Герасимов В.Г. (ред). - Электрические измерения и основы электроники (1998) (529641), страница 57
Текст из файла (страница 57)
При положительном перепаде тактового импульса 2 в соседний (более младший) разряд запишется 1, а на выходе ЦАП установит „ напряжение иц~п=12В. Поскольку иц,хп станет больше Г,„, на выход компаратора установится нуль. Этот нуль при отрицательном перепа тактового импульса 2 запишется в регистр, из-за чего выходное напр„. жение ЦАП вновь станет равным 8В, поэтому на выходе компаратора в промежутке между тактовыми импульсами 2 и 3 опять установится 1 (Ь;х>иц,хг~) и т.д.
Соответствующие временные диаграммы приведены на рис.6.31,б,в. Еще одну разновидность АЦП развертывающего типа составляют так называемые и н т е г р и р у ю щ и е АЦП, специально разработанные для высокочувствительных цифровых приборов постоянного (или мед ленноизменяющегося) тока. Для АЦП этого типа быстродейсзвие не играет существенной роли, для них гораздо важнее обеспечение от стройки от влияния интенсивных помех, частоты которых кратны частоте~,.=50 Гц переменного тока в промышленной питающей сети.
В отличие от обычных АЦП последовательного действия интегрирую- а) ('г) 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 л„„„® Рис. 6.31 Временные диаграммы, поясняющие принцип действия АЦП 306 щие АЦП вместо ЦАП используют интегратор. Поскольку интеграл от гармонической функции, взятый на отрезке интегрирования, кратном ее периоду, равен нулю, АЦП этого типа позволяют значительно ослабить влияние сетевых помех на показания цифровых приборов постоянного тока. Структурная схема АЦП двойного интегрирования показана на рис.б.32,а, а поясняющие его работу временные диаграммы — на рис.б.32,б.
В исходном состоянии двоичный счетчик СТ2 установлен в нуль, а переключатель Я подключен к измеряемому постоянному входному напряжению. При отсутствии помех напряжение на выходе инвертирующего интегратора РА1 изменяется по линейному закону, напряжение на выходе компаратора РА2 положительно и разрешена работа счетчика, изменяющего свое состояние под действием тактовых импульсов У,. Период их следования выбирается из соотношения Т=КТ~2", где й — целое цисло, и — разрядность счетчика, а Т;-Ц;= = 0,02 с — период сетевого напряжения переменного тока. В момент переполнения счетчика импульсом на выходе переноса в более высокий разряд ~>(2" — 1)1, подаваемым на вход схемы управления СУ, перебрасывается переключатель Я, подключая ко входу интегратора источник опорного напряжения (1 „, полярность которого противоположна У~,.
Напряжение на выходе интегратора РА 1 начинает линейно нарастать и в момент времени, когда оно достигает нуля, срабатывает компаратор РА2, прекращая работу счетчика СТ2. АЦП п а р ал л ел ь н о г о д е й с т в и я предназначены для преобразования быстроизменяющихся аналоговых сигналов, и поэтому они обладают весьма высоким быстродействием. Структурная схема АЦП этого типа приведена на рис.6.33,а и содержит (2л — 1) быстродействующих выходных компараторов Р~ — Р2п ~ (и — разрядность АЦП), шифратор СР, преобразующий выходные сигналы компараторов в двоичный код, и регистр Я6, обеспечивающий хранение этого кода в промежутках времени между двумя соседними отсчетами АЦП. Частота следования этих отсчетов определяется частотой повторения тактовых импульсов У,.
Работа ком параторов разрешается сигналом на прямом входе разрешения Е. На прямые входы компараторов подается входной сигнал и,„(г), а на инверсные — опорные напряжения, снимаемые с резисторов делителя напряжения источников + У,„~, — У „2, определяющих размах преобразуемого сигнала. Если входной сигнал иц (1) выходит за пределы (1„„~, У„„2, при У,,=1 все компараторы будут установлены в одинаковое состояние (1 или О) независимо от изменений и „(~) до тех пор, пока и,„(~) вновь не окажется в этих пределах.
Прн некотором среднем значении входного сигнала ком параторы Р ~ — Р, установятся в 307 код Рис. 6.32. Аналого-цифровой преобразователь двойного интегрирования б) состояние О. а О,+! ...Ю<~~ !) — в состояние 1. Сигналы с выходов компараторов поступают на шифратор СЮ, который при У,=1 закрыт по инверсному входу разрешения Е. При переходе Г, из состояния 1 в 0 шифратор выставляет двоичный код, который при следующем переходе У, из О в 1 по прямому динамическому входу С переписывается в регистр Яб, заменяя в нем предыдущее значение кода на выходе АЦП.
