30. Кодеры с линейной шкалой преобразования. Классификация. Кодеры последовательного счета.

Кодирующее устройство предназначено для преобразования отсчетов сигнала U в эквивалентную кодовую комбинацию. В зависимости от вида функции преобразования кодеры классифицируются по вариантам:

1) кодеры с линейной шкалой квантования

2) кодеры с нелинейной шкалой преобразования

По принципу действия различают:

1) кодеры последовательного счета

2) кодеры с поразрядовым взвешиванием

3) матричные кодеры

Кодеры последовательного счета стоятся по схеме 30.1. Где 1 –широтно-импульсный модулятор, 2 – схема И, 3- генератор импульсов, 4- последовательный счетчик импульсов, 5 – буферная память.

Рис. 30.1

В ходной АИМ сигнал U1 (рис. 30.2а) преобразуется в широтно-импульсно модулированный (ШИМ) сигнал U2. Длительность импульсов ШИМ сигнала пропорциональна амплитуде импульсов входного АИМ сигнала (рис. 30.2б). Модулированные по длительности импульсы подаются на первый вход логической ячейки И, на второй вход которой подается последовательность коротких импульсов U3 (рис .30.2в) от генераторного оборудования. На выходе ячейки И получим пачки импульсов ШИМ пропорционально амплитуде отсчетных импульсов АИМ сигнала U1.

Рис. 30.2

Далее сигнал U4 поступает на последовательный счетчик (рис. 30.3)

Рис. 30.3 –

Структурная схема последовательного счетчика вместе с блоком буферной памяти

Достоинства кодера линейного счета : простота, надежность и повышенная точность работы.

Недостатки: необходимость в логических элементах с высоким быстродействием.

31. Кодеры с линейной шкалой преобразования. Классификация. Кодеры взвешивающие.

Кодер предназначен для преобразования отсчетов напряжения сигнала U в эквивалентную кодовую комбинацию. В зависимости от вида функции преобразования N= φ(U) кодеры классифицируются по вариантам:

1) кодеры с линейной шкалой квантования, когда , k – const, ∆ - const.

2) кодеры с нелинейной шкалой квантования, когда

По принципу действия различают следующие типы кодеров: а) кодеры последовательного счета; б) взвешивающие кодеры, в) матричные кодеры.

В звешивающие кодеры. В таких кодерах величина квантованного сигнала выражается суммой определенного набора эталонных сигналов: . - эталонный сигнал, - кодовый символ i-го разряда (0 или 1). Линейные кодеры взвешивающего типа имеют несколько вариантов построения. Один из них – вариант параллельного действия. Его структура приведена на рисунке:

Схема содержит: пороговые устройства (ПУ), сумматоры, аналогове ключи (КЛ), схема логического сложения «ИЛИ», блок преобразования дискретних отсчетов 1.

В блоке 1 происходит преобразование АИМ-1 сигнала в АИМ-2, который поступает на входы всех схем сравнения. На вход каждой схемы сравнения через сумматор поступает эталонное напряжение. Сигнал Uc сравнивается с эталонным значением сигнала, если Uc<Uэт1, то КЛ1 будет закрыт и на вход схемы «И1» поступает – 0. В этом случае Uc, поступающее на ПУ2, сравнивается с Uэт2. Если Uc>Uэт2, то срабатывает ключ КЛ2, и одновременно сигнал разрешения проходит на вход «И2». С приходом импульса опроса y2 – эта схема открывается и на вход «ИЛИ» поступит сигнал, соответствующий единице.

Достоинства такого кодера: высокая точность и большая скорость кодирования. Недостатки – сложность построения кодера.

Другой вариант построения – кодеры последовательного действия. Взвешивающий кодер такого типа строят на одной схеме сравнения с помощью цепи обратной связи. Его структура:

Д екодер образуют: логика управления ЛУ и блок эталонов, содержащий ключи КЛ и аналоговый сумматор напряжений. ГУИ – это генератор управляющих импульсов.

На вход 1-й схемы сравнения подается выборка сигнала, которая с помощью модулятора АИМ-2 запоминается на период кодовой комбинации. Схема сравнения вырабатывает двоичное решение: сигнал на входе 1 больше или меньше, чем на входе 2. На вход 2 схемы сравнения поступает эталонный сигнал U2, вырабатываемый блоком эталонов 2. Работой этого блока управляет блок логики управления 3, ее алгоритм работы выбирается таким образом, чтобы путем последовательного подключения источников Uэт1 ÷ Uэтm к сумматору, установить приближенное равенство сигналов на входах 1 и 2 схемы сравнения. Источники Uэт1 ÷ Uэтm подключаются через ключи КЛ, которые управляют импульсами опроса y1 ÷ ym, формируемыми ГУИ 5. Формирователь кода 4 преобразует в последовательный код число a1, a2 … am.