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.

20.1 Сихронный (триггеры переключаются одновременно) Логический элемент И нужен для того, чтобы учесть все предыдущие состояния.

Асихроный – ксч=8 (триггеры переключаются последовательно) счетчиках время задержки распространения сигнала возрастает при увеличении числа триггеров

2 0.2 . Мультивибраторами называют электронные устройства, генерирующие электрические колебания, близкие по форме к прямоугольной. Спектр колебаний, генерируемых мультивибратором, содержит множество гармоник - тоже электрических колебаний, но кратных колебаниям основной частоты.

Рис Пусть C = "0", а D = "1". Учитывая то, что между точками D и A есть дифференциальная цепь C₂R₁, нарисуем спадающее напряжение в точке A (конденсатор C₂ заряжается по цепи DC₂R₁, а напряжение в точке A равно U_A = U_BblxD — Uc ). Напряжение в точке B считаем

равным нулю, то есть конденсатор C1 уже разрядился. Как только напряжение в точке A упадет до порогового уровня, на выходе C будет сформирован уровень логической единицы. Этот скачок напряжения в точке C будет передаваться в точку B через дифференцирующую цепь R₂C₁, как только значение напряжения в точке B увеличится до максимального, в точке D будет сформирован уровень "0". Этот перепад напряжения из логической единицы в ноль передается из точки D в точку A через дифференцирующую цепь C₂R₁ . Напряжение в точке A скачком изменяется от и_пор до -0,7В (ограничение по уровню -0,7В определяется наличием защитного диода VD1). Напряжение в точке C скачком переходит из "0" в "1", а напряжение в точке B начинает уменьшаться, так как конденсатор C₁ заряжается. Когда оно упадет до порогового значения, на выходе D формируется уровень логической единицы и скачок напряжения будет передан в точку A через цепь C₂R₁ , как следствие напряжение в точке C упадет до нуля и отрицательный перепад напряжения будет передан в точку B. Напряжение в точке B скачком изменится от и_пор до -0,7В и весь процесс повторится снова.

20.3 ПЗУ «ROM» - (readonlymemory) предназначено для хранения некоторой однажды записанной в него информации, не нарушаемой и при отключении источника питания. В ПЗУ есть: режим хранения и режим чтения. Режим записи не предусматривается.ППЗУ (EPROM – Eraseprogrammable ROM) в процессе функционирования цифрового устройства используется как ПЗУ. Оно отличается от ПЗУ тем, что допускает обновление однажды записанной информации, т. е. в нем предусмотрен режим записи. Все постоянные запоминающие устройства можно разделить на три типа:Однократно программируемые на заводе – изготовителе (ROM).

В качестве элементов памяти имеют набор плавких перемычек, которые в процессе программирования пережигаются импульсами тока.Однократно программируемые пользователем (Programming ROM).В качестве элементов памяти имеют набор плавких перемычек, которые в процессе программирования пережигаются импульсами тока.Многократно программируемые пользователем.Репрограммируемые ПЗУ разделяются на два класса:1. С режимом записи и стирания электрическим сигналом (EPROM).

2. С режимом записи электрическим сигналом и стиранием ультрафиолетовым излучением(EEPROM).Для того, чтобы увеличить разрядность ячейки памяти ПЗУ эти микросхемы можно соединять параллельно (выходы и записанная информация естественно остаются независимыми). Схема параллельного соединения одноразрядных ПЗУ приведена на рисунке

CS – chipselect (выбор типа кристалла). Если CS=1, то на выходе (Out) устанавливает третье состояние (Out отключается от внутренней части схемы). При CS=0 выход активен (все устройства работают). – read (считывание). Если считывание, – не разрешает считывание.

2 1.1 Регистры Регистрами называются цифровые устройства, которые предназначены для приема, хранения и преобразования информации. Различают последовательные, параллельные и универсальные регистры. Последовательные регистры бывают: обычные сдвиговые и реверсивные. Параллельный регистрВ параллельных регистрах информация записывается параллельно на все входы.

В параллельных регистрах в момент прихода СИ информация записывается параллельно (одновременно) на все входы и хранится в регистре до следующего СИ. Каждый из триггеров записывает информацию, подаваемую на вход D, и сохраняет ее до прихода следующего синхроимпульса. Схема четырёхразрядного параллельного регистра приведена на рисунке 1, а его условно-графическое обозначение - на рисунке 2.

21.2 Мультивибраторы

Мультивибраторами называют электронные устройства, генерирующие электрические колебания, близкие по форме к прямоугольной. Спектр колебаний, генерируемых мультивибратором, содержит множество гармоник - тоже электрических колебаний, но кратных колебаниям основной частоты.

Принимаем произвольно состояние на выходе Q: "0" или "1". Допустим, что Q = 0, тогда . Конденсатор C₁ заряжается по цепи выхода , а конденсатор C₂ разряжен, так как его цепи разряда C₂R₃Q и C₂R₄VD₂Q имеют намного меньшее сопротивление, чем сопротивление цепи заряда QR₃C₂. Когда напряжение на конденсаторе C₁ достигнет U_пор, на входе S триггера будет сформирован уровень логической "1" и триггер переключится в состояние Q = 1. На выходе формируется уровень логического "0", конденсатор C₁ быстро разряжается через две параллельные цепи и , а конденсатор C₂ заряжается через R₃. Как только напряжение на входе R достигнет порогового значения, триггер вернется в нулевое состояние Q = 0. Далее процесс будет повторяться