Материал: 1740

36

Следовательно, передача непрерывных сообщений заменяется передачей последовательности чисел. Эти числа можно выразить в удобной системе счисления и передать по линии связи в виде последовательности кодовых комбинаций. В технических приложениях наибольшее применение находит двоичная система счисления. Реализация двух цифр такой системы (0 и 1) наиболее проста.

Каждому целому числу (уровню квантования) можно поставить в соответствие двоичное n-разрядное число. Обычно используется натуральный двоичный код, в котором кодовые группы соответствуют номеру передаваемого уровня квантования в двоичной системе счисления, т.е. структура кодовой группы определяется выражением

Множители 2n 1 ,2n 2 ,...,20 называют весовыми коэффици-

ентами соответствующего разряда или просто весами разрядов. Количество уровней амплитуды, которые можно представить в виде n-разрядного двоичного числа, равно

рядов n=7.

3. Преобразователь напряжения в цифровой двоичный код (АЦП) взвешивающего типа

37

3.1. Принцип действия преобразователя

Работа преобразователя основана на сравнении кодируемого напряжения x(t) с взвешенной суммой n эталонных напряжений, величины которых равны

Преобразование напряжения Х в n-разрядное число осуществляется здесь за n тактов; на каждом такте вырабатывается очередной двоичный символ.

Первый такт. Вырабатывается первое эталонное напряже-

Uоп n 1 , то первый символ (символ старшего разряда) Sn 1 1 ; в

противном случае Sn 1 0.

Второй такт. Вырабатывается второе эталонное напряже-

Такие операции повторяются до последнего, n-го такта.

n-й такт. Последнее эталонное напряжение равно шагу квантования по амплитуде E2n U , а последнее опорное напряжение уже незначительно отличается от Х

.

38

Если X Uоп 0 , то S0 1 ; в противном случае S0 0. На этом цикл преобразования заканчивается.

В табл. 2.1 в качестве примера указаны значения перечисленных величин для пятиразрядного (n=5) преобразователя, рассчитанного на преобразование напряжений Х, которые могут

3.2. Описание лабораторной установки

Исследуемый преобразователь построен по типу прямого преобразования с цепью обратной связи. Структурная схема преобразователя приведена на рис. 2.5.

Основные узлы преобразователя выполняют следующие функции:

1)генератор тактовых импульсов (ГТИ) вырабатывает периодическую последовательность прямоугольных импульсов, которые управляют работой всего преобразователя. Период по-

вторения импульсов ТГТИ определяет время, необходимое для образования одного разряда двоичного числа;

2)распределитель импульсов определяет частоту циклов кодирования, управляя распределением импульсов кодовой группы по соответствующим разрядам;

3)входное кодируемое напряжение x(t) подается в сравнивающее устройство, где производится его последовательное сравнение с эталонным напряжением, формируемым в генераторе эталонного напряжения (ГЭН);

39

Генератор Распределитель тактовых импульсов импульсов

Рис. 2.5 – Структурная схема преобразователя

собратной связью

4)вырабатываемое в результате сравнения напряжение ошибки через цепь обратной связи воздействует на управляющее устройство и таким образом управляет выдачей эталонного напряжения соответствующего разряда;

5)результат сравнения с формирующего устройства поступает на выход преобразователя в виде импульсов кода.

Функциональная схема преобразователя приведена на рис.

2.6.

Работа преобразователя иллюстрируется временными диаграммами на рис. 2.7.

Импульсы ГТИ служат импульсами запуска для циклического распределителя на триггерах.

В преобразователе использован семиразрядный код (n=7), поэтому на восьми выходах распределителя появляется серия коммутирующих импульсов, равномерно сдвинутых во времени друг относительно друга. Цикл кодирования повторяется с пе-

риодом Т=8ТГТИ – это время, необходимое для образования одной кодовой комбинации.