30.8 Регистр последовательного приближения
Регистр последовательного приближения (РПП) реализует метод «взвешивания» и используется для построения аналого-цифровых преобразователей последовательного приближения. УГО РПП приведено на рисунке 30.13.
Рисунок 30.13 – УГО регистра РПП
Регистр последовательного приближения имеет следующие входы: С – вход общей синхронизации; – вход старта преобразования;– инверсный вход результатов сравнения (то есть перед выполнением сравнения сигнал со входаинвертируется).
Выходы Q0-Q11 содержат результат работы РПП. Выход QCC предназначен для сигнализации о конце преобразования.
Алгоритм работы РПП. Для нормальной работы РПП на входе С должен присутствовать периодический сигнал стробирования.
1. Начало преобразования происходит при появлении активного сигнала на входе . Длительность сигнала на входене менее двух активных сигналов на входеС. При активном сигнале происходит подготовка РПП к работе (в частности, устанавливаются в лог.1 все выходыQ), при снятии сигнала начинается преобразование.
2. Процесс преобразования синхронен с активным сигналом на входе С (то есть все шаги преобразования совпадают с передним фронтом сигнала С).
3. При первом сигнале стробирования после снятия сигнала , РПП сбрасывает в лог.0 состояние выходаQ11.
4. На следующем шаге РПП проводит анализ состояния входа результатов сравнения. При лог.0 на входе, лог.0 на выходеQ11 остаётся, при лог.1 – выход Q11 устанавливается в лог.1. Одновременно выход Q10 сбрасывается в лог.0.
5. При следующем стробирующем сигнале на входе С, анализ состояния входа проводится для выходаQ10, а лог.0 подаётся на следующий, более младший выход Q9.
6. Процесс анализа состояния входа с принятием решения о состоянии соответствующего выхода продолжается последовательно для всех выходовQ, от старшего к младшему.
7. После принятия решения о состоянии самого младшего выхода (Q0) процесс преобразования заканчивается. Факт окончания преобразования подтверждается сбросом в лог.0 выхода QCC.
Как уже говорилось, основное же назначение регистра РПП – построение аналого-цифровых преобразователей (АЦП). Одна из возможных схем АЦП приведена на рисунке 30.14.
Рисунок 30.14 – Аналого-цифровой преобразователь
на основе РПП
К выходам Q0–Q11 микросхемы подключен цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) DA1, старший разряд – 12, младший – 1. Компаратор DA2 сравнивает выходное напряжение ЦАП и преобразуемое в код входное напряжение.
Работает АЦП следующим образом. Тактовый импульс 0 устанавливает, как уже указывалось, выход 12 микросхемы DD1 в лог. 0, остальные выходы – в лог. 1. В результате на вход ЦАП подается код 0111...1, на его выходе формируется напряжение, равное половине преобразуемого диапазона входных напряжений. Компаратор DA2 сравнивает его с входным, и если входное напряжение превышает напряжение с выхода ЦАП, как это показано на нижней диаграмме рисунок 29.15, на его выходе появляется лог. 1. Тактовым импульсом 1 лог. 1 записывается в триггер микросхемы с выходом 12, это состояние триггера сохраняется до конца преобразования (диаграмма 12 рисунок 30.15). Если входное напряжение меньше половины диапазона преобразователя, в триггер с выходом12 запишется лог. 0.
По окончании тактового импульса 1 на выходе 11 микросхемы DD1 появится лог. 0 и на ЦАП будет подан код 10111...1 (для примера, показанного на рисунке 30.15). В результате входное напряжение будет сравниваться с 3/4 преобразуемого диапазона входных напряжений. Если, как показано на рисунке 30.15, входное напряжение больше, чем 3/4 диапазона, в триггер с выходом 11 будет записана лог. 1, в противном случае – лог. 0. Для описываемого примера в триггер регистра с выходом 11 импульс 2 запишет лог. 1, и на ЦАП будет подан код 11011...1. В результате входное напряжение будет сравниваться с 1/2 + 1/4 + 1/8 - 7/8 полного диапазона, если оно меньше, в триггер с выходом 10 запишется лог. 0. По окончании такта 12 на выходах 12–1 микросхемы образуется двоичный двенадцатиразрядный код преобразованного напряжения, для данного случая 110101...1. Лог. 0 на выходе Р сигнализирует об окончании преобразования и может быть использован для переписи сформированного кода в регистр хранения.
Микросхемы, содержащие регистры, кодируются буквами ИР.
Рисунок 30.15 – Временные диаграммы, поясняющие работу РПП
Лекция № 31
СЧЕТЧИКИ
- 24.1 Термины и определения цифровой электроники
- 24.2 Системы счисления, применяемые при разработке
- 24.2.1 Перевод чисел из одной системы счисления в другую
- 24.2.2 Перевод целых чисел из двоичной системы счисления
- 24.2.3 Перевод целых чисел из шестнадцатеричной системы
- 24.2.4 Перевод целых чисел из двоичной системы счисления
- 24.2.5 Перевод целых чисел из десятичной системы счисления
- 24.3 Функции алгебры логики
- 24.3.1 Функции алгебры логики одного аргумента
- 24.3.2 Функции алгебры логики двух аргументов
- 24.3.3 Функции конституенты
- 24.4 Принцип двойственности
- 24.5 Теоремы булевой алгебры
- 25.1 Семейства цифровых микросхем
- 25.2 Основные параметры семейств
- 25.3 Типы выводов в цифровых компонентах
- 25.4 Система кодированного обозначения цифровых
- 26.1 Классификация цифровых устройств
- 26.2 Кцу, реализующие элементарные логические функции
- 26.3 Дешифраторы
- 26.4 Шифраторы
- 27.1 Мультиплексоры
- 27.2 Демультиплексоры
- 27.3 Цифровые компараторы
- 27.4 Схема проверки на чётность/нечётность
- 28.1 Общее определение сумматора
- 28.2 Классификация сумматоров
- 28.3 Двоичный полусумматор
- 28.4 Одноразрядный двоичный сумматор
- 28.5 Многоразрядный сумматор параллельного действия
- 29.1 Последовательностные цифровые устройства
- 29.2 Общее определение триггеров
- 29.3 Классификация триггеров
- 29.4 Асинхронный rs-триггер
- 29.5 Синхронный rs-триггер
- 29.6 Двухступенчатый rs-триггер
- 29.7 D-триггер
- 29.8 Универсальный jk-триггер
- 29.9 Т-триггер
- 29.10 Синхронные триггеры с динамическим управлением
- 29.11 Взаимные преобразования триггеров
- 30.1 Общее определение регистров
- 30.2 Классификация регистров
- 30.3 Регистр памяти
- 30.4 Регистр сдвига
- 30.5 Регистр с параллельным приемом и последовательной
- 30.6 Регистр с последовательным приемом и параллельной
- 30.7 Универсальный регистр
- 30.8 Регистр последовательного приближения
- 31.1 Общее определение счетчиков
- 31.2 Классификация счетчиков
- 31.3 Асинхронные счетчики
- 31.4 Построение счётчиков с произвольным модулем счёта
- 31.5 Синхронные счетчики с асинхронным переносом
- 31.6 Синхронные счетчики
- Литература
- Содержание
- Электроника и микропроцессорная техника