SU1432777A1 - Устройство дл цифроаналогового преобразовани с контролем - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к вычислительной и измерительной технике и может быть использовано в системах автоматического регулировани  технологическими процессами. Изобретение позвол ет повысить точность и функциональную надежность цифроаналогового преобразовани  з.а счет усреднени  выходного сигнала трех параллельно работающих преобразователей код-напр жение и обнаружени  неисправности при выходе аналогового сигнала за пределы номинального значени  на величину допустимой погрешности с отключением неисправного преобразовател  Устройство позвол ет вы вить отказы не только катастрофического характера , но и медленные отказы 1 з.п, ф-лы, 2 ил.S

Description

4 00 rsd

sj

Ч

114

Изобретение относитс  к вычислительной и измерительной технике и может быть использовано в системах автоматического регулировани  технологическими процессами.

Цель изобретени  - повышение точности и функциональной надежности.

На фиг. 1 приведена функциональна  схема устройства; на фиг, 2 - пример реализации блока анализа сигналов отказа.

- Устройство содержит три преобразовател  1.1, 1.2 и 1.3 код-налр же- ние, три блока 2.1, 2.2 и 2.3 формировани  сигналов отказа, три ключа 3.1, 3.2 и 3.3, блок 4 анализа сигналов отказа, входную информационную шину 5, шину 6 управлени , шину 7 Начальна  установка и выходную шину 8.

Блок 2 формировани  сигналов отказа -(фиг,) содержит операционньй усилитель 9, диодный мост 10,/токо- огранич1шающий 11 и токовыравниваю- щий 12 элементы, выполненные на резисторе , усихштель 13 тока и опто- электронньш пороговьй элемент 14.

Блок 4 анализа сигналов отказа (фиг. 2) содержит формирователь 15 импульсов, счетчик 16 импульсов, : блок 17 индикации, дешифратор 18, элементы И 19-21, элементы ИЛИ 22-29 и RS-триггеры 30 и 31.

Устройство работает следующим образом .

Начальна  установка устройства осществл етс  сигналом, поступающим по шине 7. При этом обнул ютс  регистры преобразователей 1.1, 1.2 и 1.3, в блоке 4 обпулитс  счетчик IBiW на выходах блока 4 установ тс  сигналы нулевого потенциала, открьгоающие ключи 3. 1 , 3.2 и 3.3.

Преобразуемый код с шины 5 поступает параллельно на входы первого 1. второго J.,2 и третьего 1 ..3 преобразователей . Сигналом по 6 он одновременно записьгоаетс  в преобразователи . Аналоговый сигнал с выхода ка;кдого преобразовател  поступает на вход соответствуилцего блока формировани  сигналов отказа (2.1, 2,2, 2.3 В блоке сигнал поступает на неинвер- тирзтощ1й вход операционного усилител  9, с выхода которого через резистор 11 поступает на усилитель 13 тока, где усиливаетс  по мо,щности без изменени  входного напр жени , и

10

5

20

25

через резистор 12 поступает на ключ 3.

Если выходной сигнал преобразователей находитс  в пределах допустимых погрешностей дл  данного устройства , сигнал с диодного моста 10 будет лежать ниже уровн  срабатьшаии  порогового элемента 14, что свидетельствует об исправности преобразователей код-напр жение, и имеет место нормальньй режим работы.

На входах элементов ИЛИ 22-24 блока 4.при этом сохранитс  сигнал нулевого уровн  и такие же сигналы будут на выходе блока, т.е. ключи 3,1, 3,2 и 3.3 остаютс  открытыми. В результате аналоговые сигналы с выходов преобразователей пройдут через ключи на шину 8, где произойдет их усреднение.

