Устройство для цифроаналогового преобразования с контролем

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 43277 9) (11) 3 М 1 66 51) ЕННЪЙ КОМИТЕТ СССРЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ГОСУДАПОДЕЛА(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦИФРОАНПРЕОБРАЗОВАНИЯ С КОНТРОЛЕМ(57) Изобретение относитсялительной и измерительной тможет быть использовано в с автоматического р логическими проце о лироми е ния обр ь и тениефунклоговоднениялько позволяет повысить точ фроан т уср иональную надежность ци о преобразования за сче ыходного сигнала трех п аботающих преобразовате ение и обнаружения неис ыходе аналогового сигнал ески ал ей код-напряравности при СССР972.ССР976.АЛОГОВОГО величи о значени лы номинально допустимой п м неисправно ройство позв только катас грешности с отключео преобразователя.ляет выявить отказы ние Уст рофического характеые отказы, 1 з.п. е вычисхнике и ра, но и медлеф-лы, 2 ил,х РСТВМ И3СВГ,ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1д ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСВВУИзобретение относится к вычисли"тельной и измерительной технике иможет быть использоваио в системахавтоматического регулирования техно 5логическими процессами.Пель изобретения - повышение точности и Функциональной надежности.На фиг, 1 приведена функциональная схема устройства; на Фиг, 2 -пример реализации блока анализа сигналов отказа.Устройство содержит три преобразователя 1.1, 1.2 и 1.3 код-напряжение, три блока 2.1, 2.2 и 2.3 формирования сигналов отказа, три ключа3,1, 3.2 и 3.3, блок 4 анализа сигналов отказа, входную информационнуюшину 5, шину 6 управления, шину 7"Начальная установка" и выходную шину 8.Блок 2 формирования сигналов отказа (Фиг.1) содержит операционныйусилитель 9, диодный мост 10,токоограничивающий 11 и токовыравнивающий 12 элементы, выполненные на резисторе, усилитель 13 тока и оптоэлектронный пороговый элемент 14.Блок 4 анализа сигналов отказа(Фиг. 2) содержит формирователь 15 30импульсов, счетчик 1 6 импульсов,блок 17 индикации, дешифратор 18,элементы И 19-21, элементы ИЛИ 22-29и 1 Б-триггеры 30 и 31.Устройство работает следующим образом.Начальная установка устройства осуществляется сигналом, поступающим пошине 7. При этом обнуляются регистрыпреобразователей 1,1, 1,2 и 1.3, в 40блоке 4 обнулится счетчик 16 и навыходах блока 4 установятся сигналынулевого потенциала, открывающие ключи 3,1 32 и 33Преобразуемый код с шины 5 поступает параллельно на входы первого 1.1,второго 1.2 и третьего 1.,3 преобразователей. Сигналом по шине 6 онодновременно записывается в преобразователи, Аналоговый сигнал с выходакаждого преобразователя поступает навход соответствующего блока формиро"валия сигналов отказа (2.1, 2.2, 23).В блоке сигнал поступает на неинвертирующий вход операционного усилителя 9, с выхода которого через резистор 11 поступает на усилитель 13тока, где усиливается по мощностибез изменения входного напряжения, и через резистор 12 поступает наключ 3.Если выходной сигнал преобразователей находится в пределах допустимых погрешностей для данного устройства, сигнал с диодного моста 10 будет лежать ниже уровня срабатыванияпорогового элемента 14, что свидетельствует об исправности преобразователей код-напряжение, и имеет место нормальный режим работы.На входах элементов ИЛИ 22-24блока 4 при этом сохранится сигналнулевого уровня и такие же сигналыбудут на выходе блока, т,е, ключи3.1, 3.2 и 3.3 остаются открытыми.В результате аналоговые сигналы свыходов преобразователей пройдутчерез ключи на шину 8, где произойдет их усреднение.Если напряжение на выходе хотя быодного иэ преобразователей будетотличаться от номинального на величи"ну допустимой погрешности, то произойдет перераспределение выходныхтоков блоков 2.1, 2,2 и 2.3, операционные усилители 9 войдут в насыщение; а в диодном мосте 1 О каждогоблока возникает ток, вызывающий срабатывание порогового элемента 14, свыхода которого поступит сигнал отказа в блок 4, Срабатывание пороговых элементов свидетельствует о нарушении нормального режима работыустройства,В Функции блока 4 входит выявлениенеисправногб преобразователя код-напряжение, отключение его от выходаустройства, выдача информации обаварийной ситуации и номере неисправного преобразователя с целью лов"кализации неисдрадности. При этом,если отказал один преобразовательиз трех устройство сохраняет работоспособность, Влок 4 при этом работает следующим образом. Сигналотказа с блоков 2.1, 2.2 и 2.3 черезэлементы ИЛИ 22-25 поступает на 8 входы К 8-триггеров 30 и 31 и устанавливает их в единичное состояние.