Ядерная электроника - Цитович А.П.
Скачать (прямая ссылка):
Содержание (число) декады определяется при помощи логической схемы, сю же производится добавление в декаду 3. Управление логическими схемами и продвижением информации вдоль регистра выполняется при помощи времязадающего устройства, которое выдает последовательность управляющих импульсов.
Декад а 100
8 Ч 2 1
Логическая схема, 1
ДекадА 10
Логическая схема, 2
Декада 1
I I I f
Логическая схема 3
Вход
После до в ательный, двоичный, код
Врем я-задающая схема
Pm*. 3.55. Преобразователь кодов со сдвигающим регистром
183
SS Таблица 3.13
Десятичный код (двоично-кодированный)
Декада 100 Декада 10 Декада 1
8421 8421 842
1
1
1
1 0
1 0
1 0 1
1 0 0 0
0 0 0 0
0 0 0 0
1
1 1
1 0 0
0 0 1
0 1 1
1 0 1
0 1 0
0 1 0
1 0 0
1 0 1
Двоичный код (преобразуемое число 217)
1 1 0 1 1 0 0 1 Операции
1 0 1 1 0 0 1 Сдвиг
0 1 1 0 0 1 Сдвиг
1 1 0 0 1 Сдвиг
1 1 0 0 1 -|-3 в декаду единиц
1 0 0 1 Сдвиг
0 0 1 Сдвиг
0 0 1 + 3 в декаду единиц
0 1 Сдвиг
0 1 +3 в декаду IOa^
1 Сдвиг
1 +3 в декаду единиц
Ii рассмотренной схеме сдвиг и преобразование информации ныиолняются в последовательные такты; разработаны также логики, выполняющие эти операции одновременно. В этом случае применяется регистр на //(-триггерах.
Схема, рассчитанная на обратную операцию—преобразование десятичной записи в двоичную, имеет аналогичную структуру. Ho и ее декады десятичное число сначала вводится параллельным кодом, а затем преобразуется при последовательном продвижении в сторону низших разрядов.
3.8.4. ЦИФРОАНАЛОГОВЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ (ЦАП)
Цифровую информацию иногда необходимо преобразовывать в аналоговые величины — напряжение или ток. Такая задача возникает при выводе данных на графопостроители, электронно-лучевые трубки (дисплеи), в различных управляющих и следящих системах и др. Принцип действия ЦАП основан на создании напряжений или токов, пропорциональных весам разрядов числа, и их суммировании. Существует большое число схем преобразователей, отличающихся как резистивными цепями, на которых формируются аналоговые величины, так и ключами, коммутирующими токи или напряжения. Рассмотрим наиболее характерные способы цифроаналоговых преобразований.
Схема с весовыми резисторами приведена на рис. 3.56,а, она рассчитана для преобразования двоичного кода в напряжение. Числа разрядов кода управляют ключами Ku K2 Kn, которые
Цифровые входы Цифровые входы
185
проводят токи при поступлении на вход единичных уровней 1 и остаются подключенными к земле при 0. Ключи замыкают стабильный источник напряжения E на малое входное сопротивление операционного усилителя, охваченного отрицательной обратной связью (см. § 2.3), через резисторы Rt 2Ry ..., 2n~l Ry сопротивление которых обратно пропорционально весам разрядов чисел. Через резистор обратной связи усилителя R0,с протекает суммарный ток /s , пропорциональный преобразуемому числу:
/s=?(JLfl| + -La,+ . . = Jj jrai’ (3-29>
где Cii принимает значение 0 или 1. Напряжение па выходе операционного усилителя равно
^Bbix = RoJz-
В реальном пробразователе, выполненном по схеме, приведенной на рис. 3.56,а, могут быть применены различные ключи; в простых устройствах — ключи с насыщенными транзисторами. Серьезный недостаток схем с весовыми резисторами — очень большое различие в сопротивлениях резисторов. Действительно, в 10-разрядном’ преобразователе сопротивление резистора младшего разряда в 512 раз больше сопротивления резистора старшего разряда. Поэтому па точность и стабильность преобразователя влияют как абсолютные значения сопротивления резисторов, которые трудно подогнать, так и колебания температуры. Кроме того, неизбежные в этой схеме большие значения сопротивлений резисторов замедляют процессы установления выходных сигналов и, следовательно, снижают быстродействие.
В интегральной технике преобразователи с весовыми резисторами обычно выполняют в виде нескольких одинаковых тетрад, в них сопротивления резисторов различаются только в 8 раз. Суммарные токи отдельных тетрад дополнительно «взвешиваются» перед поступлением на вход усилителя. Аналогично выполняют схемы ЦАП для двоично-десятичных кодов. В преобразователе, приведенном на рис. 3.56,6, токи второй и третьей тетрад дополнительно взвешиваются сопротивлениями резисторов Ru ^?4, при этом на вход усилителя от третьей (высшей) тетрады поступает
/32, ОТ второй -^-/22; ОТ первой •
Большее распространение получили в интегральной технике ЦАП с резистивными схемами в виде лестничных аттенюаторов. Они составляются из резисторов двух номиналов R и 2R и поэтому называются схемами R 2R. На рис. 3.56,6 приведен преобразователь такого типа. В нем и соответствии с поступающим двоичным кодом ключи соединяют с резистпвиой схемой генераторы тока Iia транзисторах Т\у ..., Tn. Схема делителя R—2R рассчитывается так, что от генератора тока высшего разряда на вход усилителя поступает максимальный ток /, от последующих разрядов в