SU752424A1

SU752424A1 - Multichannel converter

Info

Publication number: SU752424A1
Application number: SU782651891A
Authority: SU
Inventors: Генрих Иванович Курахтанов; Александр Иванович Москалев; Валентин Иванович Пименов; Маргарита Федоровна Растанаева; Эдуард Васильевич Рыков; Виталий Михайлович Синюгин; Владимир Федорович Тараев
Original assignee: Предприятие П/Я Г-4677
Priority date: 1978-07-31
Filing date: 1978-07-31
Publication date: 1980-07-30

Description

Изобретение относится к автоматике и вы- числительной технике и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством,The invention relates to automation and computer engineering and can be used to connect analog information sources with a digital computing device,

Известны преобразователи аналоговой величины в код, содержащие источники информации, ⁵подключенные через коммутатор к блоку аналого-цифрового преобразования, блок управления, подключенный к коммутатору, блок питания. Для повышения надежности таких преобразователей вводят структурную избыточность, например, дублирование некоторых блоков или мажоритарное резервирование [1].Known converters of analog value to code containing information sources ⁵ connected through a switch to an analog-to-digital conversion unit, a control unit connected to the switch, a power supply. To increase the reliability of such converters, structural redundancy is introduced, for example, duplication of some blocks or majority redundancy [1].

Недостаток таких устройств — снижение точности и быстродействия, а также влияние отказавших каналов на работу неоткаэавших.The disadvantage of such devices is a decrease in accuracy and speed, as well as the effect of failed channels on non-returning channels.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является многоканальный аналого-цифровой преобразователь, содержащий источники аналоговой информации,' подключенные через коммутатор к блоку аналого-цифрового преобразования, блок питания, .подключенный ко второму входу блока аналого-цифрового преобразования и к блоку управления, выход которого подключен к третьему входу блока аналого-цифрового преобразования и к управляющему входу коммутатора [2].The closest technical solution to this invention is a multi-channel analog-to-digital converter, containing sources of analog information, connected via a switch to an analog-to-digital conversion unit, a power supply connected to the second input of the analog-to-digital conversion unit and to a control unit, the output of which connected to the third input of the analog-to-digital conversion unit and to the control input of the switch [2].

Недостатком такого преобразователя является невысокая надежность,поскольку отказ некоторых из его элементов, реализованных , по резервированной схеме, приводит к отказу .преобразователя в целом.The disadvantage of such a converter is its low reliability, since the failure of some of its elements implemented according to the redundant circuit leads to the failure of the converter as a whole.

Цель изобретения - повышение надежности преобразователя.The purpose of the invention is to increase the reliability of the Converter.

Поставленная цель достигается тем, что в многоканальный аналого-цифровой преобразователь, содержащий источники аналоговой информации, подключенные через коммутатор к блоку аналого-цифрового преобразователя, блок питания, подключенный к второму входу блока аналого-цифрового преобразования и к блоку управления, выход которого подключен к третьему входу блока аналого-цифрового преобразования и к управляющему входу коммутатора, введены второй коммутатор, второй блок аналого-цифрового преобразования, второй блок питания, второй блок управления, два формирователя сигналов включения питания и два формирователя блокирующих сигналов, источники аналоговой информации через второй коммутатор подключены к второму блоку аналого-цифрового преобразователя, второй блок питания подключен к второму входу второго блока аналого-цифрового преобразования к второму входу блока управления, выход которого подключен к третьему входу второго блока аналого-цифрового преобразования и к управляющему входу второго коммутатора, вторые выходы блоков питания подключены к формирователям сигналов включения питания, один выход каждого из которых подключен к третьему входу соответствующего коммутатора и к одному входу соответствующего формирователя блокирующих сигналов, другой вход каждого из которых соединен с третьим · выходом соответствующего блока питания, а выход подключен к четвертому входу соответ-20 ствующего коммутатора.This goal is achieved in that a multichannel analog-to-digital converter containing sources of analog information connected through a switch to an analog-to-digital converter unit, a power supply connected to the second input of the analog-to-digital conversion unit and to a control unit whose output is connected to the third the input of the analog-to-digital conversion unit and to the control input of the switch, the second switch, the second analog-to-digital conversion unit, the second power supply, the second control unit are introduced power, two shapers of power-on signals and two shapers of blocking signals, sources of analog information through the second switch are connected to the second block of the analog-to-digital converter, the second power supply is connected to the second input of the second block of analog-to-digital conversion to the second input of the control unit, the output of which is connected to the third input of the second analog-to-digital conversion unit and to the control input of the second switch, the second outputs of the power supplies are connected to signal formers Power-up signals, one output of each of which is connected to the third input of the corresponding switch and to one input of the corresponding driver of blocking signals, the other input of each of which is connected to the third output of the corresponding power supply, and the output is connected to the fourth input of the corresponding switch-20.

