Точностные характеристики.

1. Напряжение смещения нуля , определяемое практически смещением нуля ОУ₁.

2. Дрейф фиксируемого напряжения при заданной емкости .

где - ток разряда конденсатора. Он складывается из токов утечки конденсатора и ключа, а также из входного тока ОУ₂.

Динамические характеристики.

Время выборки определяет, как долго при самых неблагоприятных условиях длится процесс заряда конденсатора хранения до величины с заданным уровнем допуска. Это время пропорционально . Апертурная задержка . Это период между моментом снятия управляющего напряжения и фактическим запиранием последовательного коммутатора.

17.1 счетчик на т-триггере

17.2 РС-тригер на лог. Элементах—обычный и инверсионный

17,3 ЦАП Цифроаналоговый преобразователь предназначен для преобразования двоичного кода в пропорциональное ему напряжение или ток. Выходное напряжение ЦАП изображено на рисунке.

Параметры ЦАП

Статические параметры

    Разрешающая способность - приращение Uвых при преобразовании смежных значений Dj, т.е. отличающихся на ЕМР (единица младшего разряда). Это приращение является шагом квантования.

Нелинейность - максимальное отклонение реальной характеристики преобразования U_вых(D) от оптимальной. Оптимальная характеристика находится эмпирически так, чтобы минимизировать значение погрешности нелинейности.

    Дифференциальная нелинейность - максимальное изменение (с учетом знака) отклонения реальной характеристики преобразования Uвых(D) от оптимальной при переходе от одного значения входного кода к другому смежному значению. . Динамические параметры

     Динамические параметры ЦАП определяются по изменению выходного сигнала при скачкообразном изменении входного кода, обычно от величины "все нули" до "все единицы".Время установления - интервал времени от момента изменения входного кода ( t=0) до момента, когда в последний раз выполняется равенство|U_вых-U_пш|=d/2,

    Скорость нарастания - максимальная скорость изменения Uвых(t) во время переходного процесса. Определяется как отношение приращения dUвых ко времени t, за которое произошло это приращение.    

Перемножающие цап

Если в ЦАП используются ключи на ПТ, то такой ЦАП называется перемножающим, он может работать и с положительным, и с отрицательным опорным напряжением. Это связано с тем, что открытый ПТ может пропускать ток через канал в обоих направлениях. (работает в 4 квадрантах)

, к – коэффициент передачи ЦАП для ЕМР (единица младшего разряда)

18.1

. Недвоичные счетчики Способы построения счетчиков с произвольным К_сч:

1. Введение обратных связей в счетчик с помощью дополнительных логических элементов.

2. Использование программируемых счетчиков.

3. И спользование дешифратора и мультиплексора для формирования нужного К_сч.

Схема счетчика с коэффициентом счета, устанавливаемым с помощью введения обратной связиПри выполнения условия Q3 = Q2 = "0", Q1 = Q0 = "1" на выходе элемента ИЛИ-НЕформируется уровень логической "1" и все триггеры устанавливаются в "0". Это соответствуетдвоичному коду 0011 (десятичный эквивалент 3). Таким образом, коэффициент счета счетчикаоказывается равным 3, так как после установки в "0" счетчик последовательно меняет свои со-стояния от 0 до 2, а при установке кода 0011 триггеры опять переключатся в "0". Причем время удержания кода 0011 на выходах счетчика равно сумме времени переключения элемента И-НЕи времени установки триггера в "0". Временные диаграммы работы счетчика приведены на рис. 5.11.

18.2 Термин «формирователи импульсов» объединяет широкий круг различных устройств, предназначенных для преобразования сигналов — цифровых и аналоговых—таким образом, чтобы получить импульсы с тре­буемыми временными и амплитудными характеристиками. Как правило, в ходе формировании импульсов стремятся обеспечить в первую очередь ка­кой-то один главный для каждого конкретного случая параметр.

Формирование протекает во время действия входного сигнала. По это­му признаку формирователи отличают от регенеративных устройств, на­пример одновибраторов, которые входной сигнал только запускают, после чего процесс образования выходного импульса идет самостоятельно за счет положительной обратной связи

В функциональном отношении формирователи отличаются большим раз­нообразием. Типичными случаями формирования являются:

- нормализация фронта и среза импульсов (повышение их крутизны);

- формирование импульсов по фронту и срезу, т. е. генерация кратко­временных (τ_и < 1 мкс) импульсов, момент появления которых совпадает с фронтом или срезом входного импульса;

- временное преобразование импульсов (укорочение, временная задержка и т. п.);

- удвоение частоты следования импульсов;

- преобразование формы импульсов и получение прямоугольных импуль­сов из сигналов другой формы, в частности из аналоговых, главным обра­зом — синусоидальных.