Таким образом, если на выходе К6 содержится код некоторого отсчета с номером лг, на выходах закрытого шифратора выставлен код следующего (У+1)-го отсчета, а открытые компараторы обрабатывают (%+2)-й отсчет сигнала. В параллельном АЦП действует своеобразный конвейер, когда в каждом такте отдельный узел обрабатывает свой отсчет, поэтому период следования отсчетов определяется временем задержки только одного (самого худшего по быстродействию) узла, а не суммой этих времен. По этой причине тактовая частота параллельных АЦП может достигать значений порядка 100 МГц, что позволяет преобразовывать сигналы с высшей частотой более 1О МГц. Основной недостаток АЦП параллель ного действия, связанный с относительно небольшим числом его разря дов (из-за большого числа компараторов), может быть устранен парал 308 К 1107 ПВ2 Рис Ь 33 Аналого-цифровой преобразователь параллельного действия дельным включением нескольких преобразователей этого типа, у которых соответствующим образом подобраны опорныенапряжения У,„~ и У „2 309 КОММЕНТАРИИ К ПРАВИЛЬНЫМ ОТВЕТАМ НА ВОПРОСЫ ГЛ 6 6 1 3 Каждый из пары элементов (см рис 6 10) реализует булеву функцию вида г = х!х~+хзх4 При подаче на один из входов сигнала я и единичных уровнях на остальных входах на выходе элемента получиМ Р'=х 1 + 1 1=0 независимо от сигнала х 6 2 3 При сброшенном в нуль |К-триггере соединение инверсного выхода с прямым 1-входом приводит к активному уровню сигнала на этом входе В этом случае при изменении состояния К-входа/К-триггер будет функционировать в соответствии со строками 1 и 3 таблицы переходов (см рис 6 17) Строка 1 доставляет единичное значение Я~+1, а строка 3 — значение Д'+~= Д', что при сброшенном триггере опять приводит к единице, т е независимо от состояния К-входа И- триггер будет установлен 6 3 4 Единичный уровень на инверсном входе запрета Е1 разрешает работу шифратора КМ555ИВ1 При этом активный уровень сигнала иа одном из входов 00 — Р7 приведет к появлению на выходах УΠ— У2 двоичных кодов первых 8десятичных чисел Среди этих кодовактивный уровень сигнала только на одном из выходов УΠ— У2 возможен в трех вариантах Глава седьмая МИКРОПРОЦЕССОРЫ И МИКРОПРОЦЕССОРНЫЕ СИСТЕМЫ 7.1.
ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О МИКРОПРОЦЕССОРАХ История развития современных средств вычислительной техники насчитывает около 50 лет, однако за этот период уже сменилось четыре поколения ЭВМ, существенно отличающихся друг от друга своей элементной базой Первое поколение ЭВМ составляли громоздкие системы на электронных лампах ЭВМ первого поколения не отличались высокой надежностью и имели быстродействие порядка нескольких десятков тысяч операций в секунду Применение дискретных транзисторов в ЭВМ второго поколения значительно повысило их надежность и быстродействие (до сотен тысяч операций в секунду) Элементную базу ЭВМ третьего поколения в основном составляли цифровые ТТЛ вЂ” ИС малой и средней степени интеграции, что обеспечивало их достаточно высокую надежность и быстродействие на уровне миллиона операций в секунду Степень интеграции цифровой ИС определяется количеством разме~ценных в ней логических элементов (ЛЭ) К микросхемам малой степени интеграции (МИС) относят ИС, содержащие не более десяти ЛЭ, к средней степени интеграции (СИС) — ИС с числом ЛЭ в пределах 10— 100 ИС большой степени интеграции (БИС) содержат 100 — 1000 ЛЭ, сверхбольшой (СВИС) — 1 — 10 тысяч ЛЭ, супербольшой степени интеграции (ССБИС) — 10 — 100 тысяч ЛЭ на одном кристалле Переход к ЭВМ четвертого поколения был достигнут не только благодаря заметному прогрессу в области схемотехники и технологии производства ИС Весьма важным для дальнейшего развития вычислительной техники явилось создание в 70-х годах новых универсальных цифровых ИС, так называемых микропроцессоров ( МП ) — — разновидности БИС,способных выполнять полный перечень функций центральпого процессора ЭВМ С появлением микропроцессоров отпала необходимость для каждого нового применения проектировать новую ИС вместо этого можно было взять готовый микропроцессор, разработав 4зя него новую программу для выполнения требуемых функций 311 Спектр возможных применений микропроцессоров оказался пасто ц,.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