Структурная схема преобразователя представлена на чертеже.The block diagram of the Converter shown in the drawing.

Преобразователь содержит источники 1 инфор- 25 мации, последовательно соединенные коммутатор 2, информационные входы которого подключены к источникам 1 информации, и блок 3 аналого-цифрового преобразования, блок 4 управления, выходы которого соединены с управляющими входами коммутатора 2 и входом блока 3, блок 5 питания, выход которого подключен параллельно к входу блока 3 аналого-цифрового преобразования и входу блока 4 управления, последовательно соединенные второй коммутатор 6, информационные входы которого подключены к источникам 1 информации параллельно с информационными входами первого коммутатора 2, и второй блок 7 аналого-цифрового преобразования, второй блок 8 усиления, выходы которого соединены с управляющими входами второго коммутатора и входом блока 7, блок 9 питания, выход которого подключен параллельно к входу блока 7 аналого-цифрового преобразования 7 и входу второго блока 8 управления, два формирователя 10, И блокирующих сигналов и два формирователя 12, 13 сигналов включения питания, вторые выходы блоков 5 и 9 питания подключены к формирователям 12 и 13, один выход каждого из которых подключен к третьему входу коммутаторов 2 и и к одному входу соответствующего форми•рователя 10 и 11, другой вход каждого из формирователей 10 и 11 соединен с третьим выходом соответствующего блока 5 и 9 питания, а выход подключен к четвертому входу гоответствующего коммутатора 2 и 6.The converter contains information sources 1, a switch 2 connected in series, the information inputs of which are connected to information sources 1, and an analog-to-digital conversion unit 3, a control unit 4, the outputs of which are connected to the control inputs of the switch 2 and the input of block 3, block 5 a power supply, the output of which is connected in parallel to the input of the analog-to-digital conversion unit 3 and the input of the control unit 4, connected in series to the second switch 6, the information inputs of which are connected to the information sources 1 in parallel with the information inputs of the first switch 2, and the second block 7 analog-to-digital conversion, the second block 8 amplification, the outputs of which are connected to the control inputs of the second switch and the input of block 7, the power unit 9, the output of which is connected in parallel to the input of the block 7 analog digital conversion 7 and the input of the second control unit 8, two shapers 10, And the blocking signals and two shapers 12, 13 power-on signals, the second outputs of power supply units 5 and 9 are connected to the shapers 12 and 13, one output each of which is connected to the third input of switches 2 and one input of the corresponding driver 10 and 11, the other input of each of the drivers 10 and 11 is connected to the third output of the corresponding power supply unit 5 and 9, and the output is connected to the fourth input of the corresponding switch 2 and 6.

752424 ' ' '· ₄ 752424 '''' ₄

Работает многоканальный преобразователь следующим образом.The multichannel converter operates as follows.

Постоянные или переменные напряжения в зависимости от угла поворота, температуры, скорости и т.д. от источников 1 информации поступают на информационные входы коммутатора 2, где осуществляется выборка источника 1 по управляющему адресному сигналу из блока 4 управления. С выхода коммутатора 2 напряжения выбранного источника информации с помощью блока 3 аналого-цифрового преобразования преобразуются в код и передаются в ЦВМ, Питание блока 3 и блока 4 управления осуществляется от блока 5 питания. С блока 4 управления подаются синхронизирующие сигналы на управляющий вход блока 3.Constant or alternating voltage depending on the angle of rotation, temperature, speed, etc. from information sources 1, they enter the information inputs of switch 2, where source 1 is sampled by the control address signal from control unit 4. From the output of the switch 2, the voltages of the selected information source are converted into a code by means of an analog-to-digital conversion unit 3 and transmitted to a digital computer. The power of unit 3 and control unit 4 is supplied from the power unit 5. From the control unit 4, synchronizing signals are supplied to the control input of the unit 3.

