1. Пример выполнения упражнения тренинга на умение № 1

Задание

Составить расширенную таблицу функционирования синхронного JK-триггера, построенного на элементах ИЛИ-НЕ. Использовать БЯ на элементах Пирса. При решении задачи использовать методику синтеза схемы управления триггеров, построенных на базе простейших RS-триггеров.

Решение

№ п/п	Алгоритм	Конкретное соответствие данной ситуации предложенному алгоритму
1	Составляется таблица функционирования требуемого триггера	Таблица функционирования отображает состояние синхронного JK-триггера при различных комбинациях сигналов на входе и с учетом предыдущего состояния (табл. 1.1)
2	Выбирается необходимый базис для построения функциональной схемы	По условиям задачи выбирают бистабильную ячейку на элементах ИЛИ-НЕ. Используется простейший RS-триггер с прямыми информационными входами
3	На основании первичной таблицы функционирования триггера составляют расширенную таблицу функционирования триггера для выбранного типа бистабильной ячейки	Дополняют исходную таблицу 1.1 столбцами для сигналов S* и R*. В полученной таблице 1.2 значения переменных в ячейках данных дополнительных столбцов определяют исходя из заданного изменения состояния проектируемого триггера

Таблица 1.1

Таблица функционирования JK-триггера

С	J	K	Q(t)	Q(t + 1)
0	0	0	0	0
0	0	0	1	1
0	0	1	0	0
0	0	1	1	1
0	1	0	0	0
0	1	0	1	1
0	1	1	0	0
0	1	1	1	1
1	0	0	0	0
1	0	0	1	1
1	0	1	0	0
1	0	1	1	0
1	1	0	0	1
1	1	0	1	1
1	1	1	0	1
1	1	1	1	0

Таблица 1.2

Расширенная таблица функционирования триггера

C	J	K	Q(t)	Q(t + 1)	R*	S*
0	0	0	0	0	*	0
0	0	0	1	1	0	*
0	0	1	0	0	*	0
0	0	1	1	1	0	*
0	1	0	0	0	*	0
0	1	0	1	1	0	*
0	1	1	0	0	*	0
0	1	1	1	1	0	*
1	0	0	0	0	*	0
1	0	0	1	1	0	*
1	0	1	0	0	*	0
1	0	1	1	0	1	0
1	1	0	0	1	0	1
1	1	0	1	1	0	*
1	1	1	0	1	0	1
1	1	1	1	0	1	0

Выполните самостоятельно следующие задания:

Задание 1.1

Составить расширенную таблицу функционирования синхронного JK-триггера, построенного на элементах И-НЕ.

Задание 1.2

Составить расширенную таблицу функционирования синхронного D-триггера, построенного на элементах И-НЕ.

Задание 1.3

Составить расширенную таблицу функционирования синхронного D-триггера, построенного на элементах ИЛИ-НЕ.

Задание 1.4

Составить расширенную таблицу функционирования синхронного T-триггера, построенного на элементах И-НЕ.

Задание 1.5

Составить расширенную таблицу функционирования синхронного T-триггера, построенного на элементах ИЛИ-НЕ.

2. Пример выполнения упражнения тренинга на умение № 2

Задание

Выбрать частоту счетных импульсов и определить максимальное время преобразования 8-разрядного последовательного АЦП с единичным приближением, в котором tсч = 150 нс, tцап = 400 нс, tтг = tл = 30 нс, tк = 50 нс.

