4.2.3. Структурная схема формирователя последовательности импульсов
Устройство, которое в ответ на запускающий сигнал вырабатывает на выходе последовательность импульсов, может быть построено на основе программируемого мультивибратора и схемы временной селекции.
Цифровой мультивибратор выдает импульс длительностью, равной целому числу периодов тактовой частоты. Если использовать этот выходной импульс мультивибратора как разрешающий для схемы стробирования, а на ее информационный вход подать тактовую частоту, то на выходе схемы стробирования появится последовательность импульсов тактовой частоты, количество которых в последовательности определяется длительностью выходного импульса мультивибратора.
По окончании действия разрешающего импульса на выходе схемы временной селекции будет присутствовать постоянный уровень до поступления следующего запускающего сигнала.
4.3. Мультиплексное управление индикаторами
Для вывода информации часто применяют светодиодные семисегментные индикаторы. Выводить информацию на них можно как статически, так и динамически.
Самый простой вид индикации – статический. При ее использовании каждый сегмент индикатора включен или выключен. Ее основное достоинство в том, что состояние индикатора не изменится, пока не будут изменены данные на входах индикатора, те есть, напряжение на сегментах присутствует постоянно и яркость индикатора будет максимальной. Недостатками такого вида индикации, особенно при большом количестве индикаторов, является большое количество дешифраторов двоичного кода в код семисегментного индикатора (для каждого индикатора свой дешифратор) и большое количество соединительных проводов, особенно, если индикаторы не находятся на одной плате с дешифраторами.
При использовании мультиплексирования соответствующие сегменты индикаторов соединяются вместе и подключаются к дешифратору, а индикаторы зажигаются по очереди. Когда переключение между индикаторами производится достаточно быстро (выше 50 Гц), у наблюдателя создаётся впечатление, что все разряды святятся одновременно.
Циклическое переключение осуществляется с помощью двоичного счётчика. Двоичное число с выходов счётчика поступает на дешифратор и преобразуется в унитарный код, открывая один ключ, подающий питание на один индикатор. Это же двоичное число, управляя мультиплексорами, выбирает с входа число, которое подается на соответствующий для этого индикатор [12].
Структурная схема показана на рис. 4.6.
Рис 4.6. Структурная схема мультиплексного управления индикаторами
4.4. Коммутатор цифровых сигналов для широкополосного (20мГц) осциллографа
Задача такого коммутатора – получить на экране обычного одноканального осциллографа N линий развертки, что позволяет одновременно просматривать N цифровых сигналов в различных точках схемы, сопоставлять их частотные и фазовые соотношения.
Пилообразное напряжение горизонтальной развертки осциллографа с помощью триггера Шмитта и двоичного счётчика преобразуется в последовательность адресных сигналов, которые обеспечивают последовательное прохождение входных цифровых сигналов на выход мультиплексора и далее на сумматор, где суммируются с выходными сигналами двоичного счётчика, модуль счёта которого должен быть равен количеству каналов (указано в задании). В качестве сумматора используется операционный усилитель (ОУ) с обратной связью. При выборе ОУ надо обратить внимание на его граничную частоту (рис. 4.7).
Каждый из последовательных сигналов на выходе мультиплексора складывается с последовательностью сигналов на выходе двоичного счётчика, подаваемые на вход ОУ с различным коэффициентом усиления, образуя ступенчатый сигнал, тем самым обеспечивая различный сдвиг по вертикали каждого из N каналов на экране осциллографа.
Рис 4.7. Структурная схема коммутатора сигналов для осциллографа
Выбор сигнала для синхронизации работы осциллографа осуществляется кнопкой с двоичным счётчиком, сигнал с выхода которого, подается на адресные входы второго мультиплексора. На входы данных подаются те же цифровые сигналы. Номер канала синхронизации должен высвечиваться на индикаторе.
В качестве преобразователя двоичного кода в двоично-десятичный можно использовать микросхему преобразователя ПР7 (см. раздел 6.8) или спроектировать такой преобразователь.