Параллельно с информационными входами коммутатора 2 к источникам 1 информации подключены информационные входы коммутатора 6. Работа и взаимодействие коммутатора 6 блока 7 аналого-цифрового преобразования, блока 8 управления и блока 9 питания аналогичны описанной работе коммутатора 2 каналов, блока 3 аналого-цифрового преобразования, блока 4 управления и блока 5 питания.In parallel with the information inputs of the switch 2, the information inputs of the switch 6 are connected to the information sources 1. The operation and interaction of the switch 6 of the analog-to-digital conversion unit 7, the control unit 8 and the power supply unit 9 are similar to the described operation of the 2 channel switch, the analog-to-digital conversion unit 3, the unit 4 controls and 5 power units.

Считывая информацию с одних и тех же источников 1 информации, оба блока 3 работают независимо, т.е. каждый от своего блока питания и своей управляющей ЦВМ', один — в нагруженном режиме, другой - в ненагруженном или оба в нагруженном.Reading information from the same sources of information 1, both blocks 3 work independently, i.e. each from its own power supply and its control digital computer ', one in loaded mode, the other in unloaded mode or both in loaded mode.

В этом случае при появлении отказа в одном комплекте многоканального аналого-цифрового преобразования можно работать с другим по управляющему сигналу из ЦВМ, поступающему в соответствующие блоки 4, 8 управления. Не прерывая работу многоканального преобразователя, в неисправном комплекте можно производить поиск, устранение неисправностей, т.е. ремонт и восстановление неисправного элемента.In this case, when a failure occurs in one set of multi-channel analog-to-digital conversion, it is possible to work with another by the control signal from the digital computer supplied to the corresponding control units 4, 8. Without interrupting the operation of the multi-channel converter, in the faulty kit, you can search for, troubleshoot, i.e. repair and restoration of a defective item.

Для исключения взаимного влияния коммутатора каналов неработающего комплекта на работающий комплект введены, соответственно для обоих комплектов формирователи 12, 13 сигналов включения питания, которые одновременно запитываются от обоих блоков 5, 9 питания и обеспечивают постоянно подачу запирающих напряжений на соответствующие коммутаторы 2, 6 независимо от режима работы всего комплекта. Это необходимо для того, чтобы обесточенные коммутаторы не открывались напряжением (например, со стороны стоков при выполнении аналоговых коммутаторов на интегральных схемах, серии 190) от источников 1 информации и не происходило взаимного замыкания источников 1 инфор752424 мации через коммутатор обесточенного комплекта.To exclude the mutual influence of the channel switch of the idle set on the working set, respectively, for both sets the drivers 12, 13 of the power-on signal are input, which are simultaneously powered from both power supply units 5, 9 and provide a constant supply of blocking voltages to the corresponding switches 2, 6, regardless of the mode the work of the whole kit. This is necessary so that de-energized switches do not open with voltage (for example, from the drains when running analog switches on integrated circuits, 190 series) from information sources 1 and there is no mutual closure of information sources 1 through a de-energized switch set.

Для исключения взаимного влияния комму таторов каналов в ' момент включения (выключения) питания на одном из комплектов преобразователя при работающем другом введены формирователи 10, 11 блокирующих сигналов.To exclude the mutual influence of the channel switches at the moment of switching the power on (off) on one of the converter sets while the other is working, blocking signal drivers 10, 11 are introduced.

В момент включения (выключения) питания первого комплекта при работающем втором блок 5 питания выдает упреждающий сигнал на формирователь 10 блокирующих сигналов.At the moment of turning on (turning off) the power of the first set while the second power supply unit 5 is operating, it provides a pre-emptive signal to the blocking signal generator 10.

Формирователь 10, питание на который поступает с формирователя 12 сигналов включения питания, работает от любого из включенных комплектов преобразователя. По получении упреждающего сигнала формирователь 10 блокирует управляющий вход коммутатора 2 каналов, . исключая его открывание от помех, возникающих при включении (выключении) питания в блоке 4 управления и передающихся от него на управляющий вход коммутатора 2 каналов.Shaper 10, the power of which comes from the shaper 12 of the power-on signals, works from any of the included converter sets. Upon receipt of a pre-emptive signal, the shaper 10 blocks the control input of the switch 2 channels,. excluding its opening from interference arising when the power is turned on (off) in the control unit 4 and transferred from it to the control input of the switch 2 channels.

