Цифроаналоговых преобразователей

Цифровые вычислительные системы оперируют с величинами, представленными в цифровой форме, т. е. с числами. Вычислительная система, объединяющая в своем составе как цифровые, так и аналоговые устройства, носит название гибридной. Очевидно, что цифровые и аналоговые устройства соединяются внутри гибридной системы через аналого-цифровые (АЦП) и цифроаналоговые преобразователи (ЦАП).

носится в спектр 20—180 кГц и поступает на частотный модулятор, изменяя поднесущую частоту 8,2 МГц с девиацией ±250 кГц. Полученный ЧМ сигнал затем объединяется с ЧМ поднесущими сигналов ЗС и 3В, а также с ТВ сигналом, прошедшим цепь линейного предыскажения, и поступает на вход группового частотного модулятора (см. 5.15, а). На выходе приемника СЗ производится разделение указанных сигналов, как показано на 5.16, демодуляция и коррекция сигналов, а применительно к сигналу ИГП — также обратное преобразование частоты с помощью несущей частоты 550 кГц в спектр вторичной группы 312—552 кГц. Затем по соединительной линии сигнал ИГП поступает на приемный аппарат «Газета-2». Перспективным способом следует считать передачу ИГП в цифровой форме. С этой целью разработана специальная система «Орбита-РВ», предназначенная для одновременной передачи 25 программ звукового вещания и до 4 сигналов ИГП в различные точки страны, к центрам местного эфирного и проводного вещания и местным типографиям. Передача сообщений ведется через отдельный ствол ИСЗ «Горизонт» или «Радуга» (раздельно от ТВ ствола). Сигналы 3В и ИГП, поступающие по соединительным линиям в аналоговой форме, преобразуются на входе передающего комплекса «Орбита-РВ» в цифровую форму и уплотняются во времени. Общий цифровой поток затем подается на фазовый модулятор, где осуществляется 4-позици-онная фазовая модуляция промежуточной частоты 70 МГц. Дальнейшие преобразования этого сигнала не отличаются от преобразований в системе «Орбита», На приемной станции используется демодулятор ФМ сигналов. Выделенный цифровой поток поступает затем на устройство временного разделения и далее — на цифроаналоговые преобразователи. Соединительные линии могут выполняться не только аналоговыми, но и цифровыми. В последнем случае преобразователи аналог — цифра и цифра — аналог устанавливаются непосредственно на выходе передатчика и входе приемника аппаратуры «Газета-2».

Цифроаналоговые преобразователи (ЦАП) позволяют осуществить переход от информации в цифровой форме к информации в аналоговой форме. Аналого-цифровые преобразователи (АЦП) производят обратное действие.

Промышленность выпускает аналоговые интегральные микросхемы (АИС) самого разнообразного функционального назначения. К АИС относят дифференциальные, операционные, широкополосные и узкополосные усилители, усилители низкой и промежуточной частот, компараторы, аналоговые перемножители, специальные схемы для радио и телевизионных приемников и для магнитофонов, аналого-цифровые и цифроаналоговые преобразователи, аналоговые коммутаторы и ключи, стабилизаторы напряжения, генераторы сигналов специальной формы, а также ряд других ИС, выполняющих специальные функции обработки аналоговых сигналов.

91. Цифроаналоговые преобразователи на основе операционного

Упрощенная структурная схема программной защиты приведена на 2.9, а. Вся обработка информации по алгоритмам защиты осуществляется микроЭВМ, которая выполняет операции над величинами, значения которых представлены в цифровом виде. Поэтому необходимы соответствующие устройства: аналого-цифровые и цифроаналоговые преобразователи, осуществляющие согласование формы представления сигналов в микроЭВМ и во внешних по отношению к ней устройствах:

измерительных преобразователях (ИП) тока и напряжения и исполнительных органах защиты. В соответствии с существующими определениями аналого-цифровые преобразователи следует отнести к формирующей части измерительных органов. В результате выполнения алгоритмов релейной защиты вырабатывается признак о ее срабатывании или несрабатывании, который через цифроаналоговые преобразователи поступает из микроЭВМ в виде управляющих сигналов на исполнительные органы защиты. Существенным является то, что алгоритмы выполняются в реальном масштабе времени.

