Скорость нарастания выходного сигнала
Скорость нарастания определяется как максимальная скорость изменения выходного напряжения во времени:
,
В/мкс.
Ответить мгновенно на изменение входного напряжения усилитель не может из-за своих внутренних емкостей. Эти емкости в процессе усиления сигнала перезаряжаются, но скорость их заряда ограничена, а следовательно ограничена и скорость изменения выходного напряжения. Скорость нарастания – это мера способности усилителя обрабатывать без искажений большие сигналы и эта способность зависит от частоты и амплитуды выходного сигнала. Эффекты, связанные с недостаточной скоростью нарастания могут вызвать значительные, не поддающиеся коррекции, искажения усиливаемого сигнала.
Если требуется использовать полную полосу пропускания усилителя, то приходится не допускать большого напряжения на выходе.
Для синусоидального сигнала U = Uа sin 2ft скорость нарастания равна dU/dt = 2f Uа cos 2ft, а ее максимальное значение составит
V = (dU/dt) max = 2fUа.
Генераторы кодов на основе сдвиговых регистров
В генераторах этого типа каждое последующее число последовательности образуется путем сдвига предыдущего числа на один разряд вправо и введением в освободившийся первый разряд нуля или единицы. Такие последовательности называются циклическими.
Основой генератора является сдвиговый регистр с входной комбинационной схемой, вырабатывающей управляющий сигнал z0 для установки первого разряда. Если имеется m-разрядный сдвиговый регистр, то с его помощью можно получить последовательности длиной Ln 2m.
Построив граф состояний (рис. 7.15), например, трехразрядного регистра со сдвигом вправо, показывающий все возможные переходы при вводе в первый разряд нуля или единицы, можно увидеть, что число реализуемых последовательностей чисел будет весьма значительно.
Рис. 7.15. Возможные графы переходов трехразрядного регистра
В кружках графа указаны состояния выходов регистра, стрелками обозначены возможные переходы состояний регистра при изменении младшего разряда. Если очередной переход не изменяет состояния регистра, то стрелка замыкается на исходном состоянии.
Синтез структуры генераторов последовательностей на сдвиговых регистрах, в первую очередь, состоит в нахождении вида функции z0.
Рассмотрим методику структурного проектирования генераторов этого типа на примере реализации одной из возможных последовательностей, например 0 – 1 – 3 – 7 – 6 – 5 – 2 – 4. Необходимо выполнить следующие этапы разработки.
1. Для генератора такой последовательности выбирается трехразрядный сдвиговый регистр. Для него, в соответствии с видом требуемой последовательности, составляется таблица переходов состояний разрядов (табл. 7.3).
Таблица 7.3
-
Номер состояния
Q2n
Q1n
Q0n
Q2n+1
Q1n+1
Q0n+1
0
0
0
0
0
0
1
1
0
0
1
0
1
1
3
0
1
1
1
1
1
7
1
1
1
1
1
0
6
1
1
0
1
0
1
5
1
0
1
0
1
0
2
0
1
0
1
0
0
4
1
0
0
0
0
0
2. Составляются карта переходов триггера первого разряда и карта Карно его функции входов z0. Обычно, в сдвиговых регистрах используются D-триггеры, поэтому z0 = D0 (рис. 7.16).
Рис. 7.16. Карты Карно для триггера первого разряда
3. Находится значение функции D0:
.
4. Составление логической схемы генератора выполняется построением управляющей комбинационной схемы, реализующей функцию входов D0 , и ее подключением ко входу первого разряда сдвигового регистра (рис. 7.17).
Синтезировав комбинационную схему с перестраиваемой структурой, можно получить ряд различных последовательностей от одного устройства.
Генераторы на основе регистров образуют только циклические последовательности чисел. Для реализации любых нециклических последовательностей требуется использование дополнительных комбинационных преобразователей кодов, включаемых на выходе генератора.
Рис. 7.17. Логическая схема генератора последовательности на основе регистра
Порядок появления чисел в последовательности можно считать случайным, а повторение чисел происходит через 2m – 1 тактов, поэтому такие схемы называются генераторами псевдослучайных последовательностей. При увеличении m длина псевдослучайных последовательностей быстро возрастает, поэтому генераторы, имеющие m > 10, широко используются в цифровой аппаратуре для формирования множества тестовых сигналов, необходимых для контроля и диагностики неисправностей.