Аналогично описанному работает формирователь 11 во взаимодействии с коммутатором 6, блоком 8 управления, формирователем 13 сигналов включения питания и блоком 9 питания при включении (выключении) питания на втором комплекте при работающем первом комплекте преобразователя.The shaper 11 works similarly to that described in cooperation with the switch 6, the control unit 8, the shaper 13 of the power-on signals and the power block 9 when the power is turned on (off) on the second set with the first set of the converter running.

Многоканальный преобразователь за счет введений' дополнительных блоков и связей между ними и другими блоками преобразователя обеспечивает ремонтопригодность преобразователя без прерывания работы, тем самым существенно повышая его надежность. 35The multi-channel converter, due to the introduction of additional units and the connections between them and other converter units, ensures the maintainability of the converter without interruption of operation, thereby significantly increasing its reliability. 35

Экономический эффею от использования такого преобразователя обеспечивается его техническим преимуществом.The economic effect of using such a converter is provided by its technical advantage.

Claims

The invention relates to automation and computing and can be used to connect analog information sources with a digital computing device. Converters of analog size to code are known that contain information sources connected via a switch to an analog-digital conversion unit, a control unit connected to a switch, a power unit. . In order to increase the reliability of such converters, structural redundancy is introduced, for example, duplication of some blocks or majority reservation 1. The disadvantage of such devices is a decrease in accuracy and speed, as well as the effect of failed channels on the operation of non-refused ones. The closest technical solution to this invention is a multichannel analog-to-digital converter containing analog information sources connected through a switch to an analog-to-digital conversion unit, a power supply unit connected to the second input of the analog | Logo-digital conversion unit and to an add-on unit, the output of which is connected to the third input of the analog-to-digital conversion unit and to the control input of the switch 2. The disadvantage of such a converter is low reliability, since A failure of some of its elements implemented in a redundant scheme leads to a failure of the converter as a whole. The purpose of the invention is to increase the reliability of the converter. The goal is achieved by the fact that in a multi-channel analog-to-digital converter containing sources of analog information connected through a switch to an analog-to-digital converter, a power supply connected to the second input of an analog-to-digital converter and to a control unit whose output is connected to the third the input of the analog-to-digital conversion unit and to the control input of the switch, the second switch, the second analog-digital conversion block, the second power supply unit, the second unit pack are introduced ION. two power-on signal shapers and two blocking signal shapers, analog information sources are connected via a second switch to the second analog-digital converter unit, the second power supply unit is connected to the second input of the second analog-to-digital conversion unit, or to the second input of the control unit whose output is connected to the third input of the second analog-digital conversion unit and to the control input of the second switchboard the second outputs of the power supply units are connected to the signal conditioner on and power supply, one output of each of which is connected to the third input of the corresponding switch and to one input of the corresponding shaper of blocking signals, another input of each of which is connected to the third output of the corresponding power supply unit, and the output is connected to the fourth corresponding switch. The converter circuit is shown in the drawing. The converter contains information sources 1, serially connected switch 2, whose 1 input inputs are connected to information sources 1, and analog-digital conversion unit 3, control unit 4, the outputs of which are connected to control inputs of switch 2 and input 3 of power supply unit 5 the output of which is connected in parallel to the input of the analog-to-digital conversion unit 3 and the input of the control unit 4, sequentially connecting the second switch 6, whose information inputs are connected to the sources 1 inform in parallel with the information inputs of the first switch 2, and the second analog-to-digital conversion unit 7, the second gain unit 8, the outputs of which are connected to the control inputs of the second switch and the input of the unit 7, the power supply unit 9, the output of which is connected in parallel to the input of the unit 7 analog-to-digital conversion 7 and the input of the second control unit 8, two shapers 10, 11 of the blocking signals and two shapers 12, 13 of the power-on signals, the second outputs of the power blocks 5 and 9 are connected to the shaper 12 and 13, one output each The second one is connected to the third input of switches 2 and 6 and to one input of the corresponding shaper 10 and 11, the other input of each of the shapers 10 and I is connected to the third output of the corresponding power supply unit 5 and 9, and the output is connected to the fourth input of