Цифроаналоговые преобразователи (ЦАП) позволяют преобразовывать дискретные цифровые сигналы в аналоговую (непрерывную) форму. При этом каждому значению цифрового сигнала в двоичной форме должно соответствовать его аналоговое значение в единицах напряжения (вольтах, милливольтах и т. д.), как это представлено на 119, а. В принципе, в качестве цифроаналогового преобразователя может быть применен дешифратор двоичного кода в десятичный. В самом деле,

цифровой и графической информации), принтер (алфавитно-цифровое печатающее устройство), графопостроитель, накопитель на магнитной ленте (НМЛ) или магнитном диске (НМД) и через цифроаналоговые преобразователи ДЛЯг ... ЦАП^ (после сглаживания с помощью фильтров нижних частот) выдаются в аналоговой форме в виде непрерывных сигналов ?/вых i ... ^вых N- Если объем внутренней (основной) памяти недостаточен, то промежуточные результаты могут выводиться на НМЛ или НМД, (который играет в этом случае роль внешней памяти микроЭВМ), и по мере необходимости, вновь вводится в микроЭВМ. Работа микроЭВМ происходит в соответствии с заранее составленной программой, под которой понимается совокупность команд, отображающих операции, которые должны быть выполнены над цифровыми кодами сигналов в процессе их обработки. В узкоспециализированных измерительно-вычислительных устройствах программа обработки записана в память микроЭВМ постоянно и быстро изменена быть не может. В универсальных устройствах предварительно разработанная программа записывается на магнитную ленту или магнитный диск и перед началом работы переписывается в основную память микроЭВМ. Управление работой микроЭВМ производится устройством управления в соответствии с программой. Для написания программы для микроЭВМ обычно применяется машинно-ориентированный язык АССЕМБЛЕР, учитывающий особенности построения данной микроЭВМ, вследствие чего программа оказывается более компактной. Помимо этого, используются проблемно-ориентированные языки БЕЙСИК, ПАСКАЛЬ, СИ, ФОРТРАН и т. д.

§ 42. Цифроаналоговые преобразователи............ 244

Интегральные микросхемы на МДП-транзисторах (МДП-ИМС) в настоящее время получили очень широкое распространение для создания устройств со средней и высокой степенями интеграции. К устройствам со средней степенью интеграции относятся широко используемые регистры, счетчики, сумматоры, а к устройствам с высокой степенью интеграции — постоянные и оперативные запоминающие устройства, электронные калькуляторы, микропроцессоры, аналого-цифровые, цифроаналоговые преобразователи и др. Важное преимущество МДП-ИМС связано с технологией их изготовления, которая позволяет с меньшими затратами средств по сравнению с биполярной технологией изготовлять гораздо более сложные схемы. МДП-ИМС имеют сравнительно простую конструкцию, обеспечивают получение высокого процента выхода годных схем и не требуют дополнительной изоляции элементов в схеме. Геометрические размеры МДП-транзисторов значительно меньше по сравнению с биполярными транзисторами, что позволяет существенно повысить степень

Внешний интерфейс измерительной системы — это и выход аналого-цифровых преобразователей, и вход цифроаналоговых преобразователей, и входы и выходы усилителей, фильтров и т. п. Внешний интерфейс станка с ЧПУ — релейные сигналы: датчики положения подвижных частей станка, положения и режима работы режущего инструмента и т. п. Нельзя одним и тем же адаптерным устройством обслужить и цех со станками с ЧПУ, и циклотрон.

Широкие возможности операционных усилителей обусловили их применение в качестве унифицированного узла практически всех современных электронных устройств. Операционные усилители используются в составе нормирующих преобразователей, стабилизаторов напряжений, активных фильтров, генераторов функций, аналого-цифровых и цифроаналоговых преобразователей и т. д.

В ЯС-генераторах можно осуществлять электронную перестройку частоты. Для этого резисторы в ^С-цепях должны быть заменены полевыми транзисторами, внутреннее сопротивление которых в зависимости от режима работы может изменяться от единиц мегаомов до сотен омов при изменении напряжения смещения. Изменять напряжение можно не только вручную, но и автоматически. Например, если на затворы транзисторов подавать пилообразное напряжение, то получается генератор качающейся частоты. Такого типа генераторы применяют в приборах для изучения частотных характеристик: в анализаторах спектров периодических сигналов, в частотных модуляторах и т. д. Использование элементов цифровой электроники, и в первую очередь, цифроаналоговых преобразователей также позволяет создавать дискретно перестраиваемые генераторы.