Сигнал с выхода триггера 30 поступает на вход блока 17 для отраженияотключения преобразователя 1.1.Сигнал с выхода триггера 31 поступает на вход формирователя 15, импульсный сигнал с выхода которого поступает на счетный вход счетчика 16.Состояние счетчика дешифрируется, 1432777Сигнал с ше сто го вью ода де шифр а то ра18 через элемент ИЛИ 29 поступаетна ключ 3,1 и размыкает его. Происходит отключение преобразователя 1,1от пины 8. Если неисправным оказалсяпреобразователь 1,1, то после егоотключения произойдет выравниваниевыходных токов с блоков 2,2 и 2,3,усилители 9 войдут в активный режими на выходах пороговых элементов 14установится сигнал логического нуля.Кроме того, сигнал с третьего выхода дешифратора 18 через элемент И 21и элемент ИЛИ 26 устанавливает вноль триггер 31. Счетчик 16 сохраняетсвое состояние и сохраняется индикация номера отключенного преобразователя, а ключ 3.1 остается разомкнутым,Если не прозойдет установлениенормального режима работы устройствапри отключении преобразователя 1,1,. процесс анализа будет продолжен:сигнал с третьего выхода дешифратора18 не пройдет через элемент И 21из-за сигнала логической единицына его инверсном входе, замкнетсяключ 3,1, а с второго выхода дешифратора 18 через элемент 28 управляющий сигнал поступит на ключ 3,2 иразомкнет его. В результате будетотключен от шины 8 выходной сигналпреобразователя 1,2 и с выхода элемента И 28 поступит на блок 17 индикации сигнал отключения преобразователя 1.2. Сигнал с выхода триггера31 поступает на вход формирователя15, импульсный сигнал с выхода которого поступает на счетный вход счетчика 16. Состояние счетчика дешифрируется. Сигнал с пятого выхода дешифратора 18 через элемент ИЛИ 28 поступает на ключ 3,2 и размыкает его,Происходит отключение преобразователя 1.2 от шины 8. Если неисправнымоказался преобразователь 1,2, тоустанавливается нормальный режимработы. Будет разрешено прохождениесигнала с второго выхода дешифратора18 через элемент И 20 и элемент ИЛИ26 на К-вход триггера 31, Произойдетего сброс, Устройство будет работатьс отключенным преобразователем 1,2,что отразится в блоке 17. Если жеи в этом случае не установится нормальный режим работы устройства, тоблок 4 продолжит работу дальше иотключит преобразователь 1,3, разом Ы оа К(2 Ь Е, +БЕЬ Е ) где 8,= К, =8= 8- выходные проводимости, выравниваемые резисторами12;ЫА- допустимый ток, отдаваемыйв нагрузку;,К - коэффициент усиления операционного усилителя, входящего в блок, при разомкнутой отрицательной обратнойсвязи;ЬЕ - допустимые отклонения намазепряжения на выходе каждогоблока, которые определяютсядопустимой абсолютной погрешностью преобразования,30 40 При этом необходимо обеспечитьнагрузку . Кн 845 Формула изоб ретения 1. Устройство для цифроаналогового преобразования с контролем, содержащее первый и второй преобразователи код-напряжение и блок анализа сигналов отказа, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности и функциональной надежности,в него введены третий преобразователькод-напряжение, три ключа и три блока формирования сигналов отказа,каждый из которых выполнен на операционном усилителе, усилителе тока,диодном мосте, оптоэлектронном порокнув ключ 3.1, оставив включенными3.1 и 3.2, зафиксировав результатна блоке 17. Если же в результатепоследовательного отключения преобразователей от шины 8 не произойдетнормального режима работы послесброса триггера 31 сигналом с дешифратора 18, работа блока 4 закончится и на блоке 17 появится сигналоб отказе устройства. Все три преобразователя будут отключены от шины8 ключами 3,1, 3.2 и 3.3. Пуск устройства будет возможен только по 5 шине 7.