Мультиплексоры

Мультиплексор – многофункциональный узел, осуществляющий подключение одного из нескольких входов к выходу данных, при этом номер выбранного входа соответствует коду, поданному на адресные входы мультиплексора.

Шифратор (кодер) – устройство, выполняющее функции, обратные дешифратору.

Имеет m входов и n выходов, при подаче сигнала на 1 из входов на выходе появляется двоичный код номера активного входа.

Элементы памяти

Команды и данные в БЦВУиМ необходимо хранить и выбирать по мере необходимости. Для этой цели используют запоминающие устройства.

ПЗУ используется для хранения команд и констант. Запись на ПЗУ сложна и занимает много времени, поэтому применяется, когда требуется изменить однажды записанную информацию.

ОЗУ используется для хранения данных, изменяющихся в процессе работы (результаты вычислений или текущие данные).

Выключение питания не меняет содержания ПЗУ, а ОЗУ стирает.

Классификация ПЗУ по способу программирования:

1. ПЗУ, программируемое по заказу пользователя, или масояное программирование. Не допускается внесение изменений после доставки потребителю.

2. ПЗУ, программируемое пользователем один раз или перепрограммируемое (ППЗУ). Эти ПЗУ используют плавкие связи, которые могут быть изменены пользователем однажды, после чего их изменить нельзя.

3. ПЗУ, которые можно перепрограммировать многократно.

Структурная схема ПЗУ:

Дешифратор – это комбинационная схема, которая по требуемому одному из n возможных адресов открывает доступ к соответствующему m-разрядному слову в матрице памяти. Содержание этих m разрядов передается в выходной буферный усилитель для последующего использования.

Реализовать эту схему можно двумя способами адресации:

- линейная выборка

- выборка по принципу совпадения токов

При обращении к ПЗУ входной сигнал q поступает на дешифратор x.

Чаще ПЗУ делают по МОП технологии, так как у нее крайне низкое потребление мощности, высокое быстродействие, время жизни ячеек достигает 100 лет.

ОЗУ бывает статические и динамические.

В статических для хранения одного бита информации используется отдельный триггер, информация сохраняется пока есть питание.

В динамической ОЗУ информация хранится в виде электрического заряда емкости между затвором и подложкой (между двумя электродами МОП транзисторов).

Преимущества ОЗУ:

- в 2-3 раза меньше места на 1 бит информации

- высокое быстродействие

- потребляет меньше мощности в устойчивом режиме, но требует дополнительное схемное оборудование для регенерации.

ЦАП и АЦП.

Общие сведения:

Обычно, подаваемый источником сигнал имеет аналоговую форму (речевой, телевизионный).

Аналоговая форма сигнала определяется непрерывной функцией с мгновенными значениями в некотором интервале.

Передача и обработка сигнала может производится в аналоговой форме, однако в настоящее время, получают все большее распространение системы передачи и обработки сигналов, в которых сигнал преобразуется в цифровую форму. Полученные цифровые сигналы передаются или обрабатываются, и только на выходе из системы производится обратное преобразование из цифровой формы в аналоговую.

Преимущества цифровой формы представления информации:

1. Более высокая помехоустойчивость при передаче сигналов;

2. Независимость от времени и влияния изменений в окружающей среде;

3. Возможность построения аппаратуры с использованием последних достижений в микроэлектронике.

4. Компактность, экономичность, гибкость функционирования и изменения.

Микросхемы-преобразователи сигналов, которые по сравнению с обычными цифровыми имеют особенности:

- более высокая точность и стабильный входных и выходных характеристик в широком диапазоне температур.

- более высокие требования к контрольно-измерительной аппаратуре

- сравнительно большое число контролируемых параметров в цикле производства, при контроле готовых схем, при механических и климатических испытаниях.

ЦАП и АЦП

Широкое распространение получили в приеме, обработке и передаче большого объема информации в реальном масштабе времени

Принципы преобразования сигнала из аналоговой формы в цифровую.

Преобразование происходит в три этапа:

1. Дискретизация

2. Квантование

3. Кодирование

На первом этапе из непрерывного сигнала Х(t) берутся отсчеты мгновенных значений через определенные интервалы времени Т (такты).

На втором этапе отсчеты привязываются к одному из уровней квантования.

На третьем этапе полученный уровень кодируется в двоичной форме.

Теоретическая основа этого преобразования является теоремой Котельникова.

Теорема Котельникова: если сигнал имеет ограниченный спектр с максимальной частотой f_max, то для восстановления аналогового сигнала из последовательности его дискретных значений тактовый интервал должен удовлетворять условию:

Т , в следствии этого частота дискретизации:

Fq 2f_max.

Сущность операции квантования состоит в следующем: создается сетка уравнений квантования, смещенных на величины, называемую шагом квантования, при этом каждому уровню квантования присваивается порядковый номер, полученный в результате дискретизации отсчеты сигнала заполняются ближайшим к ним уровнем квантования.

Таким образом последовательность отсчетов сигналов в процессе квантования преобразуется в последовательность соответствующих чисел.