Решение

№ п/п	Алгоритм	Конкретное соответствие данной ситуации предложенному алгоритму
1	Записывается формула для определения минимального периода счетных импульсов	Минимальный период счетных импульсов Dtсч min = tсч + tцап + tтг + tл + tк
2	Вычисляется минимальный период счетных импульсов	Dtсч min = 150 + 400 + 30 + 50 + 30 = 660 нс
3	Записывается формула для определения частоты счетных импульсов	Частота счетных импульсов fсч = 1/Dtсч min
4	Вычисляется частота счетных импульсов	fсч = 1/(660 × 10-9) = 1,5 × 106Гц = 1,5 кГц
5	Записывается формула для определения максимального времени преобразования	Максимальное время преобразования tпр max = (2n – 1) Dtсч
6	Вычисление максимального времени преобразования	tпр max = (28 – 1) × 660 × 10-9 = 170 × 10-6c = 170 мкс

Выполните самостоятельно следующие задания:

Задание 2.1

Выбрать частоту счетных импульсов и определить максимальное время преобразования 12-разрядного последовательного АЦП с единичным приближением, в котором tсч = 100 нс, tцап = 300 нс, tтг = 30 нс, tл = 40 нс, tк = 40 нс.

Задание 2.2

Выбрать частоту счетных импульсов и определить максимальное время преобразования 10-разрядного последовательного АЦП с единичным приближением, в котором tсч = 200 нс, tцап = 300 нс, tтг = 30 нс, tл = 30 нс, tк = 40 нс.

Задание 2.3

Выбрать частоту счетных импульсов и определить максимальное время преобразования 6-разрядного последовательного АЦП с единичным приближением, в котором tсч = 100 нс, tцап = 400 нс, tтг = 30 нс, tл = 40 нс, tк = 50 нс.

3. Пример выполнения упражнения тренинга на умение № 3

Задание

Для 8-разрядного последовательного АЦП с единичным приближением определить максимальную частоту гармонического входного сигнала uвх(t) = umsin2pft, который может быть преобразован данным АЦП с относительной апертурной погрешностью, не превышающей значения шага квантования (1/2n), если время преобразования АЦП tпр = 170 мкс.

Решение

№ п/п	Алгоритм	Конкретное соответствие данной ситуации предложенному алгоритму
1	Записывается соотношение между частотой сигнала, апертурным временем и относительной апертурной погрешностью	Соотношение между частотой сигнала, апертурным временем и относительной апертурной погрешностью 1/2n = 2pfta
2	Выражается частота сигнала из данного соотношения	Частота сигнала f = 1/(2n × 2p × ta). Приняв ta = tпр, получаем f = 1/(2n × 2p × tпр)
3	Вычисляется максимальная частота сигнала	f = 1/(28 × 2 × 3,14 × 170 × 10-6) = 3,6 Гц

Выполните самостоятельно следующие задания:

Задание 3.1

Для 12-разрядного последовательного АЦП с единичным приближением определить максимальную частоту гармонического входного сигнала uвх(t) = umsin2pft, который может быть преобразован данным АЦП с относительной апертурной погрешностью, не превышающей значения шага квантования (1/2n), если время преобразования АЦП tпр = 200 мкс.

Задание 3.2

Для 10-разрядного последовательного АЦП с единичным приближением определить максимальную частоту гармонического входного сигнала uвх(t) = umsin2pft, который может быть преобразован данным АЦП с относительной апертурной погрешностью, не превышающей значения шага квантования (1/2n), если время преобразования АЦП tпр = 300 мкс.

Задание 3.3

Для 6-разрядного последовательного АЦП с единичным приближением определить максимальную частоту гармонического входного сигнала uвх(t) = umsin2pft, который может быть преобразован данным АЦП с относительной апертурной погрешностью, не превышающей значения шага квантования (1/2n), если время преобразования АЦП tпр = 400 мкс.

4. Пример выполнения упражнения тренинга на умение № 4

Задание

Для 7-разрядного последовательно-параллельного АЦП, осуществляющего преобразование входного сигнала uвх(t) £ 4 B, рассчитать шаг квантования для АЦП1 (разрядность n1 = 3) и АЦП2 (разрядность n2 = 4).

