Материал: Физические основы и схемотехника электронных устройств автоматики. Гиоргадзе А.L., Кириллов Ю.В

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

Рис. 3.11

Данный ЦАП относится типа «код - напряжение». Выходное напряжение ЦАП можно определить по формуле (). При

U1=U2=U3=U4=Uвых получим Uвых=15/16Uвх.

Используя данный ЦАП, можно построить генераторы ступенчатого напряжения, подав на тактовый вход счетчика СТ2 последовательность прямоугольных импульсов. Работу ЦАП можно представить в виде временной диаграммы (рис. 3.114).

Рис. 3.114

Принципиальная схема ЦАП приведена на рис. 3.115.

131

Рис. 3.115

В схему входят:

генератор прямоугольных импульсов (G);

преобразователь «код-напряжение» на 4-х разрядном счетчике DDЗ1 и резисторной матрице «R – 2R»;

семисегментный светодиодный индикатор HG1, находящийся на блоке индикации 2;

кнопки SB1 и SB2, расположенные на блоке формирователей сигналов без дребезга;

тумблер SA11, установленный на блоке переключателей и осуществляющий переключение режима работы (РУЧ/АВТ).

ЦАП может работать в двух режимах: ручном и автоматическом. В ручном режиме при нажатии кнопки SB1 на контакте К1 формируется отрицательный перепад, поступающий через SA11 на вход «+1» DDЗ1.

В автоматическом режиме прямоугольные импульсы с выхода генератора G через SA11 поступают на вход «+1» счетчика DDЗ1. При нажатии кнопки SB2 на контакте К2 формируется положительный перепад, по которому осуществляется установка счетчика DDЗ1 в нулевое состояние.

132

Помимо ЦАП с резисторной матрицей R – 2R суммирующей напряжения (рис. 3.115), существуют ЦАП с резисторной матрицей, суммирующей токи.

Условное изображение ЦАП приведено на рис. 3.116.

Рис. 3.116

3.10.7 Аналого-цифровые преобразователи

Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) – это устройство, преобразующее информацию, заданную в виде аналоговых сигналов, в цифровой код. Этот цифровой код может быть представлен в форме, удобной для работы вычислительной машины (двоичный код), либо в форме, удобной для визуального восприятия (десятичное число).

АЦП в устройствах автоматики является промежуточным звеном между датчиком различных физических величин (напряжения, температуры, давления и т.д.) и вычислительной машиной. АЦП может быть и самостоятельным измерительным прибором (вольтметр, амперметр и т.д.).

Используются АЦП различного типа: времяимпульсного типа, последовательного счета, кодоимпульсные.

В качестве примера рассмотрим АЦП времяимпульсного ти-

па (рис. 3.117).

133

Рис. 3.117

АЦП времяимпульсного типа. Принцип преобразования такого типа заключается в том, что входному напряжению Uвх ставится в соответствие временной интервал, длительность которого пропорциональна Uвх. Этот интервал заполняется им пульсами стабильной частоты. Число их и представляет цифровой эквивалент преобразуемого напряжения.

Схема, реализующая указанный принцип, изображена на pис. 3.117. Импульс с выхода генератора тактовых импульсов (ГТИ) обнуляет счетчик, запускает генератор линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН) и переключает триггер в состояние Q=1. Сигналом Q=l генератор счетных импульсов (ГСИ) через конъюнктор подключается к счетчику. Когда нарастающее напряжение ГЛИН станет равным преобразуемому напряжению Uвх, на выходе компаратора появится логическая 1, которая переключит триггер в состояние Q=0 и прервет связь ГСИ со счетчиком. Код, устанавливающийся на выходе счетчика, - цифровой эквивалент аналоговой величины (входного напряжения). С изменением Uвх изменяется и код на выходе счетчика.

Временные диаграммы на рис. 3.118 иллюстрируют описанные процессы. На выходе триггера формируются «временные ворота». Начало их соответствует тактовому импульсу, а конец – появлению 1 на выходе компаратора, когда наступает равенство Uглин=Uвх. Таким образом, длительность «временных ворот» пропорциональна значению входного напряжения. «Временные ворота» заполняются счетными импульсами стабильной частоты, поэтому их число пропорционально значению Uвх.

134

Рис. 3.118

Условное изображение АЦП приведено на рис. 3.119.

Рис. 3.119

К основным параметрам ЦАП и АЦП следует отнести максимальное напряжение Umax (выходное для ЦАП и входное для АЦП), число разрядов кода n, разрешающую способность и погрешность преобразования.

3.10.8 Полупроводниковые запоминающие устройства

Запоминающие устройства (ЗУ) предназначены для хранения информации, выраженной двоичными числами. Такая информация заносится (записывается) в ЗУ и в нужные моменты из него выбирается (считывается).

135

Источник: https://studfile.net/preview/16568892/