8.9. Представление двоичного числа в прямом hi обратном кодах

В вычислительных машинах часто используются числа в об­ратном и дополнительном кодах. Так, например, код 0101 явля­ется обратным кодом двоичного числа 1010, а 1010 — обратный код числа 0101 и т. д., т. е. процесс преобразования прямого кода в обратный состоит в замене 1 на 0 и 0 на 1 [Указанные здесь операции преобразования кодов относятся только к отрицательным числам, так как у положительных чисел прямой, обратный и дополнительный коды совпадают. Для получения дополнительного кода числа; следует к его обратному коду добавить единицу младшего разряда числа, — Прим. ред.].

На рис. 8.10 изображена схема .считывания двоичного числа, записанного в триггерах регистра (число триггеров равно числу разрядов двоичного числа), в прямом или обратном коде. Схе­ма состоит из комбинации двухвходовых схем И и ИЛИ. Рабо­той схем И управляют два управляющих импульса, подавае­мых на две раздельные шины. На верхнюю шину подается им­пульс, действующий при считывании числа в обратном коде, а на нижнюю шину поступает импульс, действующий при считы­вании числа в прямом коде. Каждый триггер связан с парой схем И, причем основной выход триггера Q подается на вход той схемы И, которая связана с нижней шиной, а инверсный выход Q соединен со схемой И, связанной с .верхней шиной.

Пусть производится считывание двоичного числа в обратном коде и какой-нибудь из триггеров находится в нулевом состоя­нии (Q = 0), тогда Q=l и при подаче управляющего импульса на верхнюю шину срабатывает схема И, связанная с выходом Q=l, а на выходе схемы ИЛИ возникает сигнал 1. Если же в триггере записано число Q = l, то, поскольку при этом Q = 0, связанная с этим выходом схема И не срабатывает и на выхо­де схемы ИЛИ фиксируется сигнал ,0.

При считывании числа в прямом коде управляющий импульс подается на нижнюю шину и поэтому сигнал 1 получается на выходах только тех схем И, которые связаны с выходами Q=l; эти значения фиксируются и на выходах соответствую­щих схем ИЛИ. На выходах же схем И, которые связаны с выходами Q = 0, образуется сигнал 0, который .повторяется и на соответствующих выходах схем ИЛИ.

Глава 9 мостовые схемы

9.1. Мостик Уитстона

Мостовые схемы используются в различных областях элек­троники для проведения измерений, для целей управления m обеспечения возможности считывания переменных. Вместе с: мостовыми схемами применяются такие чувствительные эле­менты, как гальванометры, откалиброванные измерительные-приборы и датчики, обеспечивающие в случае разбаланса зву­ковую или световую сигнализацию.

В измерительной технике мостовые схемы используются для-определения величин сопротивлений, емкостей или индуктивно--стей, а также частоты сигнала. В системах управления мосто­вые схемы устанавливают наличие разбаланса между двумя: напряжениями, на основе чего вырабатываются сигналы кор­рекции ошибок. Мостовые схемы могут применяться в источни­ках питания, а также в некоторых схемах детектирования, как будет .показано в данной главе.

На рис. 9.1 изображена схема мостика Уитстона. В этой схе­ме резисторы образуют плечи мостовой цепи, в диагональ, включен индикаторный прибор, а к двум другим узлам подво­дится постоянное напряжение. Такая схема может применяться с источником переменного напряжения и измерителем, работаю­щим на .переменном токе. Однако на постоянном токе можно-использовать только резистивный мостик, поскольку при нали­чии индуктивности или емкости необходим источник переменно­го напряжения.

В схеме, показанной на рис. 9.1, a, R_s является стандартным резистором, величина которого известна, a R_x — резистор неиз­вестной величины. Если мост сбалансирован, величину R_x мож­но определить непосредственным образом или путем сопостав­ления со стандартным резистором R_s.

Существует множество состояний равновесия мостика Уит­стона, и одно из них показано л а рис. 9.1,6. На этой схеме все резисторы имеют равную величину, поэтому между верхним и нижним зажимами измерителя нет разности потенциалов.. В этом случае стрелка гальванометра или другого индикатор­ного прибора будет находиться в положении, соответствующем! равновесию (указывает на нуль).

На рис. 9.1, в показано другое состояние равновесия. В этой схеме сопротивления резисторов R₁ и R₂ составляют величины по 100 Ом, а сопротивления резисторов R_s и R_x — по 50 Ом. Вследствие равенства сопротивлений резисторов Ri и R₂ прило­женное напряжение делится между ними поровну. Аналогично этому напряжение делится поровну между резисторами R_s и R_x, хотя величины их сопротивлений и меньше величин сопро­тивлений двух других резисторов. Поэтому падение напряжения на R₂ равно падению напряжения на R_s, и опять между верх­ним и нижним зажимами нет разности потенциалов, т. е. Мост уравновешен. В этом случае величина сопротивления R_x равна 50 Ом, что соответствует величине .стандартного резистора.

Еще одно состояние равновесия моста иллюстрируется на рис. 9.1,г. На этой схеме сопротивление резистора Ri в два раза больше сопротивления резистора R₂, а сопротивление рези­стора R_s в два раза больше сопротивления резистора R_x. Вследствие равенства отношений R₂/R_x=R₁/R_s падения напря­жений на R₂ и R_x одинаковы, и мост уравновешен.

Рис. 9.1. Мостик Уитстона на постоянном токе.

Для различных условий равновесия, показанных на рис. 9.1, величину неизвестного сопротивления резистора R_x можно опре­делить из соотношения, выражающего условие равновесия-моста:

(9.1)