4 Контрольные вопросы

1. Что называют логической функцией?

2. Покажите контактные схемы логических операций И, ИЛИ, НЕ.

3. Покажите электронные схемы логических операций И, ИЛИ, НЕ.

4. Покажите условно-графическое обозначение элементов И, ИЛИ, НЕ, И-НЕ, ИЛИ-НЕ, Исключающее ИЛИ.

5. Что представляет собой переключательная таблица логических элементов И, ИЛИ, НЕ, И-НЕ, ИЛИ-НЕ, Исключающее ИЛИ?

Лабораторная работа 8 аналого-цифровой преобразователь

1 ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Изучить принцип действия четырехразрядного аналогоцифрового преобразователя.

2 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Основные определения

Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) – устройство, преобразующее входной аналоговый сигнал в цифровой код (цифровой сигнал).

Аналоговый сигнал – это сигнал, который может принимать любое значение в заданном диапазоне. Для того чтобы преобразовать аналоговый сигнал в цифровой, необходимо выполнить три операции:

дискретизация, квантование и кодирование.

2.2 Дискретизация

Дискретизация – представление непрерывного аналогового сигнала последовательностью его значений (отсчетов). Эти отсчеты берутся в моменты времени t, отделенные друг от друга интервалом t, который называется интервалом дискретизации (рисунок 8.1). Величину, обратную интервалу дискретизации, называют частотой дискретизации.

Рисунок 8.1 – Аналого-цифровое преобразование. Дискретизация

Чем меньше интервал дискретизации и, соответственно, выше частота дискретизации, тем меньше различия между исходным сигналом и его дискретным отражением. Восстановление аналогового сигнала из дискретного осуществляется с помощью фильтра нижних частот. Согласно теореме В.А.Котельникова, восстановление будет точным только в том случае, если частота дискретизации ^f_Ä больше чем в 2 раза превышает верхнее значение частоты ^f_Â в спектре аналогового сигнала: ^f_Ä  2 ^f_Â.

2.3 Квантование

Квантование представляет собой замену величины отсчета сигнала при дискретизации ближайшим значением из разрешенного набора фиксированных значений сигнала, которые называют уровнем квантования (рисунок 8.2). Таким образом, квантованный сигнал, в отличие от исходных дискретных отсчетов, может принимать только конечное число значений, в данном случае – 0, 1, 2, 3.

Рисунок 8.2 – Аналого-цифровое преобразование. Квантование

При квантовании происходит искажение сигнала, которое невозможно устранить фильтрацией. Чтобы уменьшить искажения от квантования (так называемый «шум квантования»), необходимо увеличивать количество уровней квантования, тогда разность между дискретными отсчетами и фиксированными уровнями квантования u будет меньше.

2.4 Цифровое кодирование

Поскольку квантованный сигнал может принимать конечное число значений, его можно представить в каждый момент отсчета числом, равным порядковому номеру уровня квантования, т.е. закодировать его. Для кодирования сигналов широко применяют двоичный код. Если двоичный код имеет n разрядов, то с его помощью можно описать N  2ⁿ уровней квантования. Например, для уровней квантования, показанных на рисунке 8.2, двоичные коды будут выглядеть следующим образом: 00; 01; 10; 11.