Для нормальной работы трех илидвух блоков 2.1, 2,2 и 2,3 на общуюнагрузку необходимо обеспечить минимальный разброс таких выходных па раметров, как напряжение на выходеи выходная проводимость, которыеопределяются условием5 143 говом элементе и токоограuичивающем - и токовыравнивающем элементах, выполненных соответственно на первом и втором резисторах, причем одноименные информационные входы первого, второго и третьего преобразователей код-напряжение объединены и образуют входную информационную шину, уп,равляющие входы объединены и являются шиной управления устройства, а ,установочные входы объединены с пер;вым входом блока анализатора сигна;лов отказа и являются шиной "Начальная установка", выход каждого х-го ,преобразователя код-напряжение (1 1, 2, 3) соединен с неинвертирующим входом операционного усилителя х-Го блока формирования сигналов отказа, выход операционного усилителя соединен с первым входом диодного моста и с первым выводом первого резистора, второй вывод которого соединен с входом усилителя тока, выход которого соединен с инвертирующим входом операционного усилителя, с первым выводом второго резистора и с вторым ,входом диодного моста, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами оптоэлектронного порогового элемента, выходы оптоэлектронных пороговых элементов первого, второго и треть" его блоков формирования сигналов отказа соединены соответственно с вторым, третьим и четвертым входами блока анализа сигналов отказа, первый, второй и третий выходы которого соединены с управляющими входами первого второго и третьего ключей соответственно, инФормационные входы которых соединены с вторыми выводами вторык резисторов соответственно первого, второго и третьего блоков фор"- мирования сигналов отказа, выходы первого, второго и третьего ктпочей объединены и являются выходной шиной.2. Устройство по п,1, о т л ич а и щ е е с я тем, что, с целью Обеспечения воэможности локализации неисправности, блок анализасигна" лов отказа содержит формирователь им" пульсов, счетчик ютульсов блок индикации, три элемента И, восемь45 50 Входом блока, выкоды первого, второго и третьего элементов И соединены соответственно с третьим, четвертым и пятым входами четвертого элемента ИЛИ, выход которого соединен с К- входом второго триггера, выход которогосоединен с входом формирователя импулъсов, выхоц которого соединен со счетным входом счетчика импульсов. 27776элементов ИЛИ и дешифратор, входыкоторого соединены с соответствующими выходами счетчика импульсов, 5первый второй и третий выходы сое 1динены с прямыми входами соответственно первого, второго и третьегоэлементов И, объединенными с первыми входами соответственно первого,второго и третьего элементов ИЛИ, вторые входы которых подключены соответственно к четвертому, пятому и шес"тому выходам дешифратора, а выходы являются соответственно первым, вторыми третьим выходами блока и соединеныс первым, вторым и третьим входамиблока индикации соответственно, седьмой выход дешифратора соединен с первым входом четвертого элемента ИЛИи с четвертым входом блока индикации,пятый вход которого подключен к выходу первого КЯ-триггера, К-вход которого, объединенный с вторым входомчетвертого элемента ИЛИ и с входом 25 Сброс счетчика, является первымвходом блока, а Я"вход, объединенныйс Я-входом второго КЯ-триггера, подключен к входу пятого элемента ИЛИ,первый, второй и третий входы котоЗ 0 рого, объединенные с инверснымивходами соответственно первого, второго и третьего элементов И, подключены к выходам соответственно шестого, седьмого и восьмого элементовИЛИ, первый вход шестого элементаИЛИ, объединенный с первым входомседьмого элемента ИЛИ, является вторым входом блока, второй вход шестого элемента ИЛИ, объединенный с пер вым входом восьмого элемента ИЛИ,является третьим входом блока, второй вход седьмого элемента ИЛИ, объединенный с Вторым входом ВОсьмОГОэлемента ИЛИ, является четвертым1432777 2 Составитель Д, Ч Техред И,Верес Корректор С. Черн Редактор С ь 9 каэ 5464 одписноеСР В по д ре113035, Мо э 5 ь д, 4/5 ктная,Проиэводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, у Тираж Государств елам иэоб сква Жнного комитета ССтений и открытий Раушская наб.,