1. Счетчик-определение. Классификация.

Счетчиком называется схема, выполняющая функции подсчета количества единичных сигналов, поступивших на ее вход, а также функции формирования и запоминания некоторого кода, соответствующего этому количеству. Счетчики также иногда могут выполнять функции приема и выдачи кода. Схемы счетчиков можно классифицировать по следующим признакам:

1)Основание системы счисления. В вычислительных системах используются двоичные и десятичные счетчики. Двоичные счетчики в свою очередь подразделяются на счетчики с модулем пересчета равным 2n. и модулем пересчета, не равным 2n, где n - разрядность счетчика.

2)Направление переходов счетчика. Счетчики принято разделять на простые (суммирующие или вычитающие), которые могут вести счет только в одном направлении, то есть только прибавлять или вычитать входные сигналы, и реверсивные, которые в зависимости от управляющих сигналов могут вести счет в прямом или обратном направлениях.

3)Способ построения цепей переноса. Различают счетчики с последовательным, сквозным, параллельным и групповым переносом.

4)Способ организации счета. Счетчики могут быть асинхронными и синхронными. В асинхронных счетчиках изменение состояния счетчика осуществляется с поступлением информации только на вход первого каскада. В синхронных счетчиках информационный сигнал поступает одновременно на синхронные входы всех разрядов.

5)Тип элементов, используемых для построения счетчика. Различают счетчики на импульсных, импульсно-потенциальных и потенциальных элементах. Хотя в современной электронной аппаратуре используется все эти три типа.

6)Тип организации счетного элемента. Счетчики могут быть построены на триггерах со счетным входом и на запоминающих элементах с использованием логических суммирующих схем.

Особую группу составляют счетчики, работающие по принципу циклического сдвигающего регистра (кольцевые счетчики). Однако эти счетчики отличаются низкой устойчивостью к помехам и сбоем и в ЭВМ практически не применяются.

2. Схема квантования.

Чтобы преобразовать аналоговый сигнал в цифровую форму, используются аналого-цифровые преобразователи (АЦП). Процедуру аналого-цифрового преобразования сигнала обычно представляют в виде последовательности трех операций: дискретизации, квантования и кодирования.

Операция дискретизации заключается в определении выборки моментов времени измерения сигнала. Операция квантования состоит в считывании значений координаты сигнала в выбранные моменты измерения с заданным уровнем точности, а операция кодирования – в преобразовании полученных измерений сигнала в соответствующие значения некоторого цифрового кода или кодовой комбинации, которые затем передаются по каналам связи.

При квантовании по уровню непрерывное множество значений функции f(t) заменяется множеством дискретных значений. Для этого в диапазоне непрерывных значений функции f(t) выбирается конечное число дискретных значений этой функции (дискретных уровней) и в процессе квантования значение функции f(t) в каждый момент времени заменяется ближайшим дискретным значением. В результате квантования образуется ступенчатая функция .

Р асстояние между дискретным соседними уровнями называется интервалом или шагом квантования . Различают равномерное квантование по уровню, при котором шаг квантования постоянен, и неравномерное, когда шаг непостоянен. На практике широкое распространение получило равномерное квантование в связи с простотой его технической реализации. Вследствие квантования функции по уровню появляются методические погрешности, так как действительное мгновенное значение функции заменяется дискретным. Эта погрешность, которая получила название погрешности квантования по уровню или шума квантования, имеет случайный характер. Абсолютное ее значение в каждый момент времени определяется разностью между квантованным значением и действительным мгновенным значением функции f(t).

Схема квантования по уровню при амплитудно-импульсной модуляции с единичной скважностью.

1- представляет собой суммирующий операционный усилитель.

(2 -3) - представляет собой спаренный суммирующий ОУ.

4 - представляет собой суммирующий операционный усилитель.

5 - представляет собой инвертирующий ОУ. В данной схеме предназначен для реверса фазы выходного сигнала перед подачей его на вход интегрирующего усилителя.

6 - представляет собой интегрирующий операционный усилитель..

7 - представляет собой инвертирующий ОУ, необходимый для возврата фазы квантованного сигнала.

В ыходной сигнал системы представляет собой дискретную реализацию входного сигнала одного знака, без сдвигов в фазе и искажений по амплитуде и частоте.

3. Зная значение напряжение полной шкалы, мы можем найти напряжения, соответствующие каждому разряду. В нашем случае U_пш=5В и количество разрядов n=6:

N разряд = U_пш/2^N, N ;

1 разряд = 2,5В; 2 разряд = 1,25В;

3 разряд = 0,625В; 4 разряд = 0,3125В;

5 разряд = 0,15625В; 6 разряд = 0,078125В;

Зная цифровой код на входе ЦАП можно найти напряжение на выходе:

101100 -> U_вых=2, 5+0,625+0,3125= 3,4375В.

№_____23______