Определение генератора импульсов, основные виды генераторов.

Импульсом называется кратковременное отклонение сигнала то начального уровня. Импульс может быть представлен аналитической, графической и спектральной формами. Для получения импульсов используются генераторы импульсов.

Импульсный генератор – устройство, преобразующее энергию источников постоянного напряжения в энергию импульсов.

В зависимости от формы сигнала бывают: 1. Генератор прямоугольных импульсов. 2. Генераторы линейно-изменяющегося напряжения – ГЛИН. 3. Генератор импульсов специальной формы.

Генератор прямоугольных импульсов формирует сигнал, близкий к прямоугольным – релаксационные генераторы. Имеют участки с разной скоростью изменения сигнала. Участок с низкой скоростью изменения сигнала называется равновесным состоянием. 1 – высокая скорость,0 – низкая скорость

Равновесные состояния могут быть: - длительно устойчивыми - квазиустойчивыми

1. В длительно устойчивом состоянии устройство может быть бесконечно долгое количество времени, вывести его из этого состояния может только внешний запускающий импульс.

2. Квазиустойчивое – в нем устройство может находиться некоторое время, определяемое внутренними параметрами системы.

В зависимости от характера устойчивости генераторы делятся: бистабильные генераторы – каждое из состояний устойчиво, моностабильное– одно состояние устойчиво, другое квазиустойчивое, астабильное – оба состояния квазиустойчивы.

5. Функции цифровых устройств, основные понятия, КЛУ, сумматоры, триггеры, регистры и счетчики, АЦП, ЦАП, ОЗУ, ПЗУ.

ЦЭУ – квантуют исходный сигнал по уровню и времени. Здесь нарушена непрерывность сигнала и по времени и по величине. Но чем больше величина дискретизации, тем меньше погрешность, но т.к. число делений – величина конечная, то с математической точки зрения возникает погрешность между исходным сигналом и выходной образующей, но ошибка в 40 знаке после запятой, это погрешность невеликая.

Процесс замены дискретных уровней сигнала последовательностью чисел называется кодированием. Совокупность чисел – код. Т.е. процесс преобразования и передачи сигнала заменяется процессом преобразования и передачи кодов.

Основными системами счисления, используемыми в цифровых приборах, являются двоичная, восьмеричная, десятичная и шестнадцатеричная.

Сумматоры

Сумматоры различаются по количеству входов и выполняемым операциям.

1. Полусумматор – имеет 2 входа и 2 выхода, предназначен для сложения двух одноразрядных кодов.

2. Полный сумматор – 3 входа, 2 выхода. Формирует сигнал переноса из предыдущего разряда и сигнал переноса в последующий разряд, используется для промежуточного суммирования одноразрядных кодов.

3. Многоразрядный сумматор – предназначен для сложения многоразрядных кодов, формирует код суммы и сигнал переноса в старший разряд, если код результата сложения больше разрядности сумматора.

Многоразрядные сумматоры могут быть двух видов: последовательные и параллельные, в параллельных сигнал суммы и сигнал переноса формируется одновременно во всех разрядах, в последовательных сложение происходит последовательно, начиная с младшего разряда.

Цифро-Аналоговые Преобразователи (ЦАП).

Для преобразования цифрового сигнала в аналоговый (например, для вывода информации из компьютера на графопостороитель, динамик или другой аналоговый прибор) служит цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП). Простейший ЦАП можно построить на основе суммирующего усилителя, если сопротивления на его входах будут отличаться друг от друга в 2^N раз.

Аналогово-цифровые преобразователи подразделяются на параллельные и последовательные.

Параллельные АЦП имеют более высокое быстродействие, но их трудно сделать многоразрядными. Для примера на рисунке представлен 3-битный АЦП и его передаточная функция.

Опорное напряжение делится на цепочке резисторов. Сравнение полученных напряжений с входным происходит на компараторах. Цифратор (кодер) преобразует полученный код в обычный двоичный код. Как видно на передаточной характеристике (на рисунке, справа), точность преобразования ("оцифровки") зависит от разрядности АПЦ. В данном случае при опорном напряжении 7 В точность преобразования составляет - 1 вольт.

АЦП последовательного типа называют еще счетными. Для преобразование необходимо время для подсчета импу л ьсов, как показано на рисунке ниже, поэтому они более медленные чем параллельные АЦП.

ОЗУ, ПЗУ.

Цифровые запоминающими называют устройства (ЗУ), предназначенные для записи, хранения и считывания информации, представленной в цифровом коде. Каждый код хранится в отдельном элементе, называемом ячейкой памяти. К основным параметром запоминающих устройств (ЗУ) относятся информационная ёмкость, потребляемая мощность, время хранения кодов, быстродействие.

Постоянная память (ПЗУ — постоянное запоминающее устройство), в которую информация заносится один раз на этапе изготовления микросхемы. Информация в памяти не пропадает при выключении её питания, поэтому её ещё называются энергонезависимой памятью.

ПЗУ можно разделить на следующие группы: программируемые при изготовлении (обозначают как ПЗУ или ROM); С однократным программированием, позволяющим пользователю однократно изменить состояние матрицы памяти электрическим путём по заданной программе (обозначают как ППЗУ или PROM); Перепрограммируемые (репрограммируемые), с возможностью многократного электрического перепрограммирования, с ультрафиолетовым (обозначают как РПЗУУФ или EPROM) или электрическим (обозначают как РПЗУЭС или EEPROM, или) стиранием информации.

Оперативная память (ОЗУ — оперативное запоминающие устройство), запись информацию в которую наиболее проста и может производится пользователем сколько угодно раз на протяжении срока службы микросхемы. Информация в памяти пропадает при выключении её питания. ОЗУ (RAM) подразделяются на статически и динамические.

Каждая ячейка оперативной (статической) памяти представляет собой, по сути, регистр из триггерных ячеек, в который может быть записана информация и из которой можно информацию читать. Выбор того или иного регистра (той или иной ячейки памяти) производится с помощью кода адреса памяти. Поэтому при выключении питания вся информация из оперативной памяти пропадает (стирается).