15.1 D-триггер – это устройство, которое запоминает информацию, которая присутствует на входе D в момент прихода синхроимпульса на вход C.

условное обозначение

временные диаграммы

D-триггер в режиме счетного триггера

Как сих. Двоич счетчик:

Последовательный регистр.

15.2 Термин «формирователи импульсов» объединяет широкий круг различных устройств, предназначенных для преобразования сигналов — цифровых и аналоговых—таким образом, чтобы получить импульсы с тре­буемыми временными и амплитудными характеристиками. Как правило, в ходе формировании импульсов стремятся обеспечить в первую очередь ка­кой-то один главный для каждого конкретного случая параметр.

Формирование протекает во время действия входного сигнала. По это­му признаку формирователи отличают от регенеративных устройств, на­пример одновибраторов, которые входной сигнал только запускают, после чего процесс образования выходного импульса идет самостоятельно за счет положительной обратной связи

В функциональном отношении формирователи отличаются большим раз­нообразием. Типичными случаями формирования являются:

- нормализация фронта и среза импульсов (повышение их крутизны);

- формирование импульсов по фронту и срезу, т. е. генерация кратко­временных (τ_и< 1 мкс) импульсов, момент появления которых совпадает с фронтом или срезом входного импульса;

- временное преобразование импульсов (укорочение, временная задержка и т. п.);

- удвоение частоты следования импульсов;

- преобразование формы импульсов и получение прямоугольных импуль­сов из сигналов другой формы, в частности из аналоговых, главным обра­зом — синусоидальных.

Формирователи импульсов на основе интегрирующих цепей

15.3 АЦП Аналого-цифровые преобразователи (АЦП) предназначены для преобразования аналоговой величины в цифровой код. Другими словами, АЦП - это устройства, которые принимают аналоговые сигналы и генерируют соответствующие им цифровые.Для преобразования аналогового (непрерывного) сигнала в цифровой необходимо выполнить две операции: дискретизация, квантование. То есть структурную схему АЦП можно представить в виде рис. 22.1.

Д искретизация – это представление непрерывной функции в виде ряда дискретных отсчетов. По-другому можно сказать, что дискретизация – это преобразование непрерывной функции в непрерывную последовательность отсчетов.

Период дискретизации выбирается исходя из выражения: , При квантовании шкала сигнала разбивается на уровни. Отсчеты помещаются в подготовленную сетку и преобразуются в ближайший номер уровня квантования. \

Ацп с промежуточным преобразованием напряжения в частоту

Рассмотрим структурную схему АЦП с промежуточным преобразованием напряжения в частоту (рис.27.6).

Рисунок 27.6 – Структурная схема АЦП с промежуточным преобразованием напряжения в частоту

– преобразователь напряжения в частоту с поочередным интегрированием. Г_эт – генератор прямоугольных импульсов. Ст – счетчик.

Рисунок 27.7 – Диаграммы работы АЦП

Приведем схему АЦП с промежуточным преобразованием напряжения в частоту:

Опишем принцип работы устройства. Если на вход управления ключа подан “0” – то ключ разомкнут, если “1” – то ключ замкнут. Построим временные диаграммы работы схемы:

Рисунок 27.8 – Временные диаграммы работы АЦП

Когда ключ S₁ разомкнут, а ключ S₂ замкнут, происходит разряд конденсатора С₁. Напряжение на выходе первого интегратора растет по линейному закону, и когда оно достигнет U_оп , на выходе K1 произойдет перепад напряжения из “0” в “1”. RS-триггер установится в “1”, ключ S₁ замкнется, а S₂ разомкнется. Конденсатор С₁ будет быстро разряжаться через S₁, а конденсатор С₂ начнет заряжаться от источника входного напряжения. Когда U_u2=U_оп – на выходе K2 будет сформирован перепад из “0” в “1” и RS-триггер вернется в исходное состояние (“0”). S₁ разомкнется, а S₂ замкнется, и все процессы будут повторяться.

1 6.1 Счетчиком называется устройство, предназначенное для подсчета числа импульсов, поступающих на его вход, и фиксации этого числа в виде кода, хранящегося в триггерах. Счетчик относится к последовательным логическим устройствам.По назначению счетчики могут быть суммирующими, вычитающими и реверсивными.Суммирующие счетчики производят сложение чисел поступающих на вход импульсов с тем числом, которое хранилось в нем.Вычитающие. Реверсивные счетчики могут производить как сложение, так и вычитание поступающих на вход импульсов. По способу переноса сигнала в старший разряд счетчики могут быть с последовательным, параллельным и сквозным переносом.Счетчики бывают синхронными, когда счетные импульсы подаются счетные входы всех триггеров, и асинхронными, Счетчики, имеющие модуль счета 2ⁿ , называются двоичными. Если К_сч  2ⁿ,

С четчик суммирующий, Асинхронный. . С естественным порядком смены. Счетчик – делитель частоты. Реверсивный асинхронный счетчик. Построить такой счетчик можно двумя путями:– входы синхронизации второго и последующего триггеров в режиме суммирования подключаем к инверсным выходам предыдущих триггеров, а в режиме вычитания – к прямым выходам;– к выходам счетчика в режиме суммирования подключаются прямые выходы триггеров, а в режиме вычитания – инверсные, при этом входы синхронизации второго и последующего триггеров подключены к инверсным выходам предыдущих триггеров.

16.2 При разработке цифровых устройств нередко требуется формировать импульсы, привязанные к входному сигналу. Если не предъявляются высокие требования к стабильности и длительности формируемого импульса, могут применяться схемы на основе дифференцирующих или интегрирующих RC-цепей. В этом случае для расчета длительности импульса используются те же соотношения, что и для одновибраторов.

Формирователь импульса по фронту сигнала

16.3 Устройство выборки хранения

Устройства выборки– хранения (УВХ) (слежения - хранения), выполняющие эту функцию, должны на интервале времени выборки (слежения) повторять на выходе входной аналоговый сигнал, а при переключении режима на хранение сохранять последнее значение выходного напряжения до поступления сигнала выборки. Схема простейшего УВХ и диаграммы его работы приведены на рисунке соответственно.

Схема простейшего устройства выборки хранения (а)

и диаграммы работы устройства (б)

Когда ключ S замкнут, выходное напряжение схемы повторяет входное, т.е. (что видно из диаграмм работы УВХ). При размыкании ключа сохраняет свое значение, последнее перед размыканием. Повторитель напряжения (ПН) препятствует разряду конденсатора хранения на нагрузку схемы. Входное сопротивление повторителя должно быть как можно больше.

Для уменьшения погрешности измерений вых. Напряжения используют схему „замкнутых” УВХ.

Хема имеет общую отрицательную ОС, охватывающую всю схему. Когда ключ замк., потенциал вых. ОУ₁ устанавливается таким, что отличается от на величину напряжения смещения ОУ₁. При этом смещение, возникающее из-за наличия ОУ₂, = нулю. При разм. ключа управляющим сигналом .Усилитель ОУ₁ обеспечивает высокое входное сопротивление УВХ.