Дискретными сигналами

Карповский М. Г., Москалев Э. С. Спектральные методы анализа и синтеза дискретных устройств.— Л.: Энергия. Ле-нингр. отд-ние, 1973.— 144 с., ил.— (Б-ка по автоматике; Вып. 507).— 40 к.

Теория регулярных структур—новая прикладная дисциплина, объектом изучения которой являются большие интегральные схемы (БИС) с регулярной структурой (однотипные элементы и стандартные связи). Производство таких БИС, содержащих тысячи элементов на одном кристалле, уже освоила как зарубежная, так и отечественная промышленность. Высокая степень интеграции элементов позволяет заменить схему из нескольких десятков или даже сотен элементов малой степени интеграции (МИС) эквивалентной схемой из нескольких (а иногда и одной) БИС. Благодаря такой возможности повышается надежность, уменьшаются габариты и потребляемая мощность, увеличивается быстродействие проектируемых дискретных устройств (ДУ). Матричные (распространенный тип регулярных структур) БИС включа-ют в современные микропроцессорные комплекты.

МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ДИСКРЕТНЫХ УСТРОЙСТВ

5.4. Разработка дискретных устройств с регулярной структурой

28. Мелихов А. Н., Бернштейн Л. С., Курейчик В. М. Применение графов для проектирования дискретных устройств. М.: Наука, 1974. 294 с.

Глава 1. Математические модели дискретных устройств . 7

5.4. Разработка дискретных устройств с регулярной структурой .............. 175

Схемы арифметических дискретных устройств

Для сложных дискретных устройств существенна унификация отдельных частей всей конструкции. Унификация проводится на нескольких уровнях. Этому соответствует конструктивная иерархия, содержащая унифицированные конструктивные единицы нескольких уровней. Конструктивная единица более высокого уровня состоит из нескольких взаимосвязанных конструктивных единиц более низкого уровня.

Карповскил М. Г., Москалев Э. С. Спектральные методы анализа и синтеза дискретных устройств. — Л.: Энергия. Ленингр. отд-ние, 1973.— 144 с., ил.— (Б-ка по автоматике; Вып. 507). —40 к.

при проектировании дискретных устройств. Однако в специальной литературе используются также следующие знаки: для логического умножения &, Л, С\; Для логического сложения V, U; операция отрицания иногда выражается штрихом у символа переменной (а').

Способы защиты от возведения электрических помех для систем, работающих с непрерывными сигналами, и для систем, работающих с дискретными сигналами, различаются. Если для первых основные решения, позволяющие повысить помехозащищенность, реализуются при проектировании датчиков, вторичных приборов, соединительных линий и выборе соответствующих правил монтажа элементов, то для дискретных систем основным методом защиты от помех является помехоустойчивое кодирование информации.

Преобразование Фурье независимо от того, проводится оно над аналоговыми или дискретными сигналами и является оно прямым или обратным, характеризуется следующим свойством: преобразование Фурье, выполняемое над периодической функцией, приводит к дискретной функции и, наоборот, преобразование Фурье дискретной функции является периодической функцией. Из этого следует, что если аналоговая функция x(t) является дискретной, то ее спектральная функция является периодической. Если спектр -?(со) аналогового сигнала x(i) представляется функцией, изображенной на 14.2,а, то после преобразования в цифровую форму сигнал будет описываться дискретной функцией х(пТ) и его спектральная функция будет периодической, как показано на 14.2,6. Как видно из 14.2, в пределах интервала — я/Г^со^я/Г модули спектральной функции аналогового и цифрового сигналов подобны. При ограниченном спектре аналогового сигнала спектр цифрового сигнала оказывается неограниченным и имеет периодическую структуру с периодом 2п/Т. Отсюда следует прием, используемый для получения аналогового сигнала x(t) из цифрового сигнала х(пТ): достаточно цифровую последовательность преобразовать в последователь-

Радиоэлектронные средства предназначены для передачи, приема, хранения и преобразования информации, представленной в виде непрерывных или дискретных электромагнитных сигналов. Устройства, работающие с непрерывными электромагнитными сигналами, называют аналоговыми, а устройства, работающие с дискретными сигналами,— цифровыми. Конструкции их существенно различны. Обычно в состав РЭС входят как аналоговые, так и цифровые устройства, в свою очередь включающие дискретные электрорадиоэлементы (ЭРЭ) — резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности, полупроводниковые приборы (транзисторы, диоды, тиристоры, светодиоды, фотодиоды и-т. д.), а также узлы в интегральном исполнении (интегральные схемы и элементы функциональной микроэлектроники) (табл. В.1). Приборы функциональной микроэлектроники выполнены на средах с распределенными параметрами, в которых в нужный момент под воздействием управляющего сигнала возникают динамические неоднородности среды. Эти неоднородности управляют прохождением сигнала. Использование приборов функциональной микроэлектроники эквивалентно резкому возрастанию степени интеграции по сравнению с обычными интегральными схемами. К приборам функциональной микроэлектроники относятся, например, пьезокерамические фильтры, запоминающие устройства на цилиндрических магнитных доменах. В состав элементной базы РЭС входят также элементы электромонтажа (соединители, печатные платы, провода и кабели из объемного провода).

Как будет показано в § 1.3, в последетекторных цепях современных радиотехнических систем широко применяют дискретные сигналы. Рассмотрим пропускную способность систем с дискретными сигналами.