В роли инверторов и повторителей могут быть употреблены другие логические элементы из того же корпуса. Подачей по­стоянного напряжения высокого уровня на один из выходов элемент Исклю­чающее ИЛИ обращается в инвертор, низкого уровня — в повторитель.

Направление выходных импульсов можно менять за счет напряжения на нижнем (по схеме) входе элемента DD1.3 (рис. 3.4. в).

18.3 Устройства, предназначенные для сравнения двух аналоговых сигналовназ компараторы напряжения Компаратор построен на базе операционного усилителя, на выходекоторого включен формирователь импульсов, преобразующий выходное напряжение операционного усилителя в напряжение логического уровня

Принципиальная схема компаратора на базе операционного усилителя,диаграмміработі

и обозначение.

Определимразницу напряжений необходимую для работы с логическими уровнями.

Напряжение на выходе усилителя: . Пусть для отпирания транзистора требуется . Пусть . Тогда получаем следующее значение для разности напряжений: .

В высокочастотных интегральных АЦП используют компараторы с временем переключения составляющим доли наносекунд.Временем установления компаратора называют время нарастания напряжения на выходе компаратора от нуля до порогового напряжения срабатывания микросхем, включенных на его выходе

19.1

На рис. 10.1а показано схематическое изображение программируемого счетчика. На нем вход L - это разрешение записи кода.

Из функциональных возможностей интегральных схем программируемых счетчиков можно выделить, что, как правило, интегральные схемы программируемых счетчиков представляются рекурсивными счетчиками, в которых направление счета определяется либо подачей "0", либо "1" на специальный вход управления направлением счета. Так же программируемый счетчик может работать, как суммирующий счетчик (когда коэффициент счета идет на увеличение) или в качестве вычитающего (когда счет идет на уменьшение).

Коэффициент счета двоичного программируемого счетчика определятся простыми соот ношениями. При работе в режиме суммирования Ксч = Ксч макс. – N, где Ксч макс.= 2n = 16; n – число триггеров счетчика, равное 4; N – код, записанный в счетчик. При работе в режиме вычитания. Ксч = N.Для десятичного программируемого счетчика Ксч макс.= 10 и поэтому в режиме суммироания Ксч = 10 – N.

19.2 Одновибратор - так называют генератор одиночных импульсов. При кратковременном сигнале на входе он формирует электрический импульс прямоугольной формы вполне определенной длительности (она не зависит от длительности входного, т. е. запускающего импульса), после чего переходит в ждущий режим и остается в таком состоянии до прихода следующего запускающего сигнала.

Рассмотрим схему и временные диаграммы работы одновибратора на RS триггере:

П ринцип рабоы одновибратора построенного на RS триггере заключается в следующем: в начальном состоянии на выходе Q “0” и конденсатор С₁ не заряжен. При приходе на вход С положительного перепада напряжения (фронта импульса) триггер запоминает “1”, так как на входе D через R₁ подано напряжение питания. Когда на выходе Q установится “1” начинает заряжаться конденсатор по цепи: выход Q – R₂ – C₁ . Когда напряжение на С₁ достигнет порогового значения, триггер обнулится и конденсатор С₁

19.3 АЦП Аналого-цифровые преобразователи (АЦП) предназначены для преобразования аналоговой величины в цифровой код. Другими словами, АЦП - это устройства, которые принимают аналоговые сигналы и генерируют соответствующие им цифровые.Для преобразования аналогового (непрерывного) сигнала в цифровой необходимо выполнить две операции: дискретизация, квантование. То есть структурную схему АЦП можно представить в виде рис. 22.1.

Дискретизация – это представление непрерывной функции в виде ряда дискретных отсчетов. По-другому можно сказать, что дискретизация – это преобразование непрерывной функции в непрерывную последовательность отсчетов.

Период дискретизации выбирается исходя из выражения: , При квантовании шкала сигнала разбивается на уровни. Отсчеты помещаются в подготовленную сетку и преобразуются в ближайший номер уровня квантования. \