А.С. Белокопытов, К.С. Ржевкин, А.А. Белов, А.С. Логгинов, Ю.И. Кузнецов, И.В. Иванов - Основы радиофизики (1119801), страница 69
Текст из файла (страница 69)
10.21а, условное обозначение — на рис. 10.21б и в. Значок / у входа С (рис. 10.21а) обозначает переключение по фронту импульсов (~ — по срезу). Обратная связь с выходов У и У, подаваемая на входы схемы ЗИ-НЕ, устраняет неопределенность в таблице состояний триггера. Теперь логические состояния в точках схемы Я и В можно представить как В = Г . С. У и Я = К . С. У.
Анализируя эти уравнения с учетом таблицы состояния для ВЯ-триггера (на элементах И вЂ” НЕ), можно заключить, что при низких уровнях на входах Г и К с приходом на вход С (а + 1)-го тактового импульса на выходе триггера установится состояние У„„= У„, так как В = 1 и Я = 1. Одновременная подача высокого уровня на входы в) Рис. 10.2 ! ..ГК-триггер (а), условное обозначение (б) и (в) .7 и К с приходом единицы на вход С устанавливает состояние У„„= У„, так как в зависимости от состояний 'У„и У„возникают комбинации В = 1, Я = 0 или В'= О, 10.5.
Последовательностные ци овые системы Я = 1, изменяющие выходные состояния триггера. Таким образом, при У = К = 1 и периодическом изменении уровня С на выходе У формируется последовательность импульсов с удвоенным по отношению к С периодом, т. е. происходит деление частоты по модулю 2. Входы,Г и К позволяют устанавливать (разрешать) или прерывать процесс переключения ХК-триггера при наличии тактовой последовательности на входе С. Однако при начале счета состояние У не определено.
Для его установки используют входы В и Я, называемые асинхронными. Управление ими возможно в любой момент действия тактовой последовательности, Комбинация 8 = 0 и В = 0 запрешена. Р-триггер — триггер задержки — осуществляет задержку 22 информационого сигнала, поступаюшего на вход, на период тактового импульса, т. е. У„„= В„. 22-триггер можно получить из .ГК-триггера, введя инвертор между управляюшими входами .7 и К (рис. 10.22).
Введение инвертора обеспечивает противоположность логических уровней на входах .7 и'К. При этом исключается неопределенность состояния на входах Я и Я триггера-защелки. Рис. 10.22. 22-трипер Приведенные триггерные устройства составляют основу для создания регистров сдвига, счетчиков импульсов и множества других устройств цифровой обработки и формирования импульсных сигналов. Регистром называют совокупность триггеров, предназначенных для хранения двоичного кода числа, преобразования его из последовательной формы в параллельную и наоборот, получения обратного кода числа, осушествления сдвига разрядов. Для реализации перечисленных функций используют различ- л' ные способы построения регистров. Их функциональные возможности определяют тип используемых триггеров и организация их управления.
Основу регистра хранения составляют 22- или Вб-триггеры. На рис. 10,23 показан четырехразрядный регистр хранения информации с параллельным ее вводом и выводом. Он содержит четыре 2)-триггера, объединенных по входам В (установка 0) и входам С (вход тактовых импульсов). Числа, соответствуюшие разрядам четырехзначного двоичного кода, вводятся по входам 22 при наличии разрешающего сигнала С = !. Смена уровня на входе С переводит регистр в режим хранения до прихода следуюшего тактового импульса. В течение всего времени работы регистра на его входе 22 должно поддерживаться состояние логической единицы.
Считывание прямого кода числа производится в паузе между тактовыми импульсами с выходов У, с выходов У можно считать обратный код хранимого числа. Обновление информации происходит во время действия тактового импульса. Регистр сдвига образуют триггеры, соединенные последовательно. Их число определяет разрядность записываемого кода. Используются, как правило, двухступенчатые ГК-триггеры.
В этом случае обеспечивается возможность одновременной записи информации (в первую ступень триггера) и ее считывания из второй ступени. Схема регистра сдвига с последовательно-параллельным считыванием и записью информации, а также его условное обозначение показаны на рис. 10.24а,б. Тактовые импульсы поступают на все входы С одновременно. Подлежащая записи информация Рнс. 10.23. Четы- поступает на вход триггера старшего разряда. Представленная схе- Ре"Ра'Р"д"мй Рема названа последовательным нли сдвиговым регистром, так как гнстР "Ра"е""Я "" запись информации в триггеры осуществляется последовательно в 250 Глава 10.
