1.1.7 Спеціалізоване периферійне обладнання.

1 Призначення спеціалізованого периферійного обладнання і принципи перетворення цифрової інформації.

2 Аналогово – цифрові перетворювачі (АЦП).

3 Цифро – аналогові перетворювачі (ЦАП).

Література [] с.

1 Спеціалізоване периферійне устаткування|обладнання| представляє|уявляє| досить обширний|величезний| перелік класів. Розглянемо|розглядуватимемо| найбільш поширений клас, що іменується пристроями|устроями| зв'язки з|із| об'єктом, які забезпечують взаємодію мікро, – ЕОМ з|із| різними об'єктами керування. У системах управління, що містять|утримують| ЕОМ, широко використовується перетворювачі цифрових величин в аналогові, і перетворювачі аналогових величин в цифрові ( ЦАП і АЦП).

Принцип перетворення напруги в цифровий код полягає у наступному:

Наприклад, якийсь датчик виробляє напругу, що змінюється вільно.

У

Рисунок 1.7

весь діапазон можливих значень напруги датчика розбивається на рівні. Відстані між рівнями беруться однаковими и називаютьсякроком квантування. Кожному рівню присвоюється код. Число рівнів береться рівним 2ⁿ , де n – розрядність коду. Чим більше у перетворювача рівнів, тим менше крок квантування і тим точніше перетворення сигналу, що знімається з датчика.

2Схема перетворення напруги в код ступінчастого типу представлена на рисунку 1.8

Н

1.8

а вхід схеми подається напруга U_вх, яка за допомогою часо-імпульсного перетворювача (ВІП) перетворює в електричний імпульс, тривалість якого прямо пропорційна вхідній напрузі U_вх. В період t_u дії імпульсу відкрита схема збігу & і на вхід двоїчного лічильника поступають імпульси стабільної частоти від генератора імпульсів ГІ. Стан кожного тригера лічильника відповідає розряду двоїчного числа (2⁰, 2¹,.2^n-1). Під час подачі на вхід лічильника певного числа N імпульсів за час t_і тригери лічильника приймають певні стани, що характеризує двоїчне число, пропорційне вхідній напрузі.

Описаний спосіб формує двоїчний код, числове значення якого пропорційне відповідному.

3. Принцип дії ЦАП заснований на складанні аналогових складових, пропорційних|пропорціональних| деяким двійковим приростам (елементом) початкового|вихідного| двоїчного числа.

Розглянемо|розглядуватимемо| схему перетворювача двоїчного коду у напругу|напруження| представлену|уявляти| на рисунку 1.9.

Робота схеми заснована на принципі складання струмів, пропорційних вагам розрядів двоїчного коду. Ключі Кло. Клn-1 цієї схеми керуються від тригерів лічильника або регістра, з якого знімається перетворюваний код. При нульових значеннях розрядів перетворюваного коду – ключі відкриті, при одиничних закриті. Резистори R і r в цій схемі еталонні, причому R>>r. Джерело живлення даної схеми стабілізоване. Струми Io, що проходять по резисторах R, створюють на резисторах r, 2r, 4r падіння напруги Uвих, пропорційної перетворюваному двоїчному коду.

1.9

Завдяки тому, що опір на резисторах r, 2r, 4r подвоюється залежно від ваги розряду, що підключає струм Iо, напруга на виході буде пропорційна значенню перетворюваного коду.

Наприклад, число розрядів n=3, перетворюваний код [101]₂ = [5]₁₀. За умовою R>>r, вважаємо що

I_o(4r + r) = 5[rI_o] ,

Uвих = I_o(2²r + 2 ¹r + 2⁰r)

Контрольні питання.

1 В чому полягає основне призначення спеціалізованого периферійного обладнання?

2 В чому полягає принцип перетворення напруги у числовий код?

3 Опишіть принцип дії схем на рисунках 1.8 та 1.9.