен к синхронизирующему входу первого триггера,при этом пятый вход блока переключателей соединен с первым выходом барохапостоянной памяти, второй и третийвходы которого, соединены с еДиничными выходами соответственно первогои второго триггеров, четвертый входс выходом первого элемента:ИЛИ и синформационным входом первого триг=гера пятые входы - с первыми выходами, 5,счетчика, вторым выходом подсоединенного к первому входу дешифратора и ко входу сброса запускаемого генератора импульсов, третьими выходами со вторыми входами дешифратора, - счетным входом - с выходом запускаемого генератора импульсов и со входом формирователя импульсов, входом гашения - с седьмым выходом блока управления, с запускающим входом запускаемого генератора импульсов, со входом гашения первого триггера и с первым входом второго элемента ИЛИ, подсоединенного выходом и вторым входом соответственно к входу гашения второго триггера и к второму выходу блока постоянной памяти, третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с единичным входом второго триггера и со вторым входом блока управления,а второй выход блока контроля соединен со вторым входом первого элемента ИЛИ,. при .этом первая входная шина соединена с выходом аналогового коммутатора.На чертеже представлена структур- ная схема устройства сигнатурной проверкии а налого- цифровых преобразователейй.Устройство содержит сигнатурный анализатор 1, блок 2 детекторов, элемент 3 фиксации кода, блок 4 контроля, блок 5 индикацйи, первую б и вторую 7 входные шины, блок 8 управления, аналоговый коммутатор 9, дешифратор 10, счетчик 11, блок 12 постоянной памяти, блок 13 переключателей запускаемый генератор 14 импульсов, формирователь 15 импульса," второй 16 и: первый 17 триггеры, элемент 18 задер-. жки, первый 19 и второй 20 элементы ИЛИ, шину 21 кодовых .входов.Проверка аналого- цифрового преобразователя (АЦП) производится путем получения сигнатуры из кодов результатов преобразования, выполняемых последовательно во времени для всех квантовых уровней входного сигнала. Параллельный код результата каждого преобразования преобразуется в соответствующий последовательный код,который подается на информационный вход сигнатурного анализатора. При этом коды результатов преобразований,выполняемых с допустимойпогрешностью +1 младшего значащего разряда преобразуется в последовательный код, эквивалентный эталонному значению проверяемого квантового уровня аналогового сигнала; Непосредственное использование кода результата. преобразования для проверки АЦП сигнатурным аНалиэатбром безпромежуточного преобразования этого кода в эталонный код .невозможно, так как при правильной, работе АЦП для одного и того же входнбго сигнала могут образовываться на его выходахкоды, отличающиеся на +1 младшего значающего разряда.Таким образом, если АЦП выполняет преобразование для всех квантовых .уровней входного сигнала с погрешностью, не превращающей Т 1 младшего значащего разряда, то полученная итоговая сигнатура не должна отличаться от контрольной, эквивалентной идеальной работе АЦП.При выполнении преобразования для одного или нескольких квантовыхО уровней входного сигнала с погрешностью, превышающей +1 младшего значащего разряда, итоговая сигнатура отличается от контрольной, что говорит о работе АЦП с погрешностью, превышающей допустимую,Устройство работает следующим образомм.При проверке правильности функционирования АЦП его кодовые выходы под соединяют к шине 21, а входные шины соединяют с выходами элементов, формирующих импульсы начала и конца проверки и импульсы синхронизации. Последними в данном случае являются им-пульсы конца выполнения каждого аналого-цифрового преобразования, В качестве импульса конца проверки может быть использован импульс переполнения счетчика внешнего калибра, вырабатывающего контрольные аналоговые сигналы, поступающие на вход проверяемого АЦП и изменяющиеся на квант от каждого им-пульса конца преобразования.