15. Частотно-импульсные вычислительные устройства и системы. Вычислительные устройства разомкнутого типа. Устройства реализации математических зависимостей: сумматоры, вычитатели.

Частотно-импульсное вычислительное устройство — гибридное устройство, в котором исходные переменные и результаты вычислений представляются как электрические импульсы, частота которых пропорциональна их величинам. Частотно-импульсные вычислительные устройства являются аналого-цифровыми устройствами.

Частотно-импульсные вычислительные устройства

Необходимость возникновения :

1. появление большого количества датчиков информации, выходным сигналом которого является частота следования импульсов (датчики температур, давления, перемещений).

2. точные измерители (кварцевые устройства – 10^-9 – 10^-12

ПФИ – преобразователи формы информации

2 класса задач:

1. Управления

2. принятия решения

В ПЭВМ решается некоторая задача управления

1. для преобразования требуется время преобразования

2. каждый преобразователь вносит погрешность , - погрешность вычислителя

Частотно-импульсный сигнал

ЧИС характеризуется:

1. периодом следования сигнала: Т

2. - длительность импульса

3. t_ф1, t_ф2 – время нарастания фронта

4. 

5. - коэффициент заполнения

6. - скважность

= - миандр

U – амплитуда

При работе в ЦУ используются не все параметры сигналов, а только отдельные составляющие:

1. амплитуда (триггер Шмидта), потенциальная система элементов: логические схемы, где уровень логической 1 и 0 отличается амплитудой.

Посмотреть по справочнику: потенциальные системы элементов

3. длительность фронта ( по фронту): Д-триггеры

Импульсная система элементов

Импульсно-потенциальная система элементов

Частота непрерывная величина. Герц – количества колебаний в единицу времени (асинхронные триггеры).

Частота – число импульсов в единицу времени, которые можно использовать по разному (для накопления, сложения и т.д.)

Суммирующие частотно-импульсные ву

F₁ – импульсы частоты F₁ на временном интервале

F₁= n₁/T = 7/T

F₂= n₂/T = 12/T

F_z= n_z/T = 19/T, следовательно, n_z/T= n₁/T + n₂/T, F_z = F₁ + F₂

Основные требования к правильности работы устройства, как суммирующего, чтобы фронты импульсов не совпадали друг с другом, так как логическое сложение не есть арифметические сложение.

№F₁F₂F_я

0 0 0 0

1 0 1 1

2 1 0 1

3 1 1 - - так как при логическом сложении 1 1 = 1, при логическом сложении – исключить

2. Вычитающее устройство

Будем считать, что Т-триггер находится в нулевом состоянии

Знакопеременное вычитающее устройство

Позволяет работать с неравномерными импульсами

Требования к схеме: последовательность импульсов должна быть равномерная.

Для исключения неравномерности в частотных последовательностях используются цифровые фильтры.

20. Частотно-импульсные вычислительные устройства и системы. Вычислительные устройства замкнутого типа. Множительно-делительные устройства. Условия правильной работы.

Замкнутые частотно-импульсные вычислительные устройства. Следящие системы.

Необходимость возникновения :

1. появление большого количества датчиков информации, выходным сигналом которого является частота следования импульсов (датчики температур, давления, перемещений).

2. точные измерители (кварцевые устройства – 10^-9 – 10^-12