Если напр жение на выходе хот  бы одного из преобразователей будет отличатьс  от номинального на величину допустимой погрешности, то произойдет перераспределение выходных токов блоков 2,1, 2.2 и 2.3, операционные усилители 9 войдут в насыщение; а в диодном мосте 10 каждого 30 блока возникает ток, вызьюающий сра- батьшание порогового элемента 14, с выхода которого поступит сигнал отказа в блок 4, Срабатьюание пороговых элементов свидетельствует о нарушении нормального режима работы устройства,

В функции блока 4 входит вы вление неисправного преобразовател  код-напр жение , отключение его от выхода устройства, выдача информации об аварийной ситуации и номере неисправного преобразовател  с целью ло кализации неисправности. Дри этом, если отказал один преобразователь из трех, устройство сохран ет работоспособность , БлЪк 4 при этом работает следук цин образом. Сигпал отказа с блоков 2. Г, 2.2 и 2.3 -через элементы ИЛИ 22-25 поступает на S- входы RS-триггеров 30 и 31 и устанавливает их в единичное состо ние,, Сигнал с выхода триггера 30 поступает на вход блока 17 дл  отражени  отключени  преобразовател  1.1. Сигнал с выхода триггера 31 поступает на вход формировател  15, имлуль- сный сигнал с выхода которого прсту- пает иа счетный вход счетчика 16. Состо ние счетчика дешифрируетс .

5

0

5

0

5

Сигнал с шестого выхода дешифратора 18 через элемент ИЛИ 29 поступает на ключ 3.1 и размыкает его. Происходит отключение преобразовател  1.1 от п ины 8. Если неисправным оказалс  преобразователь 1.1, то после его отключени  произойдет выравнивание выходных токов с блоков 2.2 и 2.3, усилители 9 войдут в активный режим и на выходах пороговых элементов 14 установитс  сигнал логического нул . Кроме того, сигнал с третьего выхода дешифратора 18 через элемент И 21 и элемент ИЛИ 26 устанавливает в ноль триггер 31. Счетчик 16 сохран е свое состо ние и сохран етс  индикаци  номера отключенного преобразовател , а ключ 3.1 остаетс  разомкнутым .

Если не прозойдет установление нормального режима работы устройства при отключении преобразовател  1,1, процесс анализа будет продолжен: сигнал с третьего выхода дешифратора 18 не пройдет через элемент И 21 из-за сигнала логической единицы на его инверсном входе, замкнетс  ключ 3.1, ас второго выхода дешифратора 18 через элемент 28 управл ю- щий сигнал поступит на ключ 3.2 и разомкнет его. В результате будет отключен от шины 8 выходной сигнал преобразовател  1о2 и с выхода элемента И 28 поступит на блок 17 инди- кации сигнал отключени  преобразовател  1.2. Сигнал с выхода триггера 31 поступает на вход формировател  15, импульсный сигнал с выхода которого поступает на с четный вход счет- чика 16, Состо ние счетчика дешифрируетс . Сигнал с п того выхода дешифратора 18 через элемент ИЛИ 28 поступает на ключ 3.2 и размыкает его. Происходит отключение преобразовате- л  1.2 от шины 8. Если неисправным оказалс  преобразователь 1,2, то устанавливаетс  нормальный режим работы. Будет разрешено прохождение сигнала с второго выхода дешифратора 18 через элемент И 20 и элемент ИЛИ 26 на R-вход триггера 31. Произойдет его сброс. Устро-йство будет работать с отключенным преобразователем 1.2, что отразитс  в блоке 17. Если же и в этом случае не установитс  нормальный режим работы устройства, то блок 4 продолжит работу дальше и отключит преобразователь 1.3, разом

10

ts

20

25 30 « 40 j « 27774

кнув ключ 3.1, оставив включенными 3.1 и 3.2, зафиксировав результат на блоке 17. Если же в результате последовательного отключени  преобразователей от шины 8 не произойдет нормального режима работы после сброса триггера 31 сигналом с дешифратора 18, работа блока 4 закончитс  и на блоке 17 по витс  сигнал об отказе устройства. Все три преобразовател  будут отключены от шины 8 ключами 3.1, 3.2 и 3.3. Пуск устройства будет возможен только по гаине 7.

Дл  нормальной работы трех или двух блоков 2.1, 2.2 и 2.3 на общую нагрузку необходимо обеспечить минимальный разброс таких выходных параметров , как напр жение на выходе и выходна  проводимость, которые определ ютс  условием

е

00

.

К K (,,HuEs«J де g g,g gj- выходные проводимости , выравниваемые резисторами 12; UI. допустимый ток,, отдаваемый

в нагрузку;.

коэффициент усилени  операционного усилител , вход щего в блок, при разомкнутой отрицательной обратной св зи;

допустимые отклонени  напр жени  на выходе каждого блока, которые определ ютс  допустимой абсолютной погрешностью преобразовани .