Введение в цифровую элеат они моменты прихода тактовых импульсов. Эти же импульсы позволяют сдвинуть хранимую информацию поразрядно влево или вправо при соответствующей организации системы. В этом случае регистр называют реверсивным сдвиговым регистром. б) Рнс. 10.24. Регистр сдвига (а) н его условное обозначение (б) Счетчики предназначены для регистрации числа поступивших на их вход импульсов. .7К-триггер со счетным входом при .7 = К = 1 делит частоту поступающих импульсов вдвое. Часто счетчики называют делителями частоты. Обьединение п триггеров позволяет получить счетчик с коэффициентом деления 2".
Индикация состояния триггеров после воздействия серии импульсов дает возможность определить число поступивших импульсов. Кратное деление частоты широко используется в радиофизике при создании измерительных устройств, задающих генераторов, систем синхронизации. Четырехразрядный счетчик на синхронных ЯЯ-триггерах, осуществляющий счет импульсов до 2" = 1б, показан на рис. 10.25. Перед началом счета все триггеры устанавливаются в состояние У = 0 подачей уровня Я = 1. Под воздействием входных импульсов триггеры счетчика последовательно меняют свои состояния.
Шестнадцатый импульс устанавливает на всех их выходах состояние У = О. Рнс. 10.25. Четырехразрялный счетчик На основе триггерных (бинарных) ячеек могут быть созданы счетчики, отсчитывающие число импульсов Ф ~ 2". Такие счетчики называют недвоичными. Для того чтобы превратить рассмотренный выше шестнадцатеричный счетчик в десятичный, необходимо по достижении состояния 10 (1010,) подать импульс установки нуля, после чего счет начнется сначала. Для реализации этого условия нужно объединить сигналы с выходов У„и У, с помощью схемы И вЂ” НЕ (рис.
10.2б). Вход В первого триггера не обязательно связывать с выходом схемы И вЂ” НЕ, так как в момент сброса У; = О. 10.6. Аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи Одна из основных проблем цифровой электроники, определяющая эффективность решения различных задач, состоит в преобразовании аналоговых величин в цифровые и цифровых в аналоговые. Превращение аналогового сигнала в цифровой осуществляет аналого-цифровой преобразователь (АЦП), цифрового в аналоговый — цифроаналоговый преобразователь (ЦАП). Отсчет мгновенного значения сигнала и его запоминание на время, необходимое лля преобразования в цифровой код, осуществляет устройство выборки и хранения.
Принцип его действия поясняет рис. 10,27. Запоминание значения сигнала в момент 10.6. Аналого-циф овые и циф о-аналоговые и об азователи 251 выборки, происходящей при кратковременном замыкании управляемого ключа, осушествляет конденсатор С„. За время, когда ключ замкнут, С. заряжается до напряжения сигнала в момент отсчета. В качестве управляемого ключа можно использовать диод или транзистор. В промежутке времени между выборками напряжение на С„преобразуется в л-разрядную двоичную последовательность (значение н определяет точность преобразования сигнала). В Рис.
10.26. Пример организации десятичного счетчика иа базе двоичного Рис. 10.27. Устрой- стао выборки и хранения Существует несколько типов ГГ )Г й 11 й АЦП. В АЦП параллельного типа входное аналоговое напряже- оп ние сравнивается одновременно с г4 1) + уровнями эталонных нап1зяжений, поданных на входы 2" компараторов, основанных на использо- Лагическое устройство ванин операционных усилителей.
Выходной сигнал компараторов, параллельный код поступаюший на вход логического устройства, содержащего регистр хранения и дешифратор, преобра- Рис. 10.28. Аналого-цифровой преобразователь парплзуется в н-разрядный цифровой лельиого типа код. АЦП параллельного типа обладают наибольшим быстродействием и наименьшей точностью преобразования, которая зависит от стабильности порогов срабатывания компараторов и точности подбора резисторов в делителе эталонного напряжения. Число компараторов определено разрядностью двоичного кода, формируемого на выходе АЦП.
Частота преобразования сигнала в АЦП такого типа достигает 100 МГц. Другой тип АЦП использует принцип преобразования напряжения во временной интервал. Этот принцип широко распространен в измерительных системах, так как обеспечивает более высокую точность. Принцип действия АЦП с промежуточным преобразованием "напряжение-время'* иллюстрирует рис. 10.29.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
