7. Цифровые системы

7.1. Дискретное представление непрерывных сигналов

Эквивалентность представления сигналов

7.2. Структурная схема цифровой системы.

7.3. Аналого-цифровой преобразователь

АЦП осуществляет периодическое преобразование аналогового напряжения в цифровую форму. Работают на разных принципах – взвешивания последовательного приближения, интегрирования и т. д.

Преобразования производится в два этапа. На первом этапе производится дискретизация во времени, рассмотренная на предыдущей лекции. На втором этапе полученные дискретные значения напряжения квантуются по уровню, полученные величины уровней заменяются числами и представляются в виде кодов. Таким образом, происходит преобразование U(t) в последовательность импульсов с импульсно-кодовой модуляцией U(kT)

Пространственный рисунок

При квантовании значения U(kT) округляются до величин, кратных шагу квантования ΔU, в итоге U_кв(kT)= ΔUn(kT), где n – номер квантованного уровня, в дальнейшем заменяемый числом, обычно в двоичной системе.

Эквивалент АЦП может быть представлен в виде

7.4. Цифро-аналоговый преобразователь

ЦАП используется для преобразования последовательности чисел, поступающих на вход, в непрерывное напряжение

,

где – шаг квантования, – переходная функция, сдвигаемая во времени

рисунок

Функциональная схема ЦАП представлена на рисунке

здесь коммутатор – подключает вход в момент подачи кода, ФУ – формирующий фильтр с переходной функцией

7.5. Цифровой компаратор

Устройство сравнения двух кодовых последовательностей (чисел в двоичном коде). В результате сравнения определяется равенство чисел или какое число больше. Является основой построения различных цифровых устройств РА.

Принцип работы

Записываются два сравниваемых кода. АЛУ производит поразрядное сравнение кодов и выдает результат сравнения. Обычно один из кодов – опорный.

7.6. Цифровой фазовый детектор

Опорное напряжение меандровой формы подается на схему И. на второй вход поступает опорное напряжение при совпадении на выходе формируется импульс, длительность которого пропорциональна площади совпадения. На входы И2 и И3 поступают инверсные импульсы, поэтому на выходе реверсивного счетчика вырабатывается код, пропорциональный сдвигу входного импульса относительно центра опорного.