ЛЕ

маис

При ЭТОМ необходимо обеспечить

нагрузку

Claims (1)

1. Устройство дл  цифроаналогового преобразовани  с контролем, содержащее первый и второй преобразователи код-налр жение и блок анализа сигналов отказа, отличающее- с   тем, что, с целью повьш1ени  точ-- ности и функциональной надежности, в него введены третий преобразователь код-напр жение, три ключа и три блока формировани  сигналов отказа, каждый из которых вьтолнен на операционном усилителе, усилителе тока, диодном мосте, оптоэлектронном пороговом элементе и токоограличивагацем- и токовыравнивающем элементах, выполненных соответственно на первом и ;втором резисторах, nptf4eM одвшимен- :ные Ш1формационные входы первого, ;второго и третьего преобразователей код-напр жение объединены и образуют входную информационную шину, уп- ;равл 1ощие входы объединены и  вл ют- ;с  шиной управлени  устройства, ,а |установочные входы объединены с пер- |Вьтм входом блока анализатора сигна- |лов отказа и  вл ютс  шиной Началь- на  установка, выход каждого 1-го |преобразовател  код-напр жение (i 1, 2, 3) соединен с неинвертирующим входом операционного усилител  i-ro |блока формировани  сигналов отказа, :выход операционного усилител  соединен с первым входом диодного моста ill с- первым вьшодом первого резистора |второй вьшод которого соединен с пхо |дом усилител  тока, выход которого |Соединен с инвертирующим входом опе- |рационпого усилител , с первым выводом второго резистора и с вторым :входом диодного моста, первый и вто- :рой выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами оптоэлектронного порогового элемента , выходы оптоэлектронных пороговых :Элементов первого, второго и третьего блоков формировани  сигнааюв от- каза соединены соответственно с вторым , третьим и четвертым входами блока анализа сигналов отказа, первый, второй и третий вькоды которого соединены с управл ющими входами первого , второго и третьего ключей соответственно , информационные входы которых соединены с вторьми вьгоодами вторых: резисторов соответственно лер вого, второго и третьего блоков формировани  сигналов отказа, выходы первого, второго и третьего кгаочей объединены и  вл ютс  вьгходной: шиной

2, Устройство по По 1, о т л и- чающеес  тем, что, с целью обеспечени  возможности локализации неисправности, блок анализа .сигналов отказа содержит формирователь им лульсов, счетчик импульсов, блок индикации, три элемента И, восемь

элементов ИЛИ ,и дешифратор, входы которого соединены с соответствзпо- щими вькодами счетчика импульсов, первый, второй и третий выходы соединены с пр мыми входами соответственно первого, второго и третьего элементов И, объединенными с первыми входами соответственно первого,

второго и третьего элементов ИЛИ, вторые входы которых подключены соответственно к четвертому, п тому и шестому выходам дешифратора, а выходы  вл ютс  соответственно первым, вторым

и третьим в ыходами блока и соединены с первым, вторым и третьим входами блока индикации соответственно, седьмой выход дешифратора соед инен с первым входом четвертого элемента ИЛИ

и с четвертым входом блока индикации, п тьй вход которого подключен к выходу первого RS-триггера, R-вход которого , объединенный с вторым входом четвертого элемента 1-ШИ и с входом

Сброс счетчика,  вл етс  первым входом блока, а S-вход, объединенный с S-входом второго RS-триггера, подключен к входу п того элемента ИЛИ, первьш, второй и третий входы которого , объединенные с инверсными

входами соответственно первого, второго и третьего элементов И, подключены к выходам соответственно шесто35

го, седьмого и восьмого элементов ИЛИ, первый вход шестого элемента

ИЛИ, объединенный с первым входом седьмого элемента ИЛИ,  вл етс  вторым входом блока, второй вход шестого элемента ИЛИ, объединенный с пер40 вым входом восьмого элемента ИЛИ,  вл етс  третьим входом блока, второй вход седьмого элемента ИЛИ, объединенный с вторым входом восьмого элемента ИЛИ,  вл етс  четвертым

45 входом блока, выходы первого, второго и третьего элементов И соединены соответственно с третьим, четвертым и п тым входами четвертого элемента ИЛИ, выход которого соединен с RgQ входом второго триггера, выход которого соединен с входом формировател  импульсов, выход которого соединен со счетным входом счетчика импульсов о