the corresponding switch 2 and 6. Works multichannel converter as follows. Postope sp.1e or variable voltages depending on angle of rotation, temperature, speed, etc. From sources 1 of information, they are fed to the information inputs of switch 2, where source 1 is sampled according to the control address signal from control unit 4. From the switch 2 output, the voltages of the selected source of information are converted into code by the analog-digital conversion unit 3 and transferred to the digital computer. The power supply of the unit 3 and the control unit 4 is provided from the power supply unit 5. The control unit 4 supplies synchronization signals to the control input of unit 3. In parallel with the information inputs of the switch 2, information inputs of the switch 6 are connected to the information sources 1. The operation and interaction of the switch 6 of the analog-digital conversion unit 7, the control unit 8 and the power supply unit 9 are similar the described operation of the switch 2 ka, channels, the analog-digital conversion unit 3, the control unit 4 and the power supply unit 5. Reading information from the same sources of information 1, both units 3 operate independently, i.e. each from its power supply unit and its control digital computer, one in the loaded mode, the other in the unloaded mode, or both in the loaded mode. In this case, with the occurrence of a failure in one set of a multichannel analog-digital conversion, it is possible to work with another on the control signal from a digital computer supplied to the corresponding control blocks 4, 8. Do not interrupt the operation of a multichannel converter; in a faulty set, you can search, troubleshoot, i.e. repair and restoration of defective item. To eliminate the mutual influence of the switch of the channels of the non-working set on the working set, respectively, for both sets, the drivers 12, 13 of the power-on signals, which are simultaneously powered from both blocks 5, 9 of the power supply and ensure the constant supply of blocking voltages to the corresponding switches 2, 6 regardless of the mode of operation of the entire set. This is necessary so that the de-energized switches do not open with voltage (for example, from the side of drains when executing analog switches from integrated circuits, 190 series) from information sources 1 and there was no interlocking of information sources 1 through a de-energized switchboard. In order to eliminate the mutual influence of the channel switches at the moment the power was turned on (off), one of the sets of the converter while the other was running introduced shapers 10, 11 of the blocking signals. At the moment of switching on (turning off) the power supply of the first set, while the second power supply unit is operating, the power supply unit 5 outputs a signal to the driver 10 of the blocking signals. Shaper 10, which is powered by shaper 12 power-on signals, operates from any of the included sets of the converter. Upon receipt of the forward signal, the driver 10 blocks the control input of the switch 2 channel. excluding its opening from interference occurring during power switching on (switching off) in control unit 4 and transmitted from it to control input of 2-channel switch Similarly as described, shaper 11 interacts with switch 6, control unit 8, shaper 13 of power-on signals and unit 9 power supply when power is turned on (off) on the second set while the first set of the converter is running. A multichannel converter, by introducing additional blocks and connections between them and other blocks of the converter, ensures the maintainability of the converter without interrupting operation, thereby significantly increasing its reliability. The economic effect of using such a converter is provided by its technical advantage. A multichannel converter containing analog information sources connected through a switch to an analog-to-digital converter unit, a power unit connected to a second input of an analog-to-digital conversion unit and to a control unit whose output is connected to the third input of an analog-to-digital converter and to the control input of the switch, characterized in that, in order to increase reliability, a second switch, a second anapho-digital conversion unit, a second block pi are introduced into it Ani, a second control unit, two power-on signal formers and two blocking signal formers, sources of analog information are connected via the second switch to the second analog-to-digital conversion unit, the second power supply unit is connected to the second input of the second analog-to-digital conversion unit and to the second input of the control unit, the output of which is connected to the third input of the second analog-to-digital conversion unit and to the control input of the second switch, the second outputs of the power supply units s m shaper to power-signal, one output of each of which is connected to the third input of the respective switch and to one input of respective shaper blocking signal input of each of which is connected to a third output of the respective power supply unit, and an output connected to a fourth input of the respective switch. Sources of information taken into account during the examination 1. E. Gitis. Information converters for electronic digital computing devices. M., Energie, 1975, p. 402-416.

2.Smolov V. B. Microelectronic digital-analog and analog-digital converters of information. L., Energie, 1976, p. 315 (prototos).