В режиме проверки АЦП по сигналу З 5 начала проверки, поступающему через одну из входных шин 7 и блок 2 на вход блока 8 управления, последний устанавливает в исходное состояние си:натурный анализатор 1,элемент 3 фиксации кода и блок 4 контроля,а так-ф же устанавливает сигналом на пятом выходе в соответствующее состояние блок 13 переключателей и подключает выход коммутатора 9 к первой входной шине 6.В результате этого вход синхронизации и информационный вход сигнатурного анализатора соединяются через блок 13 соответственно с выходом формирователя 15 и первым выходом блока 12. 50Каждый внешний импульс синхрониза- ции проходит через блок 2 и элемент 3 фиксации кода и производит гашени.е счетчика 11 и триггеров 16 и 17, а также запускает генератор 14, импульсов. Выходные импульсы генератора 14 пересчитываются счетчиком 11, а также поступают через формирователь 15 на. стробирующий вход блока 12 постоянной памяти и через блок 13 - на син- О хронизирующий вход сигнатурного анализатора 1.Кроме того, через элемент 18 импульсы с выхода формирователя 15 поступают на вход синхронизации триггера, 17. 65 Второй и третий вьжоды счетчика 11 управляют через дешифратор 10 переключением каналов коммутатора 9. Последний преобразует параллельный код, поступающий с выходов проверяемого АЦП, в последовательный код,начиная с младшего разряда. Таким образом, после появления первого импульса на выходе генератора 14 к первой входной шине 6 подключается с помощью коммутатора 9 младший разряд выходного кода АЦП. Далее этот сигнал проходит через блок 2, в котором осуществляется проверка соответствия уровня этого разряда стандартному нулевому или единичному уровням логического сигнала . При правильном значении этого уровня сигнал запомийается в элементе 3 фиксации кода и, пройдя через элемент ИЛИ 19, поступает на информационный вход триггера 17 и на четвертый вход блока 12.Адресными входами блока 12 являются также выходы дв ух старших ра зрядов счетчика 11 (первые его выходы), выходы триггеров 16 и 17, а также два младших выхода дешифратора 10 (его вторые выходы), Выходной код блока 12 в этом случае определяется только значением младшего разряда кода результата преобразования в АЦП, Если значение этого разряда равно нулю, то на всех выходах блока 12 устанавливается нулевой код. Если указанное значение равно единице, то на третьем выходе блока 12 появляется единичный сигнал, которым триггер 16 устанавливается в единичное, состояние.Сигнал с первого выхода блока 12 поступает через блок 13 на информационный вход сигнатурного анализатора 1, в котором фиксируется в соответствии с его алгоритмом работы. Через время, определенное элементом 18, значение младшего разряда выходного кода АЦП фиксируется в триггере 17.Формирование на первом выходе блока 12 нулевого значения в случае еди" ничного значения младшего разряда выходного кода АЦП эквивалентно изменению этого кода на единицу. Установление триггера 16 в единичное состояние является подготовкой к возможной инверсии значения последующих разрядов выходного кода АцП.Вторым выходным импульсом генератора 14 с помощью счетчика 11, дешифратора 10 и коммутатора 9 подключается к четвертому входу блока 12 второй разряд выходного кода АЦП, При этом,если значение этого разряда нулевое, то блок 12 формирует на первом выходе нулевой сигнал, а на втором выходе единичный сигнал,Последним гасится триггер 16 через элемент 20 Если значение второго разряда единичное, то нулевой сигнал формируется не только на первом,но также и на втором его выходе,и триггер 16 остается в едийичном,состоянии.При появлении последующих выходных мипульсов генератора 14, число которых на единицу или более превышает число разрядов проверяемого АЦП блок 12 формирует на своем первом выходе нулевое значение (в общем случае инверсное по отношению к значению подключенного разряда выходного 10 кода АЦП до тех пор, пока не будет несовпадения значений, очередного и предыдущего разрядов кода результата АЦП. В последнем случае на первом выходе блока 12 формируется сигнал, совпадающий со значением подключенного разряда АЦП. Следонательно, если код двух старших разрядов счетчика 11 не с ответствует коду двух младших разрядон кода результата преобразования АЦП, то последний изменяется (уменьшается или увеличивается) на единицу.