Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ» (ТУСУР)
Кафедра радиотехнических систем (РТС)
Исследование преобразования непрерывных величин в цифровой двоичный код
Отчёт по лабораторной работе по дисциплине «Теория и техника передачи информации»
Студенты группы 1В2-М
________ В.П. Постол
________ Н.Г. Калашникова
________ Д.А. Палилей
18.05.2023
Руководитель
Доктор технических наук,
профессор
________ Ю.П. Акулиничев
Томск 2023
Оглавление
Y
Введение 3
1 Описание лабораторной установки 3
1.1 Преобразователь напряжения цифровой двоичный код взвешивающего типа 3
1.2 Преобразователь временного интервала в двоичный код (кодирующее устройство последовательного счета) 7
2 Практическая часть 11
Заключение 17
Введение
Цель работы – изучить АЦП следующих типов: преобразователи сравнения и вычитания (взвешивающего типа), наиболее часто применяемые в ЦСПИ; преобразователи последовательного счета. Исследовать принцип действия и их основные характеристики.
Описание лабораторной установки
Преобразователь напряжения цифровой двоичный код взвешивающего типа
Исследуемый преобразователь построен по типу прямого преобразования с цепью обратной связи. Структурная схема преобразователя приведена на рисунке 1.1
Основные узлы преобразователя выполняют следующие функции:
1) генератор тактовых импульсов (ГТИ) вырабатывает периодическую последовательность прямоугольных импульсов, которые управляют работой всего преобразователя. Период повторения импульсов ТГТИ определяет время, необходимое для образования одного разряда двоичного числа;
2) распределитель импульсов определяет частоту циклов кодирования, управляя распределением импульсов кодовой группы по соответствующим разрядам;
3) входное кодируемое напряжение x(t) подается в сравнивающее устройство, где производится его последовательное сравнение с эталонным напряжением, формируемым в генераторе эталонного напряжения (ГЭН);
Рисунок 1.1 – Структурная схема преобразователя с обратной связью
4) вырабатываемое в результате сравнения напряжение ошибки через цепь обратной связи воздействует на управляющее устройство и таким образом управляет выдачей эталонного напряжения соответствующего разряда;
5) результат сравнения с формирующего устройства поступает на выход преобразователя в виде импульсов кода.
Функциональная схема преобразователя приведена на рисунке 1.2
Работа преобразователя иллюстрируется временными диаграммами на рисунке 1.3
Импульсы ГТИ служат импульсами запуска для циклического распределителя на триггерах. В преобразователе использован семиразрядный код (n=7), поэтому на восьми выходах распределителя появляется серия коммутирующих импульсов, равномерно сдвинутых во времени друг относительно друга. Цикл кодирования повторяется с периодом Т=8ТГТИ – это время, необходимое для образования одной кодовой комбинации.
Рисунок 1.2 – Функциональная схема преобразователя с обратной связью
В качестве управляющего устройства используется статический триггерный регистр (регистр памяти) – Т1-Т7. Запись чисел в регистр производится в параллельном коде. В каждом триггере хранится один разряд двоичного числа. Регистр позволяет выдавать в любой момент времени записанный в нем параллельный код.
Генератор эталонных напряжений состоит из кодирующей матрицы сопротивлений, управляемой напряжением с триггеров памяти через ключи КЛ1-КЛ7.
В исходном состоянии все триггеры памяти находятся в положении «0», в которое они установлены коммутирующим импульсом, снимаемым с восьмого выхода распределителя и определяющим начало цикла кодирования. При этом все ключи закрыты, и с их выхода снимается напряжение, близкое к нулю.
Каждый из ключей КЛ1-КЛ7 открывается при подаче на него положительного импульса с триггера памяти соответствующего разряда и создает на входе сравнивающего устройства (компаратора) опорное напряжение.
Рисунок 1.3 – Временные диаграммы работы преобразователя с обратной связью