Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Преобразователи аналог-код и код-аналог





Квантование по уровню осуществляется устройством, называе­мым преобразователем аналог-код. При этом всегда производится сопоставление входной непрерывной величины (чаще всего это вход­ное напряжение) с набором ее дискретных эталонных значений, об­разующих сетку уровней квантования, и поиск номера уровня, наи­более близко совпадающего с величиной напряжения, тока и т.д.

В современных ИС для преобразования аналоговых (непрерыв­ных) сигналов в цифровую форму применяются преобразователи нап­ряжение-код, работающие по принципу последовательного поразряд­ного взвешивания (уравновешивания) входного напряжения. В их ос­нове лежит разложение значения сигнала по степеням двойки

(2.6)

где равен нулю или единице; - шаг квантования, т.е. точ­ность представления Евх в цифровой форме; к= ; - эта­лонный уровень напряжения.

Задача кодирования состоит в установлении в наличия или отсутствия эталонного напряжения . Когда весовое эталонное напряжение имеется в соответствующем разряде двоичного числа на выходе преобразователя формируется код единицы, если же отсутствует, то формируется код нуля.

Поиск наличия весовых эталонных уровней производится после­довательно, начиная со старшего, путем сравнения и вычитания. Вначале преобразуемое напряжение сравнивается с старшим эталон­ным напряжением. Если преобразуемое напряжение больше эталонного или равно ему, то в старший разряд двоичного числа на выход вы­дается код "1" и определяется разность ( ). Если же пре­образуемое напряжение окажется меньше эталонного, то в старший разряд двоичного числа на выход выдается код "0" и разность не определяется. Далее полученная разность при или полное входное напряжение Евх при =0 сравнивается со следующим по величине весовым эталонным напряжением. Если окажется, что значение разности при или при , то в разряде двоичного числа на вы­ходе формируется код "1" и определяется разность . Если эта разность окажется отрицательной, то в следующем разряде двоичного числа формируется код "0" и разность не определяется. Описанная последовательность опера­ций в дальнейшем повторяется до выявления всех уровней квантова­ния сигнала.

Преобразование аналог-код с поразрядным уравновешиванием сигнала можно сравнить с взвешиванием массы на весах, при кото­ром используется набор эталонных весов (гирь), массы которых пос­ледовательно уменьшаются от большего к меньшему в 2 раза. Если данный эталонный вес остается на противоположной измеряемой мас­се чаше весов, то это соответствует коду "1", если он снимается с чаши, то это соответствует коду "0".

Практически, для всех ИС помимо цифровой записи сигналов на магнитные носители важен вывод исходной информации в аналоговой форме для ее визуализации на экране или графопостроителях. При этом уже требуется преобразование двоичного числа в аналоговый (непрерывный) сигнал (напряжение или ток) - так называемоепре­образование код - аналог. С целью преобразования кода двоичного числа в аналоговый сигнал каждой единице числа поставим в соот­ветствие напряжение или ток с определенным своим весом. Это сле­дует из представления двоичного числа в виде равенства



(2.7)

где равен нулю или единице; - вес цифры в числе. Для реа­лизации выражения (3.7) в ИС получили применение преобразователи с весовыми сопротивлениями . Их принципиальная схема приведена на рис. 2.2. Сопротивления подбираются пропорционально весам цифр двоичного числа, или то же самое, пропорционально степеням двой­ки. Для цепи, приведенной на рис. 2.26 можно записать равенство

(2.8)

где ; и - два источника напряжения; , - переключатели, - весовые сопротивления.

В начальный, момент при коде "0" во всех разрядах двоичного числа переключатели находятся на нижнем контакте и, следовательно, все весовые сопротивления присоединены к источнику .

Как только на преобразователь подается двоичное число

(2.9)

в j-x разрядах которого находятся коды единиц, а в k-x разрядах - коды нулей, j-e переключатели присоединяют j-е весовые сопро­тивления к источнику , а k-е переключатели присоединяют другие kвесовые сопротивления к источнику (см.рис. 2.2 б).

Для верхней группы подключенных параллельно к источнику сопротивлений инеем , а так как то Отсюда следует заключение о том, что сумма пропорциональна преобразуемому числу Обычно число разрядов преобразователей код-аналог равно де­вяти плюс знак.

Контрольные вопросы и задания

1. Последовательность и содержание фаз преобразования ин­формации в ИС. Какие фазы требуют использования ЭВМ, телекомму­никационных средств?

2. Какую роль играют дополнительные фазы преобразования ин­формации: классификация и синтез?

3. Какие характеристики присущи каждому виду информации в ИС ?

4. С чем связана необходимость квантования сигнала пс уров­ню и по времени при передаче информации?

5. Как осуществляется квантование сигнала по уровню? На что влияет шаг квантования? Недостатки квантования по уровню.

6. В чем суть квантования по времени? От чего зависит точ­ность восстановления сигнала на интервале квантования? Понятие граничной частоты. Недостатки квантования по времени.

7. Принципы построения преобразователей аналог-код и код-аналог. Как осуществляется сравнение преобразуемого аналогового напряжения с эталонным при формировании кода? В чем суть построения преобразователей код-аналог с весовыми сопротивления­ми?

8. Регистрирующим устройством напряжения от 0 до 10 В явля­ется вольтметр со шкалой 0-10 В и относительной погрешностью 2,5 % (класс точности прибора 2,5). Определите количество двоич­ных разрядов указанного преобразователя.

9. В табл. 2.1 приведены разряды и значения соответствующих эталонных напряжений для преобразователя аналог-код. Заполните остальные графы таблицы в случае квантования напряжения Евх=89,7 мB.

 

 

Таблица 2.1









Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2018 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.