Диаграмма состояний триггеров

На диаграмме стрелками отмечены те разряды, в которых формируются 1 в соответствующие такты работы схемы преобразования; рамками выделены те разряды, в которых по логике сохраняется 1 к следующему такту; справа приведены значения напряжении обратной связи по тактам и их сопоставление с преобразуемым значением входного напряжения. Двоичное число на выходе (0101) после четвертого такта соответствует пяти квантам.

Цифроаналоговое преобразование информации.

Результаты переработки информации в управляющей вычислительной машине получаются в виде двоичных чисел. Возникает задача преобразования этих чисел к виду, удобному для использования в качестве сигналов, на которых реагируют системы управления объектом. В частном случае такое преобразование необходимо в АЦП для получения напряжения обратной связи. На рис. 12 и 13 показаны декодирующие устройства ДУ, выполняющие эту функцию.

Для преобразования цифрового кода в непрерывную величину принимается во внимание тот факт, что любое двоичное число может быть представлено как сумма весовых коэффициентов соответствующих разрядов.

N = а" — 2″ + я"_, ? 2″ +… + а₂ • 2²+а,? 2' + а₀ • 2°, (1).

где я, есть 1 или 0 в двоичной системе. Например, числу N = 10 011 в двоичной системе счисления соответствует 19 квантов, так как.

N= 1 • 2⁴ + 0 • 2³ + 0 • 2² + 1 • 2' + 1 • 2° = 19.

Весовые коэффициенты 2', начиная с младшего разряда, имеют значения 1, 2, 4, 8, 16 и т. д.; они показывают, с каким весом в сумме участвует разряд /. Если все весовые коэффициенты представить в виде некоторых потенциалов Uj = т-2', где т — коэффициент пропорциональности, и просуммировать те из потенциалов, для которых а,= 1, то можно получить выходное напряжение, численно равное N в масштабе т,

и_вш = a"U" +…+ аД+…+ a₀U₀ = mN.

Таким образом, преобразование кода можно свести к суммированию электрических потенциалов. С этой целью используется схема, представленная на рис. 14, с операционным усилителем постоянного тока У ПТ. Основу схемы преобразователя составляют: входной регистр числа N, представляющий собой набор триггеров Г₀, …, Т_п электронные ключи ЭК" замыкающие горизонтальную цепь при подаче на них сигнала 1 и размыкающие цепь при отсутствии сигнала 0; входные эталонные сопротивления /?" источник (—?/_эт) эталонного напряжения; суммирующее звено с усилителем постоянного тока У ПТ и активным сопротивлением в цепи обратной связи.

Рис. 14. Схема цифроаналогового преобразования информации.

Входной регистр фиксирует число N на момент преобразования. Если входная величина представлена в виде некоторого кода, но не в двоичной системе счисления, то для получения входной величины в двоичном виде необходимо декодирующее устройство.

Как известно, для операционного усилителя выходное напряжение.

где Л_обр — сопротивление обратной связи; Я, — входные сопротивления.

Учитывая, что передаточные коэффициенты электронных ключей К, равны 0 или 1 и соответствуют значениям а, входного числа N, т. е. U, = U._na_h выражение для U_m может быть представлено в виде.

Если в рассматриваемой схеме эталонные сопротивления R, взять кратными величине 2″ ', например, 1, 'А, 'А,…, ½″, т. е. проводимости 1 //?, — кратными 2', то.

Из формул (2) и (1) видно, что рассмотренная схема позволяет получить электрический эквивалент числа N в масштабе т.