Решение

№ п/п	Алгоритм	Конкретное соответствие данной ситуации предложенному алгоритму
1	Записывается формула для определения шага квантования АЦП	Шаг квантования АЦП Du = uвх.max/2n
2	Вычисляется шаг квантования АЦП1	Du1 = 4/8 = 0,5 = 500 мВ
3	Определяется размах входного напряжения АЦП2	Размах входного напряжения АЦП2 uвх2 = Du1
4	Вычисляется шаг квантования АЦП2	Du2 = 500/24 = 31,25 мВ

Выполните самостоятельно следующие задания:

Задание 4.1

Для 8-разрядного последовательно-параллельного АЦП, осуществляющего преобразование входного сигнала uвх(t) £ 10 B, рассчитать шаг квантования для АЦП1 (разрядность n1 = 4) и АЦП2 (разрядность n2 = 4).

Задание 4.2

Для 11-разрядного последовательно-параллельного АЦП, осуществляющего преобразование входного сигнала uвх(t) £ 20 B, рассчитать шаг квантования для АЦП1 (разрядность n1 = 5) и АЦП2 (разрядность n2 = 6).

Задание 4.3

Для 6-разрядного последовательно-параллельного АЦП, осуществляющего преобразование входного сигнала uвх(t) £ 5 B, рассчитать шаг квантования для АЦП1 (разрядность n1 = 3) и АЦП2 (разрядность n2 = 3).

5. Пример выполнения упражнения тренинга на умение № 5

Задание

Определить абсолютную разрешающую способность 12-разрядного ЦАП, если опорное напряжение Uоп = 10 В.

Решение

№ п/п	Алгоритм	Конкретное соответствие данной ситуации предложенному алгоритму
1	Записывается формула для определения числа квантов выходного напряжения ЦАП	Число квантов выходного напряжения m = 2n – 1
2	Вычисляется число квантов выходного напряжения ЦАП	m = 212 – 1 = 4095
3	Записывается формула для определения абсолютной разрешающей способности ЦАП	Абсолютная разрешающая способность Dx = Uоп/m
4	Вычисляют абсолютную разрешающую способность ЦАП	Dx = 10/4095 = 2,45 мВ

Выполните самостоятельно следующие задания:

Задание 5.1

Определить абсолютную разрешающую способность 13-разрядного ЦАП, если опорное напряжение Uоп = 12 В.

Задание 5.2

Определить абсолютную разрешающую способность 7-разрядного ЦАП, если опорное напряжение Uоп = 10 В.

Задание 5.3

Определить абсолютную разрешающую способность 10-разрядного ЦАП, если опорное напряжение Uоп = 10 В.

6. Пример выполнения упражнения тренинга на умение № 6

Задание

Определить значение выходного напряжения 8-разрядного ЦАП с матрицей R–2R с суммированием токов, соответствующего входной комбинации 01101010 без знака, если опорное напряжение Uоп = 10 В, Roc = 10 кОм, R = 10 кОм.

Решение

№ п/п	Алгоритм	Конкретное соответствие данной ситуации предложенному алгоритму
1	Записывается формула для определения выходного напряжения ЦАП с матрицей R-2R с суммированием токов	Выходное напряжение ЦАП Uвых = -Uоп
2	Определяются ненулевые коэффициенты в сумме	Ненулевые коэффициенты в сумме a1, a3, a5, a6
3	Вычисляется выходное напряжение ЦАП	Uвых =

Выполните самостоятельно следующие задания:

Задание 6.1

Определить значение выходного напряжения 7-разрядного ЦАП с матрицей R–2R с суммированием токов, соответствующего входной комбинации 1100110 без знака, если опорное напряжение Uоп = 10 В, Roc = 20 кОм, R = 10 кОм.

Задание 6.2

Определить значение выходного напряжения 12-разрядного ЦАП с матрицей R–2R с суммированием токов, соответствующего входной комбинации 000110010010 без знака, если опорное напряжение Uоп = 10 В, Roc = 100 кОм, R = 100 кОм.

Задание 6.3

Определить значение выходного напряжения 13-разрядного ЦАП с матрицей R–2R с суммированием токов, соответствующего входной комбинации 1101011000101 без знака, если опорное напряжение Uоп = 12 В, Roc = 10 кОм, R = 10 кОм.

• Назад
• Вперёд