30. Генераторы кодов на основе счетчиков

Последовательностные устройства этого типа называют также распределителями сигналов, так как последовательность двоичных чисел на их выходах используется для управления работой других цифровых узлов. Число состояний генератора называется длиной последовательности чисел L_n, которая равна количеству тактов, после которого последовательность чисел на выходе генератора повторяется.

По своей структуре генераторы чисел близки либо к счетчикам, либо к регистрам.

Генераторы на основе счетчиков. Любой счетчик можно считать генератором последовательности чисел, имеющей L_n = K_сч. Как правило, требуемое число разрядов генератора равно числу двоичных разрядов m в генерируемых числах. Если же m > log₂ L_n, то для уменьшения числа используемых триггеров структура таких генераторов видоизменяется. В этом случае генератор целесообразнее строить в виде счетчика с модулем счета K_с = L_n и подключенной к его выходам комбинационной схемой (КС), синтезирующей требуемые значения двоичных чисел последовательности.

В качестве примера рассмотрим генератор чисел 3 – 2 – 12 – 4. Очевидно, что число 12 требует четырех двоичных разрядов, но так как L_n = 4, то за основу генератора можно взять двухразрядный счетчик с K_сч. = 4, который генерирует числа 0 – 1 – 2 – 3. Подключив к выходам полученного счетчика комбинационную схему, выполняющую преобразование кодов в соответствии с табл. 7.2, получим структуру генератора, образующего заданную последовательность чисел (рис. 7.13).

Таблица 7.2

Q1	Q0	C4	C3	C2	C1
0 0 1 1	0 1 0 1	0 0 1 0	0 0 1 1	1 1 0 0	1 0 0 0

Рис. 7.13. Генератор числовой последовательности на основе счетчика

с выходной комбинационной схемой

Временная диаграмма работы такого генератора приведена на рис. 7.14

Рис. 7.14. Временная диаграмма работы генератора

Проектирование рассмотренного генератора по обычной методике проектирования недвоичных счетчиков потребовало бы в два раза больше триггеров и дополнительной логики.

30. Компараторы аналоговых сигналов

Компараторы являются одним из основных узлов любого аналого-цифрового преобразователя и во многом определяют его параметры. Компаратор осуществляет сравнение входного напряжения U_вх с пороговым значением U_пор и формирует выходной логический сигнал 1 или 0 зависимости от знака разности сравниваемых сигналов.

Основными параметрами компараторов являются чувствительность и быстродействие.

Под чувствительностью, или разрешающей способностью, понимают минимальную разность входных аналоговых сигналов, при которой компаратор изменяет свое состояние по выходу. Разрешающая способность реального компаратора (рис. 11.5), в первую очередь, является функцией коэффициента усиления.

а б

Рис. 11.5. Схема простейшего компаратора – а;

временная диаграмма компаратора – б

Основой компаратора обычно являются операционные усилители. Компаратор, представленный на рис. 11.5, позволяет сравнивать сигналы одинаковой полярности. Для приведения уровней выходных напряжений к стандартам цифровых схем используются специальные формирующие цепи. Для уменьшения времени переключения в компараторах применяют положительные обратные связи.

На основе ранее рассмотренных типовых включений ОУ реализуется большое количество схем компараторов различного назначения.