1. Мультиплексор



страница10/18
Дата17.10.2016
Размер1.09 Mb.
1   ...   6   7   8   9   10   11   12   13   ...   18

№_____16______


1. Демультиплексор - устройство, обратное мультиплексору. Т. е., у демультиплексора один вход и куча выходов. Демультиплексор — устройство, в котором сигналы с одного информационного входа поступают в желаемой последовательности по нескольким выходам в зависимости от кода на адресных шинах. Ко входу подключается тот выход, чей номер соответствует состоянию двоичного кода (устройство, которое преобразует последовательный код в параллельный).

Демультиплексоры – цифровые многопозиционные переключатели, также называемые коммутаторами. У демультиплексора может быть, например, 1 информационный вход, 4 управляющих входа (входа селекции) и 16 выходов. Это означает, что если на этот единственный вход подается какой-то цифровой сигнал, то его можно коммутировать на любой из этих 16 выходов. Для этого требуется выбрать нужный нам вход, подав на четыре входа селекции (т.е выбора номера канала, т.к 2 в четверной степени = 16) двоичный код адреса. Так, для передачи на выход данных от канала номер 9 следует установить код адреса 1001. Демультиплексоры также способны выбирать, селектировать определенный канал. Поэтому их иногда называют селекторами.

Демультиплексоры различаю по способам адресации, наличию входов разрешения и инверсных выходов.

Демультиплексоры (размножители сигналов) могут применяться в составе автоматизированных систем управления технологическими процессами, энергетических объектов, в аппаратуре технической диагностики, для комплексной автоматизации объектов атомной энергетики и в других областях промышленности.



Демультиплексор на 4 выхода


Из-за схожести структур мультиплексора и демультиплексора в КМОП сериях есть микросхемы, которые одновременно являются мультиплексорром и демультиплексором, смотря с какой стороны подавать сигналы.

2. 6-разрядный ЦАП.




Основными параметрами и элементами полного ЦАП являются: опорное напряжение, резисторы для обеспечения набора взвешенных напряжений, токов или коэффициентов усиления, переключатели для определения того, из каких "разрядов" будет складываться выходной сигнал, и преобразователь для получения желаемого формата выходных данных (напряжение или ток), уровня и полного сопротивления. К тому же преобразователь требует наличия управления переключателями и логического перевода входного цифрового формата и уровней (на схеме не показано).

Поскольку суммирующая точка находится в схеме на рис. 15.9 на виртуальной "земле", при замыкании переключателя на соответствующем резисторе оказывается напряжение UОП. В результате ток, равный UОП/Rt протекает от суммирующей точки через сопротивление, переключатель и источник опорного напряжения обратно к земле. Аналогично протекают токи от суммирующей точки операционного усилителя через другие цепи, в которых замкнуты переключатели. Единственный путь для суммарного тока - это резистор RВЫХ в цепи обратной связи. Напряжение UВЫХ должно иметь соответствующее значение, при котором выполняется условие:



Следовательно, вклад i-го разряда в выходное напряжение:




Отношение RВЫХ/Ri эквивалентно "вкладу" в выходной сигнал разряда 2-i. На практике для преобразователей со средней или высокой разрешающей способностью эта схема применяется довольно редко. Здесь она приведена только для пояснения принципа действия. Широкий диапазон требуемых сопротивлений эффективно реализовать очень трудно. Кроме того, серьезные требования предъявляются к переключателям, у которых должно обеспечиваться высокое отношение сопротивления утечки в разомкнутом состоянии к последовательному сопротивлению в замкнутом состоянии.

3. Рассчитать выходное напряжение на ОУ, работающего в режиме вычитателя, если V2=10, V1=5, Rf=1000, Rg=25000, R1=5 и R2=10.

Подставим в это выражения, условие, получим:





№_____17______


1. Мультиплексор из 4 в 1.

Мультиплексор - это устройство, которое осуществляет выборку одного из нескольких входов и подключает его к своему выходу, в зависимости от состояния двоичного кода. Другими словами, мультиплексор - переключатель сигналов, управляемый двоичным кодом и имеющий несколько входов и один выход. К выходу подключается тот вход, чей номер соответствует двоичному коду (это устройство, преобразующее параллельный код в последовательный), (цифровые многопозиционные переключатели, по-другому, коммутаторы). У мультиплексора может быть, например, 16 информационных входов, 4 управляющих входа (входа селекции) и один выход. Это означает, что если к этим 16 входам присоединены 16 источников цифровых сигналов – генераторов последовательных цифровых слов, то байты от любого из генераторов можно передавать в единственный выходной провод. Для этого нужный нам вход требуется выбрать, подав на четыре входа селекции (т.е выбора номера канала, т.к 2 в четвертой степени = 16) двоичный код адреса. Так, для передачи на выход данных от канала номер 9 следует установить код адреса 1001. Мультиплексоры способны выбирать (селектировать) определенный канал. Поэтому их иногда называют селекторами.

Мультиплексоры различаю по способам адресации, наличию входов разрешения и инверсных выходов.