Наилучшее средство визуального отображения цифровой (и аналоговой) информации — дисплей, представляющий собой электронно-лучевую трубку (ЭЛТ), на экране которой отображается информация в виде букв, цифр, символов, графиков или карт. Изображение может быть как черно-белым, так и цветным. Промышленность выпускает два вида дисплеев: алфавитно-цифровые для воспроизведения на экране только печатного текста и графические для любого произвольного изображения. Обобщенная структурная схема дисплея приведена на 133. Управление положением луча в ЭЛТ по осям «X» и «У» осуществляется от соответствующих биполярных цифроаналоговых преобразователей (ЦАП), на входы которых поступают цифровые сигналы управления, формируемые в блоке управления, который связан через блок интерфейса с микроЭВМ.

• Основными преимуществами микросхем на элементах инжекционной логики являются: малая потребляемая мощность и очень высокая степень интеграции, использование стандартной биполярной технологии, что обусловило сравнительно низкую стоимость изготовления, создание микросхем практически для любых применений (микропроцессоров, логических БИС и СБИС, запоминающих устройств, аналого-цифровых и цифроаналоговых преобразователей, измерительной аппаратуры и др.).

Получены новые схемотехнические решения на базе функционально-интегрируемых элементов — инжекционной интегральной и инжекционно-полевой логики, характеризующихся низким энергопотреблением. Наибольшие достижения схемотехники в микроэлектронике проявились при создании БИС и СБИС 32-разрядных микропроцессоров, М-битной памяти, однокристальных микроЭВМ, аналого-цифровых и цифроаналоговых преобразователей и др.

В аналоговых частях для системы постоянного и переменного тока предусмотрена возможность воспроизведения всей шкалы реальных параметров устройств электроснабжения. Связь аналоговой части с цифровой осуществляется через блоки электровозов БЭ, принципиально не отличающихся от блока, показанного на 11.3. Токи этих блоков определяются состоянием цифроаналоговых преобразователей ЦАП (см. 11.4). Блоки электровозов, связанных каждый со своим ЦАПом, присоединены к тяговой сети во всех точках сопряжения

Широкие возможности операционных усилителей обусловили их применение в качестве унифицированного узла практически всех современных электронных устройств. Операционные усилители используются в составе нормирующих преобразователей, стабилизаторов напряжений, активных фильтров, генераторов функций, аналого-цифровых и цифроаналоговых преобразователей и т. д.

В состав SOC-блоков первого из выпущенных представителей семейства CY8C25/26 входят 12 аналоговых и 8 цифровых блоков. Из 12 аналоговых блоков 4 реализованы в схемотехнике с масштабирующими резисторами (блоки с непрерывными сигналами (СТ, Continuos Time building blocks)) и 8 построены на переключаемых конденсаторах (SC, Switched-Capacitor blocks). Блоки с непрерывными сигналами оптимизированы для построения усилителей с программируемыми коэффициентами усиления и мультиплексируемыми каналами входов и выходов, дифференциальных усилителей и быстродействующих компараторов. Блоки, использующие технику переключаемых конденсаторов, ориентированы на создание программируемых фильтров, регистров последовательного приближения, аналого-цифровых и цифроаналоговых преобразователей и т. п. Цифровые блоки реализуют такие функции, как таймеры, универсальные асинхронные приемопередатчики, широтно-импульсные модуляторы и др.

торов подъема СПЭ и спуска электрода ССЭ, суммирующего усилителя СУ, цифроаналоговых преобразователей ЦАП, интегратора И и цифровых за-датчиков тока ЦЗТн напряжения ЦЗИдуги. Регулирование скорости перемещения электрода Э осуществляется электродвигателем М постоянного тока с помощью усилителя мощности УМ на тиристорах и устройства управления УУ, которое подключено к суммирующему усилителю. К входу УМ подключен тахогенератор ТГ, который связан с электродвигателем. Регулятор АРДМТ работает следующим образом.

испытаний (ОИ) с помощью датчиков (ПП) поступают на аналоговые преобразователи (нормировка и коммутация сигналов (ПП) и далее на АЦП. Цифровая информация затем может поступать на цифровые устройства (хранение, отображение или обработка информации) и преобразовываться при необходимости в аналоговый сигнал с помощью цифроаналоговых преобразователей (ЦАП). Наличие в составе ИИС системы шин и интерфейсных устройств (ИФУ) позволяет передавать управляющие команды от блока управления (УУ) непосредственно к любому блоку ИИС. Управление объектом испытаний осуществляется с помощью исполнительных устройств (ИУ).