В свою очередь конструкции, выполненные на микросхемах, обладающих малыми габаритами и массой и высокой надежностью, имеют низкую точность и стабильность параметров входящих в них радиоэлементов. Поэтому их применение в аналоговой аппаратуре, особенно в каскадах выделения информации, модуляции и демодуляции сигналов практически невозможно. В устройствах же, работающих с дискретными сигналами, не требующих высокой стабильности и точности электрических параметров радиодеталей и узлов, применение микросхем является технически оправданным и целесообразным.

Представление сигналов в двоичном коде. Уменьше-шение точности работы аппаратуры, работающей с дискретными сигналами, происходит только при достаточно больших искажениях передаваемых или принимаемых сигналов. В качестве примера рассмотрим систему, в

(или временные) характеристики. Число типовых функциональных узлов и элементов сравнительно невелико, поскольку невелико и число операций, совершаемых над непрерывными и дискретными сигналами. К числу основных операций относятся: усиление интенсивности сигналов; генерирование напряжений заданной формы (спектра); преобразование формы (спектра) сигналов; дискретизация аналоговых (непрерывных) сигналов и преобразование их в цифровую форму (цифровой код); трансформация (перенос) спектров сигналов (модуляция и детектирование); изменение длительности (масштаба времени) сигналов; фильтрация — частотное или временное выделение или подавление отдельных составляющих аналоговых или цифровых сигналов; корреляционная (авто- и взаимокорреляционная) обработка сигналов; математические преобразования в аналоговой или цифровой форме (сложение и вычитание, умножение и деление, возведение в степень и извлечение корней, интегрирование и дифференцирование, логарифмирование и потенцирование); логические преобразования цифровых сигналов (логическое сложение и умножение и их различные комбинации); измерение параметров сигналов (амплитудного и фазового спектров, частоты повторения, времени запаздывания, длительности существования и т. д.); преобразование цифровых сигналов в аналоговые; запоминание аналоговых и цифровых сигналов на заданное время и воспроизведение их; отображение сигналов — преобразование в форму, удобную для восприятия человеком; передача сигналов в пространстве (электро- и радиосвязь).

Операция кодирования обычно производится над дискретными сигналами и заключается в представлении отдельных дискрет сигнала в виде набора комбинаций из элементарных сигналов (символов). Основное назначение кодирования — обеспечить как можно *более высокую помехоустойчивость системы связи, т. е. сделать так, чтобы вероятность искажения передаваемой информации была достаточно малой, несмотря на наличие помех или сбоев в работе системы.

уступает ВЗУ по объему памяти. 245. Программа записывается в память ВЗУ. 246. Правильно. 247. Учтите, что правый транзистор закроется. 248. Правильно, логические уравнения можно моделировать схемами. 249. Еще раз проверьте свои рассуждения. 250. Часть триггеров останется в исходном состоянии. 251. На шине «Сумма» образуется единица. 252. Это неполный ответ. 253. Надежность не связана с объемом памяти машины. 254. Правильно, такое время обращения характерно для магнитны,4 лент. 255. Правильно. Но частота импульса соответствует возможностям АУ. 256.'АУ машины рассчитано на работу с дискретными сигналами. 257. Правильно. 258. Правильно, алфавитно-цифровое печатающее устройство — механическое. 259. Для автоматичесчой трансляции программы используют другой язык. 260. Высокая скорость нужна также при управлении производственными процессами. 261. Правильно. 262. Ошибка: 10ю = 10102. 263. Ошибк.а в вычислениях. Переведите числа в десятичную систему. 264. OTBIT неполный. 265. Программа хранится в ОЗУ. 266. Только два. 267. Неверно. 268. Найдите более точный ответ. 269. Правильно: 1J23 = 2'"—1. 270. Правильно, у регистра нет счетного входа. 271. Других комбинаций сигналов нет. 272. Ответ неполный. 273. Правил >но, чем меньше объем памяти, тем меньше время обращения. 274. Для этого носителя характерно меньшее время обращения. 275. Скорость работы машины определяется блоком тактовых импульсов. i76. Правильно, АУ оперирует импульсными сигналами. 277. Вспомните назначение ручных клавишных перфораторов. 278. Правильно, количество терминалов может достигать многих сотен. 279. Этэ один из начальных этапов программирования. 280. Правильно, для этой цели используют язык Логических схем. 281. Правильно. 282. Правильно. Это следует из Характеристик ЦЭВМ. 283. Проа шлизирунте характеристики ЦЭВМ. 284. Емкость оперативной i амяти в некоторых случаях одинакова. 285. Быстродействие в некоторых случаях одинаково.

Передача телемеханических сообщений осуществляется как непрерывными, так и дискретными сигналами. По ряду причин, о которых будет сказано в дальнейшем, в телемеханике все чаще используют дискретные сигналы. В частности, передача дискретными сигналами обеспечивает более высокую помехоустойчивость (см. гл. 5) и воспроизведение информации с большей точностью (см. гл. 14). В то же время первичные величины, которые снимаются с датчиков и подлежат передаче системами тсле-

Итак, мы рассмотрели как сообщения, с которыми приходится иметь дело в телемеханике, так и переносчики, с помощью которых они передаются. Прежде чем переходить к изучению методов образования сигналов, остановимся на некоторых предварительных или первичных способах преобразования сообщений, так как в телемеханике непрерывные сообщения зачастую передаются дискретными сигналами. В частности, это имеет место в кодоимпульсных телеизмерениях, где непрерывная функция преобразуется сначала в дискретную и передается дискретными сигналами. Замена непрерывного сообщения дискретным осуществляется с помощью квантования, применяемого в телемеханике.