Без применения мультиплексоров невозможно построить высокоскоростные сети связи, эффективно резервировать передаваемый по сетям трафик и масштабировать эксплуатируемые сети.

D0-D3 информационными входами.

А0-А1 адресными входами.

2. ЦАП с делителем типа R-2R. ЦАП – цифро-аналоговый преобразователь.

Многозвенная схема типа R-2R состоит из нескольких последовательно включенных резисторов R12, R23 и R34 с сопротивлением R и ряда параллельно включенных резисторов R1, R2, R3, R4 с сопротивлением 2R. Выходной согласующий резистор RC имеет сопротивление 2R.

Переключатели располагаются последовательно с параллельно включенными резисторами, и ток в каждой параллельной ветви схемы направлен или к суммирующей точке усилителя (в виртуальную "землю"), или к общей линии, которая заземлена.

Работу схемы типа R-2R легче понять, если проанализировать ее в "обратном направлении" и записать (15.7):




Поскольку R4 и RC равны и включены параллельно, их общее сопротивление составляет R34, следовательно (15.9):

Кроме того, R3 = R4, а ток через резистор R з (15.9):

Продолжая рассуждения подобным образом, получаем (15.10-12):

Следовательно, токи через параллельные ветви и напряжения в узлах образуют прогрессию. Очевидно, что на характер этой прогрессии не влияет количество "ячеек", будь их 4,10 или 12.

Управляемые переключателями двоично-взвешенные токи I1 - I4 вносят свой вклад в общий ток или, проходя через операционный усилитель, в выходное напряжение. Если считать, что переключатели, находящиеся в состоянии, соответствующем 1, направляют токи в линию суммирующей точки, а в состоянии, соответствующем 0, - в общую линию, то ток в общей линии является дополнением тока в линии суммирующей точки. В случае биполярного сигнала ток общей линии подается вместо земли на суммирующую точку второго инвертирующего операционного усилителя.

В КМОП-переключателях транзисторы VT1и VT2, VT4 и VT5, VT6 и V7 представляют собой набор логических инверторов. Транзисторы VTS и VT9 осуществляют аналоговую коммутацию. Транзистор VT3 обеспечивает положительную обратную связь, ускоряющую переключение. Поскольку напряжения в точках В и С находятся в противофазе, переключающие транзисторы включаются не в фазе: когда транзистор VT8 заперт, транзистор VT9 находится в проводящем состоянии.

На практике необходимо учитывать сопротивления замкнутых переключателей (Rвкл), действующих последовательно с сопротивлениями Ri параллельно включенных резисторов. Если значением Rвкл нельзя пренебречь по сравнению с Ri, то ЦАП может оказаться нелинейным. Ситуацию легко исправить, построив переключатели таким образом, чтобы Rвкл возрастало от ветви к ветви в двоичной прогрессии. Поскольку токи убывают в двоичной прогрессии, падение напряжения на всех Rвкл будет одинаковым, и в результате погрешность вычисления окажется незначительной.

Показанная схема может работать от логических уровней ТТЛ или КМОП. Диоды VD1 и VD2 защищают КМОП-переключатели от разрушения при приложении напряжений обратной логики или суммирующей точки (перегрузки). Так как доля UОП приходящаяся на переключатели, весьма мала, ЦАП можно использовать в качестве умножителей как при положительных, так и при отрицательных входных аналоговых сигналах. Достоинством КМОП-приборов является небольшая потребляемая мощность в стационарном режиме.



3. Для того чтобы определить, какие переключатели замкнуты, воспользуемся методом последовательного приближения. Коммутируемые выводы обеспечивают напряжения:

1 разряд = 5В;

2 разряд = 2,5В;

3 разряд = 1,25В;

4 разряд = 0,625В;

5 разряд = 0,3125В;

6 разряд = 0,15625В;

Так как 6,875В>5В, следовательно 1 разряд = 1. После замыкания 2 разряда напряжение на выходе повысится до 7,5В, а это высокое напряжение, следовательно 2 разряд = 0. Если замкнуть 3 разряд, напряжение на выходе повысится до 6,25В. Замыкая на выходе получаем напряжение 6,875В, что соответствует коду 101100.





Каталог: wordpress -> wp-content -> uploads
uploads -> Пособие по организации и роли систем торгово-промышленных палат Маркус Пилгрим и Ральф Мейер Бонн, Германия
uploads -> Методические рекомендации по проведению урока знаний в общеобразовательных организациях по теме «Моя Родина Алтай»
uploads -> Отчет о выполнении проекта реализации технологической платформы
uploads -> Русская Палестина от Патриарха Никона до наших дней
uploads -> Перечень медицинских противопоказаний для поступления
uploads -> Методические рекомендации по реализации дополнительных профессиональных программ повышения квалификации в сфере закупок


Поделитесь с Вашими друзьями:
1   ...   6   7   8   9   10   11   12   13   ...   18


База данных защищена авторским правом ©grazit.ru 2019
обратиться к администрации

войти | регистрация
    Главная страница


загрузить материал