Преобразованное таким образом зна 1 чение кода результата преобразования далее поступает младшими разрядами вперед на информационный вход сигнатурного анализатора.Если преобразованное значение 30 каждого выходного кода АЦП соответствует контрольному значению каждо-го входного квантового уровня, то следовательно, преобразования выполнены с допустимой погрешностью, не превышающей 1 младшего значащего разряда, и окончательное значение сигнатуры не изменяется по сравнению с эталонным ее значением.Сигнатурная проверка аналого-цифровых преобразователей в этом устрой стае выполняется не поразрядно, а целиком для всего кода результата преобразования, что значительно со- кращает время проверки таких сложных устройств какими янляютая аналогоцифровые йреобразователи,Формула изобретенияУстройство сигнатурной проверки50 аналого-цифровых преобразователей, содержащее первую и вторую входные шины, соединеные соответственно с первым и вторыми входами блока .дететоров соединенного перными выходами с первыми входами элемента Фиксации кода, вторыми выходами с первыми входами блока управления и третьим выходом - с первым входом блока индикации, в котором вторые входы соединены с перными ныходами блока управления, третий вход - с первым выходом блока контроля и четвертый вход, - с выходом сигнатурного анализатора, соединенного первыми,входами со вторыми ныходами блока управления, третий выход которого соединен со входом блока контроля и четвертый выход - со вторым входом элемента фиксации кода, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности проверки аналого-цифровых преобразователей, н него введены аналоговый коммутатор, дешифратор, счетчик, блок постоянной памяти, блок переключателей, запускаемый генератор импульсон, формирова-, тель импульаов, первый и второй триггеры, элемент задержки, первый и второй элементы ИЛИ, причем шина кодовых входов соединена с первыми входами аналогового коммутатора, вторые входы которого соедине-, ны с первыми выходами дешифратора, третьи входы соединены ао вторыми вы". ходами дешифратора и а первыми входами блока постоянной памяти, четвертый вход - а пятым выходом блока управления и а первым входом блока переключателей, первым и вторым выходами аое" диненного соответственно с информационным и синхронизирующим входами сигнатурного анализатора, вторым вхо-, дом - с шестым выходом блока управления, третьим вхбдом - с выходом элемента фиксации кода и с первым входом первого элемента ИЛИ, четвертым входом - выходом Формирователя импульсов, ао вторым входом блока постоянной памяти и со входом элемента задержки, выход которого подключен к синхронизирующему входу первого триггера, при этом пятый вход блока переключателей соединен с первым выходом блока постоянной памяти, второй и . третий входы которого соединены с единичными выходами соответственно первого и второго триггеров, четвертый вход - с выходом перного элемента ИЛИ и с информационным входом первого триггера, пятые нходы - а первыми выходами счетчика, вторым ныходом подсоединенного е первому входу дешиФратора и ко входу сброса запускаемого генератора импульсов, третьими выходами - со вторыми входами дешифратора, счетным входом - с выходом запускаемого генератора импульсов и со входом формирователя импульсов, входом гашения и а седьМым выходом блока управления, а запускающим входом запускаемого генератора импульсон, со входом гашения первого триггера и с перчым входом второго элемента ИЛИ, подсоединенного выходом и вторым входом соответственно ко входу гашения второго триггера и ко второму выходу блока постоянной памяти, третий и четвертый выход которого соединены соответственно с единичным входом второго триггера и со вторым входом блока управления, а второй выход блока контроля соединен со вторым входом первого элемента ИЛИ,790293 10 при этом первая входная шина соединена с выходом аналогового коммутатора.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе Составитель Л,Беляеваактор О. Малец Техред С,МигуноваКорре Е. Пап Тираж 99 осударственног лам изобретени сква, Ж, РаПодписноекомитета СССРи открытийшская наб., д. 4/5